与普速铁路相比,高速铁路牵引负荷大大提高,使得钢轨产生过高的电位,威胁到沿线的设备安全,严重时可能危及工作人员和乘客的人身安全,需要采取一些必要的措施来降低钢轨电位,以保障高速铁路运行的安全。高速铁路在建设过程中涉及到不同的路段,路基、高架桥、隧道路段的牵引网模型各不相同,需要对不同路段的钢轨电位分布规律进行研究并采取相应措施来降低钢轨电位。在降低钢轨电位的各种措施中,综合接地系统是最重要的一部分,同时也是最为有效的,然而综合接地系统在实际情况中经常发生缺陷,因此研究不同路段综合接地系统缺陷的检测方法具有十分重要的意义。本文首先基于多导体传输线理论推导了高速铁路牵引网的链式网络模型,并运用Carson理论、镜像法以及四周无限圆形隧道模型分别计算了路基路段、高架桥路段以及隧道路段的导线电气参数,为后续研究奠定基础。利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了全并联的AT供电系统模型,针对钢轨电位进行了仿真分析。结果表明增设CB线、CPW线以及特设集中接地对钢轨电位的抑制具有较好的效果,但未达到标准要求;增设贯通地线情况下,三种路段在每个AT段内设置3条、7条CB线和CPW线时,钢轨电位均达到了标准要求,验证了设置综合接地系统的重要性。分析了综合地线发生缺陷时的地表电位分布情况,利用CDEGS仿真软件搭建了三种路段的综合接地系统仿真模型,针对贯通地线上方的地表电位进行了仿真分析。仿真结果表明,综合地线健康时,地表电位呈光滑曲线,无突变点,分别在机车、线路始端和末端位置存在三个峰值;综合地线发生缺陷时,地表电位在地线缺陷位置发生突变,突变的范围能良好地反映缺陷的范围;综合地线的缺陷发生在不同路段时,上述方法同样可行。其中高架桥路段的综合接地系统沿线地表电位最高,隧道路段最低。由此给出一种通过地表电位的分布情况来检测综合地线缺陷的方法,并验证了利用这种方法在不同路段进行综合地线缺陷检测的可行性和有效性。