我国幅员辽阔,冬季各地环境温度差异较大,局部地区冬季最低温度可达-40℃以下。在海拔较高、自然环境较为恶劣的西部地区,电力机车在运行过程中会面临严酷气候环境的挑战。车载高压电缆终端是系统中比较薄弱的环节,电场在电缆终端处分布极不均匀,容易形成局部放电,甚至可能造成绝缘击穿等故障的发生。在专门设计的高原型电力机车上,将车顶高压设备集中于车内屏柜中,这种特殊的屏柜被称为网侧柜。由于车载网侧柜运行环境及其电气设备的特殊性,车载网侧柜的设计不能够仅仅按照现有屏柜标准进行执行。因此,针对特殊环境下的电缆终端进行电场仿真及相关研究、对网侧柜及其重要部件的电场仿真具有重要意义。本文针对目前运行在高寒地区机车的特殊情况,对车载网侧柜内故障电缆终端进行初步解剖分析,并根据故障电缆终端解剖结果及现场被破坏情况,推测放电可能发生的原因;分别对涉事机车已破坏电缆终端及同型号正常未击穿电缆终端的内部材料进行相对介电常数及电阻率等基础电气参数测试;基于电缆终端绝缘结构及材料测试结果,建立了车载电缆终端三维仿真模型;采用COMSOL Multiphysics对该网侧柜内发生故障的电缆终端进行正常情况下与存在气隙情况下的电场仿真分析,以研究高寒地区故障电缆终端放电通道延伸及击穿机理;本文还进行了还原现场环境的低温局部放电及耐压试验,实验结果表明,低温环境下电缆终端放电量远大于室温下,且电缆终端在低温耐压试验中击穿;仿真及研究结果表明,运行环境温度是导致电缆终端放电通道产生及延伸,最终导致故障发生的主要因素。本文基于Pro/Engineer Wildfire 5.0建立车载网侧柜简化仿真模型,分别针对车载网侧柜进行正常电压下及典型过电压情况下的动态电场仿真分析,研究网侧柜内易击穿点的分布情况;仿真结果表明,该车载网侧柜中存在电场畸变严重的情况,对网侧柜的安全运行可能会造成不利影响;基于相关标准及原网侧柜的仿真结果,本文提出优化结构设计布局方案,对比优化前后的网侧柜电场仿真结果,电场畸变情况有所改善。