动车组运行时,车顶高压电缆终端因安装时需截断半导体层,在截断处电场强度会发生畸变,常因含缺陷导致局部放电。同时,车顶电缆终端纤芯通流发热,内部存在温度集中点,热场梯度大,造成相邻材料抱紧力出现差异,出现界面松弛现象;且动车组白天运行、夜晚检修的间歇性工作特点又加剧了这种界面松弛,最终使界面间产生气隙,弱化电缆终端的界面性能,使其发生沿面闪络。传统以局部放电为特征量的检测方法易受干扰,难以有效检测出界面性能弱化的状况,造成近几年来车顶电缆终端故障的频发。当前,针对动车组车顶电缆终端绝缘劣坏机理的研究尚不完善,工程上尚无检测此类问题的系统方案,研究动车组车顶电缆终端的电热老化机理及其检测技术对保证高速动车组的安全运行具有重要意义。本文研究了动车组电缆终端的电热老化机理,试验验证了电缆终端的老化特性,提出了电缆终端老化检测方法,开发了基于温升特性的电缆终端老化检测系统。首先,研究了电缆终端电热联合作用下的温升过程,获得了车顶电缆终端的电热老化机理。根据车顶电缆终端的实际结构,提出了电缆终端多层同轴介质结构的电热场数学模型,建立了电缆终端的仿真模型,得到了运行工况下电缆终端内部的电热场分布,讨论了缺陷因素对电缆终端电热场的影响特性,包括缺陷尺寸、缺陷类型、缺陷位置等;获得了雷电流、谐波电流、励磁涌流等条件下电缆终端热场的暂态规律,研究了载流量、外界环境温度及材料参数对电缆终端热场的影响;对比了电缆终端内部的电热场分布特点,提出了电缆终端的绝缘劣化过程。其次,研究了陡波条件下电缆终端绝缘击穿过程,获得了电缆终端界面特性。针对新电缆终端和运行后电缆终端,进行了绝缘电阻测试及局部放电试验;搭建了陡波试验平台,开展了电缆终端运行前后及水煮前后的陡波试验。运行前后的陡波试验结果表明,电缆终端运行后因界面产生气隙,界面性能变弱,导致了其在陡波冲击电压下的击穿,验证了提出的老化机理;水煮前后的陡波试验结果表明,电缆终端水煮后内部材料的抱紧力得到提升,材料间界面贴合得更紧密,界面性能变强。最后,提出了基于光纤测温的电缆终端电热劣化检测方法。结合光的拉曼散射特性,stokes与anti-stokes热-光-电信号转换过程,确定了分布式光纤测温系统元件参数,完成了系统的搭建;改进了基于累加平均的系统去噪技术,编写了累加去噪算法,开发了拉曼光信号的上位机处理软件;搭建了电缆终端的温升试验平台,通过分布式光纤得到了电缆终端的温升过程;对比了试验与仿真结果,验证了理论分析的正确性。图77幅,表17个,参考文献106篇