当前以交联聚乙烯绝缘(Cross-linked polyethylene,XLPE)电缆为代表的高分子材料绝缘电缆被广泛应用于大中城市输电网络构建。虽然XLPE电缆在运行初期绝缘性能优良,但随着运行年限的增加,其可靠性逐渐降低,成为影响电网安全运行的重大隐患点。故本文以目前应用最为广泛的XLPE电缆作为研究对象,对电缆故障的在线监测方法展开了研究,提出了一种基于灰色关联度分析的高压电缆故障利萨如图形诊断方法。具体研究内容如下:首先,介绍了各种电缆故障在线监测方法,总结了目前国内外对接地线电流法的研究现状和“信号分析与模式识别”组合方法在电力设备故障诊断领域的应用情况,并对其进行了对比分析。其次,重点分析了电缆在正常运行和四种故障情况下,交叉互联接地系统的交叉互联接地箱和直接接地箱处接地线电流、护层环流、电容电流的变化情况和计算方法,为第三章和第四章奠定理论基础。然后,介绍了利萨如图形分析方法,在ATP-EMTP中搭建高压电缆交叉互联接地系统模型,通过采集两组接地线电流构建了高压电缆接地线电流利萨如图形。通过调整拓扑结构的参数,模拟几种故障并获取了仿真利萨如图形,开发了一组MATLAB代码求解了图形特征参数,以特征参数的变化率为参考依据对故障特征进行了分析,并研究了构建多个利萨如图形对加强故障分析准确度的影响,发现了图形特征参数中半长轴长度、半短轴长度、倾斜角的变化与模型参数变化的关系。最后,提出并建立了结合利萨如图形特征参数的加权灰色关联度分析模型,将利萨如图形特征参数的变化率作为评价指标,通过求解未知故障类型的输入特征向量与已知故障类型参数组成的样本空间向量的熵值、熵权值、关联度、关联系数等得到相应的关联度,从而实现了对故障的准确识别。最终以实际线路为参考搭建仿真模型并结合实例进行分析验证。研究结论表明:通过关联度分析特征参数与故障类型的对应关系,该方法能较准确识别故障类型,为高压输电电缆状态检修提供了新思路。