随着时代的发展和我国国民经济的持续增长,铁路作为我国交通运输的核心,客货运量严重饱和,运能与运量矛盾十分突出,已作为制约国民经济发展的瓶颈,发展高速铁路是解决客运供需矛盾的重要手段之一,研究和发展高速铁路已经成为我国铁路发展的关键的当务之急。高速电气化铁路要求更可靠的运营条件,为了满足对铁路系统内部和附近的人员和设备的安全保障要求,必须考虑钢轨电位以及牵引网回流接地等问题。本论文首先分析交流电气化铁路各种供电方式的优缺点,针对高速电气化铁路供电系统的特点,得出AT供电方式和带回流线的直接供电方式更适合高速电气化铁路;接下来分析铁路沿线的人员和设备的安全要求,讨论满足人身设备安全需要的钢轨电位的控制要求;再根据牵引供电系统特点和回流接地的基本原理,对交流电气化铁道钢轨电位分布规律与特征进行了理论研究,并分析影响钢轨电位的主要原因,得出等电位联结和设置综合接地线等具体措施来降低钢轨电位,并结合理论分析综合接地线的选择方法,给出综合接地线的初步设置方案;然后通过建立基于矩阵函数理论的π型等值电路数学模型来研究钢轨电位分布,并采用MATLAB编程计算,以大量仿真数据,分析在铁路正常运营和短路故障状况下影响钢轨电位大小的各种因素,证明等电位联结间距和综合接地线对降低钢轨电位的显著作用,并给出综合接地系统的初步构成方案供参考。