高压电缆线路作为城市电力系统中的大动脉,对城市电网的安全稳定运行至关重要。近年来,由高压电缆缓冲层缺陷引起的故障频繁发生。现有的电缆缺陷检测方法均有其自身的局限性,难以检测高压电缆缓冲层缺陷。国内外学者将频域反射谱技术应用于配电电缆的缺陷检测,并取得了一定的成果,为高压电缆缓冲层缺陷检测提供了新的思路。为此,本文通过理论分析和建模仿真研究了频域反射谱对高压电缆缓冲层缺陷检测的性能。首先,本文建立了适用于甚高频范围内的高压电缆传输线理论模型,建立了甚高频范围内的高压电缆本体分布电气参数解析计算方法,提出了考虑半导电层频变特性的高压电缆本体分布电气参数计算方法,分析了高压电缆本体分布电气参数对频域反射谱的影响。其次,本文归纳了高压电缆缓冲层破损、受潮和烧蚀典型潜伏性缺陷的产生机理,建立了高压电缆缓冲层缺陷的介电阻抗特征,提出了含多处缓冲层缺陷的无交叉互联高压电缆线路频域反射谱计算模型,分析了缓冲层缺陷对无交叉互联高压电缆线路频域反射谱的影响,分析结果表明缓冲层破损缺陷中,频域反射谱向右偏移,谐振频率点变大;缓冲层受潮和烧蚀缺陷中,频域反射谱向左偏移,谐振频率点变小,且缺陷严重程度越大,偏移越严重,其中频域反射谱的相位谱中受潮缺陷的偏移程度大于烧蚀缺陷,使用频域反射谱可以实现对高压电缆缓冲层缺陷的检测。利用积分变换法分析了不同诊断函数对缓冲层缺陷定位效果的影响,获得了最佳诊断函数。最后,提出了高压电缆接头的分布电气参数计算方法,建立了考虑电缆接头和交叉互联的高压电缆线路频域反射谱分析模型,分析了缓冲层缺陷对交叉互联高压电缆线路频域反射谱的影响,分析结果表明在一个交叉互联段中,第二区段中缓冲层产生缺陷时,频域反射谱的偏移方向与第一区段和第三区段的相反。另一方面,研究了诊断函数对交叉互联高压电缆线路中缓冲层缺陷定位的相对误差和识别灵敏度,分析结果表明缓冲层缺陷定位的相对误差在1.5%以内,缓冲层缺陷严重程度很小时识别灵敏度较低。本文的研究成果为使用频域反射谱技术检测高压电缆缓冲层缺陷奠定了理论基础,证明了频域反射谱技术检测高压电缆缓冲层缺陷的有效性,为实际工程应用提供了较高的参考价值。