电力系统在正常运行时是三相对称的,但交流电气化铁路牵引供电系统是一个单相交流网络,它会破坏电力系统的三相平衡,产生负序电流。牵引供电系统采用轮换相序的供电方式来减少负序电流对电网的影响,通常在两相邻供电臂之间设置电分相来防止异相短路。关节式电分相在电气化铁路牵引供电系统中较为薄弱,电力机车在过关节式电分相时大概率会出现过电压,过电压可能会造成机车放电间隙击穿,馈线保护跳闸,对铁路的运营造成不可忽视的影响。本文对关节式电分相产生过电压的研究现状进行了简述,分析了现有过分相技术的优势和不足。简化了电力机车过关节式电分相的过程,对电磁暂态过程的理论进行了计算,得出了这些暂态过程对应的中性线电压数学表达式。代入相关的等效参数,计算了暂态过程对应的中性线上电压,然后对结果进行了分析。在过往对关节式电分相产生过电压的研究中,暂态过程产生时机车几乎处于静止状态,等效电路改变瞬间产生的暂态分量经过一个周波左右的时间就基本衰减至零。实际中机车是移动的,从机车过关节式电分相的实测结果来看,机车在过渡区和无电区行驶时过电压仍然可以持续一定时间,由此分析了导致电磁暂态过程延续以及过电压时间变长的原因可能是机车的移动。但是把过渡区和无电区分为很多个单元的做法将使整个电磁暂态过程的计算难度大大提高,现有的计算设备很难实现。所以需要探讨出一种用有限个离散过程就能有效地描述机车过关节式电分相连续过程的方法。机车每向前行驶一段距离,等效电路中某些电气元件的电气量从旧稳态向新稳态过渡,从而不断地产生电磁暂态过程,因此本文构建了一种通过有限个开关去模拟机车在过渡区和无电区移动的等效模型。用Matlab/Simulink软件对机车通过四个过渡过程以及过渡区和无电区的模型进行仿真,分析四个暂态过程的仿真结果,验证了理论计算的正确性,将机车在无电区和过渡区的仿真结果与实测结果进行对比,验证了等效模型是有效的。