高速铁路牵引负荷的增大,以及牵引供电系统短路或雷击等事故,会使得钢轨产生过高的电位,导致铁路沿线设备的损坏,甚至导致行车及人员伤亡的事故。高速铁路沿线存在路基、高架桥和隧道路段,其牵引网数学模型和电气参数计算方法存在差异。因此,研究不同路段在不同工况时钢轨电位的分布规律与降低措施具有重要意义。本文研究的AT供电牵引网采用了基于多导体传输线理论的链式网络模型。运用Carson理论和镜像法计算了路基、高架桥导线的电气参数,采用四周无限圆形隧道模型对隧道导线的电气参数进行了求解。本文利用Matlab/Simulink仿真平台,搭建了全并联AT供电系统模型。仿真结果表明,正常工况下,高架路段钢轨电位最高,隧道路段钢轨电位略低于路基路段；当牵引网发生T-R短路故障,高架路段钢轨电位最高,隧道路段钢轨电位次之,路基路段最低；设置贯通地线等措施能够有效地降低钢轨电位,并将正常工况和短路故障时的钢轨电位限制在IEC62128-1标准规定内。为研究综合接地系统的冲击响应特性,本文利用CDEGS搭建了雷电流入侵雷击综合接地线系统暂态电路模型。仿真结果表明,当雷击于距扼流变压器250m的支柱时,或雷击于横向连接线处的支柱时,高架桥路段钢轨及贯通地线的最高电位幅值最高,隧道路段钢轨及贯通地线的最高电位幅值比路基路段高；针对雷击牵引网引起钢轨及贯通地线电位急剧上升的问题,文中给出了防护建议。