随着我国城市化水平的不断提高,电力系统稳定运行的重要性日益凸显。电力电缆作为城市电网运行线路的重要组成部分,其可靠性直接影响到电力系统的安全稳定运行,因此需要对电力电缆进行状态监测。由于电缆运行环境特殊,线路长且分布广泛,导致目前虽然在电缆在线监测领域已有较多研究及研究成果,但运用于现场的电缆监测方法仍相对匮乏。本文针对电缆实际运行场景中在线监测装置测量不便,供能困难的难点,从电缆局部放电、缆芯温度这两个表征电缆绝缘状态的特征参量出发,提出了电平扫描局放超声检测方法及非侵入式缆芯温度测量方法,根据两种方法的测量原理,从软硬件层面设计了电缆局部放电及缆芯温度自供能传感器,并通过实验验证了测量方法的可行性及智能传感器的工作稳定性。论文的研究内容和主要成果有:（1）提出了基于MCU的电平扫描局放超声检测方法及非侵入式缆芯温度测量方法,根据原理对智能传感器硬件电路按功能划分进行了模块化、微型化设计,包括局放采集模块、温度测量模块、MCU控制模块及通讯模块,并在硬件层面从芯片低功耗选型、电路功耗优化、各模块工作完毕自动断电、MCU闲置引脚悬空拉高等方面对智能传感器整体功耗进行了优化,并搭建了实验平台对局放采集硬件电路、温度测量硬件电路的工作性能进行了测试验证。软件层面的设计遵循模块化封装设计思想,基于硬件模块的功能需求完成了软件架构设计,并重点研究了MCU休眠模式及系统最低运行频率,从软件层面对智能传感器整体功耗进行了优化。经功耗优化后各模块的平均功耗分别为:局放采集模块约为72m W、温度测量模块约为46m W、MCU控制模块平均运行功耗为114m W、睡眠功耗约为0.06m W。（2）基于电缆实际运行场景,选择了温差能量及电磁能量作为供能模块的环境能量收集对象,介绍并理论推导了温差发电片等效电路模型及磁芯线圈等效电路模型,并通过实验测试获得取能器件实际参数,验证了理论推导的正确性;利用遗传算法对取能器件阵列进行了选取优化,以ADP5091能量采集芯片为核心研制了温差-电磁能量混合收集环境供能模块,采用多源能量后端直接融合的方式对两种能量同时进行收集,搭建实验平台测试了供能模块的冷启动电压、输入最小功率能量、单路能量收集效率、多源能量收集融合效率,在保证环境能量收集融合效率的前提下能为后端大功率负载稳定供能。（3）搭建了电缆局部放电测试实验平台及缆芯温度测量实验平台,分别对电平扫描局放超声测量模块及非侵入式缆芯温度采集模块的工作性能进行了测试。实验结果表明,电平扫描局放超声测量模块与传统脉冲电流法采集得到的放电谱图相关度为0.811、测量拟合得到的电缆缆芯温度与缆芯真实温度的误差值不超过2℃,验证了局放采集及温度测量模块的有效性。（4）搭建实验平台对研制的电缆局部放电及缆芯温度环境供能智能传感器进行运行测试,测试结果表明,传感器能在30m W温差能量输入、70m W电磁能量输入的条件下实现运行11.5s、休眠22.5s的间歇式工作模式,并能稳定采集处理传输局放及温度数据。