动车组在不断提速中,逐渐暴露出很多与保护接地相关的问题。已有经验表明,在正常运行工况下,保护接地设置不合理会造成车体环流过大、轴承电蚀、碳刷异常磨耗等问题;在特殊暂态工况下,保护接地设置不合理会造成车体电势过高,速度传感器烧毁等问题。针对目前动车组保护接地的特点以及存在的问题,有必要对动车组保护接地进行系统的研究,综合考虑接地回流与车体过电压两方面因素,对保护接地进行优化设计。本文首先对牵引供电方式、动车组主电路以及接地系统分别进行了介绍,分析了现有保护接地类型的特点及存在的问题,并对牵引供电系统与动车组分别进行了建模。然后充分考虑动车组过吸上线的整个运行过程,建立动车组过吸上线动态全过程的回流仿真模型,通过仿真分析了动车组在吸上线区间与过吸上线整个运行过程中接地电流的变化规律,揭示了吸上线对接地电流的影响机理,阐明了各保护接地电流峰值的分布特性,指出原保护接地存在的问题,最后结合试验,验证了仿真模型的正确性。同时,本文以升弓过电压为例,结合实际升弓过程动车组主电路的工作状态,构建了动车组升弓过电压仿真模型,从过电压方面对原接地方式下保护接地性能进行分析,分析了升弓车体过电压的幅值及分布特性,得出了过电压在车体上的传播规律,从车体过电压方面指出原保护接地的不足之处,最后结合试验,验证了仿真模型的正确性。基于接地回流仿真模型与升弓过电压仿真模型,分析了保护接地参数、保护接地数目及位置等因素对于动车组接地回流以及车体过电压的影响规律,给出了接地电阻器阻值允许范围,以及每节车保护接地设置数量的建议。最后综合考虑接地回流与车体过电压两方面指标,提出不同阻值电阻器接地与直接接地的混合接地方式,对保护接地进行了优化设计。优化后,保护接地最大电流峰值下降了73%,各车电流分布也变得相对均匀;车顶-车底与车底-轴端的最大过电压峰值分别下降了28.9%、50%。