电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。过电压分外过电压和内过电压两大类。外过电压，又称雷电过电压、大气过电压。内过电压指电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压，有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。目前，对于电气化铁路牵引变电所来说，危害性最大的过电压类型主要有雷电过电压及电磁谐振过电压。   高速铁路由于普遍采用高架桥结构，引雷宽度大，雷击概率高，采用现有的标准在高速铁路运行中暴露出了很多的安全问题。牵引变电所由于区域较小，因此在设计中对防雷一般没有特殊考虑。但多年的运行结果表明，高速铁路牵引变电所的雷电入侵频繁，严重影响了供电系统的可靠性。近年来，随着大量动车组（交直交机车）在高速铁路上应用，交直交机车与牵引网之间的匹配关系问题日益突出，主要表现为机车和牵引网之间的高次谐波谐振问题。自交直交传动动车组和电力机车在我国投运以来，不少电气化区段都发生了机车高次谐波电流引发的牵引供电系统谐振现象，如京哈线、京津城际、合武客专、京沪高铁、武广客专、哈大线、宁岢线等，严重威胁到牵引供电系统和动车组、电力机车的运行安全，对铁路正常运输秩序产生了干扰。针对这些问题，本项目的主要研究内容分为三大部分：   （1）牵引变电所雷电过电压防护研究   （2）牵引变电所谐振过电压防护研究   （3）牵引变电所接地网性能仿真研究   其中，牵引变电所雷电过电压防护研究主要采用仿真计算的方法，利用EMTP的ATP版本进行建模仿真。牵引变电所谐振过电压主要采用计算机仿真计算并与现场测试、实验室试验相结合的方法进行研究，利用MATLAB/Simulink仿真软件，研究牵引变电所谐波谐振模态（包括串联谐振和并联谐振）和谐波谐振条件。牵引变电所接地网性能仿真研究主要采用软件仿真的方法，利用CDEGS进行地网各方面性能的仿真及分析。   为更好的完成项目既定的研究内容，本项目依托、借鉴铁路及电力系统高校在科学研究方面的能力和经验，特委托西安交通大学和西南交通大学分别对牵引变电所雷电过电压防护技术以及牵引变电所谐振过电压防护技术进行仿真分析和试验，达到了预期效果。   本项目通过现场测试、仿真计算、试验等手段，对牵引变电所及牵引供电系统的雷电过电压水平、谐振过电压水平、接地网性能做出了综合评估，分析了各种因素对这几项指标的影响，提出了过电压防护、抑制措施以及接地网特性的改善措施。   研究成果将增强我院在电气化铁路特别是高速铁路电气化设计领域的技术储备。   研究成果能够指导设计人员对设计的电气化铁路进行牵引变电所雷电过电压、谐振过电压及接地网性能的评估，并指导设计人员针对电气化铁路的特点进行牵引变电所防雷、防过电压及接地设计，对降低牵引变电所及牵引网雷击或者谐振造成的跳闸停电次数和停电时间，确保电气化铁路的安全运营，具有十分重要的意义。   随着电气化铁路项目的持续增加，研究成果的应用前景更加广阔，将产生巨大的经济和社会效益。