随着我国铁路电气化在西部地区的不断推进,电力机车在西北地区的应用也得到了大力推广,但机车电缆设备也面临着西北高寒地区环境所带来的严峻考验。近年来,机车电缆柔性终端应用在高寒地区的缺点逐渐显现。在西北高寒地区运行的机车中,机车电缆柔性终端在冬季运行时屡屡发生绝缘击穿事故,导致机车停运,严重影响了电力机车在西北高寒地区运输的可靠性。本文针对高寒地区冬季运行的机车电缆柔性终端频繁爆炸的现象,首先建立了能够模拟高寒地区中低温和低气压环境的局部放电试验系统。研究了在不同低温和低气压条件中柔性终端的局部放电特性,包括放电起始电压与熄灭电压、放电发展规律以及放电相位谱图;同时利用统计特征量分析了放电谱图的左偏、集中以及正负半周的不对称性等特征。研究发现:外部气压的变化对柔性终端局部放电的影响不明显;当温度低至-10℃时,温度的继续降低将导致柔性终端的局部放电起始电压迅速减小、放电的发展速度加快、放电更为剧烈。所以,高寒环境中的低温因素是导致西北高原地区机车电缆柔性终端绝缘劣化的主要因素。为揭示低温影响柔性终端绝缘性能的机理,本文首先对已经发生击穿的柔性终端进行解剖,发现了柔性终端内部的应力管与主绝缘之间的交界面出现严重的放电痕迹,这说明了低温条件导致该界面放电,降低了柔性终端的绝缘性能。结合绝缘材料DSC测试和界面应力测试等试验分析得到:机车电缆柔性终端内的主绝缘材料乙丙橡胶和应力管在试验低温下分别处于高弹态和玻璃态,二者的形变程度不一致,使得二者之间的界面紧贴程度减小,导致了该界面因应力不足而产生气隙,从而发生放电。最后,本文介绍了一种在低温下可以有效改善应力管—主绝缘界面绝缘性能的措施,并验证了该措施在低温环境下的有效性。