本发明涉及一种电力机车受电电压高频分量的非侵入式测量方法，包括：根据实地获取的电力机车下行电缆的结构及对应参数估算电力机车的寄生电容值；构建测量系统，在屏蔽外皮的入地线上部署满足灵敏度要求的电流传感器；电流传感器的灵敏度根据电力机车的额定功率和寄生电容值确定；对测量系统进行校准，标定表示受电电压与测量系统输出电压之间的关系的传变函数；基于传变函数和测量系统的测量值确定被测电力机车的受电电压高频分量；借助受电弓下行电缆中稳定存在的芯‑皮同轴结构，在屏蔽外皮的入地线上部署电流传感器，实现将高幅值的工频分量和相对低幅但高频的分量进行分离，极大减少了牵引网背景电压对测量造成的干扰。