刘文飞+张周胜

摘 要：高频脉冲在电缆中传播，半导电层占主要影响因素。针对半导电层频变参数复介电常数不易测取的难題，提出了一种基于二端口网络S参数测算方法，并研究了复介电常数的频变曲线。结果表明，二端S参数传输测量法可以精确稳定地测量半导电层的复介电常数，并表征高频脉冲传播的频变损耗特性。

关键词：电力电缆；局部放电；半导电层；复介电常数；矢量网络分析仪

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.037

电力电缆在电力系统输配电中有着广泛的应用，电缆内部缺陷时会产生高频信号，局部放电的测量[1]及信号分析[2]是评估电缆缺陷的重要手段。在高频段的脉冲传播特性中，电缆半导电层占主要地位，但国内外在研究脉冲信号在电缆电路中传播时均没有深入考虑半导电层复介电常数频变特性的影响[3]。国外一些学者总结出了复介电常数的经验模型，然而无论电缆模型中的复介电常数采用何种形式表示都是频域的复杂函数，所获得的复介电常数难以在时域进行求解[4]。

电力电缆可被描述为一个二端口网络，S参数的引入规避了高频段理想短路开路终端有附加电感和杂散电容的困难[5]。通过利用矢量网络分析仪测得的电力电缆S参数，提出了一种测量半导电层频变参数复介电常数的方法，并在实际电缆进行了实验验证。

1 等效二端口网络测量原理

电缆传输线模型最早由STONE和BOGGS[6]提出，之后研究者在此基础上不断发展和改进，电缆几何模型如图1所示。……