高速铁路是当代高新技术的集成,以其快速、高效、环保等优点在世界各国得到了迅猛的发展。高速列车是高速铁路运输系统的核心,其电气安全性直接关系到车内人员、设备的安全。由于高铁线路桥隧比例高,车、网、桥电气耦合复杂；高速列车运行速度快,受电弓—接触网(以下简称“弓网”)电接触状态变化频繁；动车组车体接地点多,电压波折反射剧烈,使得高速列车的过电压防护面临前所未有挑战。因此从“列车——接触网变电所”(以下简称“车——网——所”)系统的角度出发,结合高速列车的运行工况,研究过电压的形成机理及其在列车系统的传播规律、抑制策略,具有重要的学术价值和工程意义。以“车——网——所”系统为对象,综合考虑线路桥隧结构的耦合、弓网系统的电接触状态,分别建立了高速铁路牵引供电系统接触网——高架桥电磁耦合模型、弓网系统的动态离线电接触模型,研究了高速列车运行过程中的分相、离线、升降弓浪涌等暂态过电压的形成机理、影响因素和抑制策略,分析了过电压幅度的影响因素,提出了相应的抑制方法。根据动车组实际结构,构建了高速列车系统分布参数模型,研究了过电压在车体的传播途径、及其在各节车体间通过高压电缆的折反射特性；车体接地方式、接地参数对接触电势和车体回流的影响规律；开展了现场试验。研究发现了过电压在各节车体的耦合方式、耦合途径和传播规律,给出了相应的抑制策略。在此基础上提出了适用的新型接地方法。以接地阻抗和分流系数为核心参数,构建了综合接地系统模型,研究了高速列车牵引电流、暂态过电压在钢轨——综合接地系统中的传播特性,提出了综合地线接地阻抗、分流系数计算公式,分析了地线参数变化对综合接地系统降压、分流效果的影响,并在遂渝线上进行了现场试验。构建了基于气流场的车顶高压设备电气模型,研究了高速列车运行时车顶绝缘子的气流场与电场分布特性,分析了车顶绝缘子表面气压分布与积污、闪络电压的关系,提出了适用于高速气流场环境的车顶高压设备绝缘配合参数。