交联聚乙烯（XLPE）电缆因成本和性能的优势而被普遍应用于电力输送中。若电缆绝缘存在潜伏性缺陷,长期运行中可能会引起局部放电导致绝缘击穿,甚至引发爆炸或火灾,对电力系统的安全运行和供电可靠性是一个巨大的挑战。因此,需要把控电缆入网质量,提升其运维质量。由于目前缺乏有效的状态检测手段对潜伏性绝缘缺陷进行检测,本文基于电容层析成像技术（Electrical Capacitance Tomography,ECT）提出了一种电缆绝缘检测的新方法。首先介绍了ECT系统的基本构成和ECT技术的基本原理,建立了YJV1*185型XLPE电力电缆和八电极ECT传感器的二维有限元仿真模型,求解了灵敏度场分布。对ECT检测时电缆的电场、电势分布和电容值大小进行了求解,为后续进行成像奠定了基础。比较了中低压单芯电缆结构与目前ECT技术主流应用场景的区别,电缆中的铜芯结构会对成像造成一定的影响。其次,选取输出电容和灵敏度均匀性作为优化目标,建立了仿真模型求解相应灵敏度场,对传感器的电极厚度、电极张角和屏蔽层与电极半径比这三项几何结构进行了优化。通过单因子优化和正交设计获得了该传感器综合较优的参数组合。利用优化后的传感器模拟检测了5种不同的电缆绝缘缺陷情况,包括气隙、金属尖端、半导体颗粒、双气隙和局部老化,比较了电势、电场分布和电容检测值。发现气隙缺陷会使邻近电极间电容值下降,而金属、半导体和局部老化具有相反的影响。通过反投影算法（Linear Back Projection,LBP）算法建立了故障电缆内部的二值图像,发现气隙缺陷与另几种缺陷在图像中可以被明显区分开,且缺陷的数量也可以在图像中显示。最后,制备了三种不同电极数量的ECT传感器实物,搭建了电缆绝缘检测实验平台。模拟了气隙和金属尖端两种电缆缺陷情况,使用ECT传感器进行电缆绝缘检测实验。四电极传感器检测的电容值最大,但投影数据过少,成像效果不佳;八电极传感器性能均衡,成像效果较好;十二电极传感器检测到的电容变化微小,成像中伪影较多。实验结果表明ECT技术能够成功检测并分辨出气隙和金属尖端两种不同类型的缺陷,将其用于电缆的绝缘检测是可行的。