由于铁路运行工况复杂、电力电缆线路等效电容大和牵引地回流过大等因素,铁路10kV电力电缆头老化烧损等事故频繁发生,严重威胁铁路行车安全。开展电缆头老化及在线检测方面的研究对于降低电缆事故发生和保障铁路行车安全至关重要,为此本文对电力电缆头进行了发热分析与安全监测研究。首先,利用有限元分析软件ANSYS Workbench,建立了 10kV YJLV22-3*95mm2三芯电力电缆头温度场仿真模型。通过对理想情况下、牵引地回流作用下和接触电阻异常情况下的电缆头进行发热分析,发现牵引地回流过大时对电缆主绝缘散热影响较大,接触电阻异常时电缆头处会形成温升异常点。在此基础上,根据电缆长期稳定运行的温度限制,考虑不同环境温度和牵引地回流的作用,对温度场仿真数据进行拟合分析,得出了电缆最大载流值与温度监测阈值整定公式,为电缆负荷调整、运行状态判定和在线监测提供理论依据。其次,对电缆头绝缘老化热击穿的过程、电缆接地线电流与电缆绝缘参数的相关性和电缆主绝缘介质损耗的测量进行了分析。在电缆头安全监测装置的研制过程中,根据电气化区段无电力机车通过时电缆接地线电流主要成分为主绝缘泄漏电流,采用交流同步采样技术并进行信号处理,实现了电缆主绝缘介质损耗正切值的测量。该安全监测装置通过网络传输将电缆头安全监测的数据信息、状态判定信息和地理坐标信息传输至后台服务器,对电缆头进行安全监测与状态判定,使工作人员能够及时掌握电缆头运行状态,为电缆头检修与异常状况处理和负荷调整提供决策依据。最后,对电缆头安全监测装置的功能进行了实验测试。通过实验验证,该装置的状态量数据采集计算、运行状态判据调用、按键输入控制、地理坐标定位和信息传输等各项工作性能良好,达到了预期要求。