交联聚乙烯(Crosslinked Polyethylene, XLPE)绝缘电力电缆作为电力传输媒介广泛应用于电力系统中。电力电缆在经过长时间运行后,其绝缘内部会产生水树,使绝缘局部电场增强,造成电缆绝缘性能下降,甚至发生突发击穿事故,影响电力系统的安全稳定运行。认识水树老化给XLPE绝缘介电性能带来的影响,由此发展安全有效的电缆无损试验方法,评估电缆老化程度并采取相关措施避免电力事故的发生是电力部门目前迫切需求的。与此同时,针对老化严重电缆,发展一种绝缘增强修复技术,以此延长电缆运行寿命,对减少电力运营成本、提高经济与社会效益具有重要意义。研究了水树枝存在引起的XLPE绝缘介电性能变化特别是非线性现象机理；利用Maxwell-Wagner与Maxwell-Wagner-Sillars极化理论分别建立了整体绝缘与水树老化区域的介电分析模型,并基于Ansoft搭建了含水树XLPE绝缘的有限元仿真模型。在这些模型基础上分析了组成水树的微孔形态与水树长度对XLPE绝缘介电常数、电导率、介质损耗角正切tanδ以及内部电场的影响。分析结果为水树老化给XLPE绝缘性能带来的变化与非线性特性的理解提供了科学依据,也为评估方法的发展奠定了基础理论支持。在总结了国内外电缆绝缘诊断技术的基础上,详细研究了两种无损试验方法—等温松弛电流法与损耗电流谐波分量法在电缆老化评估方面的应用,介绍了两种方法的原理,同时分别建立了它们的分析模型,并基于实验范例与仿真分析研究了其中的特征参量与电缆水树老化间的关系,为这两种评估方法的开展提供了理论指导。对修复液与水反应产物的介电性能提出了建议,配制了一种满足条件的硅氧烷修复液,设计了一套硅氧烷修复液的压力注入装置,并对装置的组成部件进行了详细介绍。利用修复液对现场退运的电缆展开了修复工作,深入分析了修复机理,结合常规试验、加速水树老化试验以及有限元电场仿真证明了硅氧烷修复液的注入能够有效延长电缆寿命。