随着国家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,己成为制约国民经济发展的瓶颈。高速和重载铁路技术作为解决这些问题的关键,其研究在最近几年取得了飞速发展。高速和重载铁路的发展使电气化铁路牵引供电系统地回流不断增大,给铁路系统的安全生产运行带来了一系列新的问题。因此,研究牵引供电系统地回流的分布规律,并在工程上提出相应的防护措施具有重要意义。本文结合乌鲁木齐铁路局乌鲁木齐供电段相关调研情况,分析了直接牵引供电方式下地回流的形成原因,对直接供电系统地回流进行了数学建模,讨论分析了忽略和考虑牵引变电所接地电阻两种情况下的地回流分布情况。在MATLAB/Simulink环境下搭建了SS8型电力机车模型,仿真得到直流传动系统牵引谐波电流类型,通过牵引变电所数据分析出交流牵引传动系统的牵引谐波电流类型,计算得到了牵引地回流谐波电流的分布规律,并进行了算例计算。研究分析了影响牵引变电所处地回流大小的因素,计算得出了优化结果,并在工程上提出了合理建议。最后以乌鲁木齐铁路局二宫牵引变电所为例,研究了牵引地回流对牵引变电所接地网钢筋的电化学腐蚀类型,根据电极反应动力学关系及腐蚀铁电极的极化曲线研究了接地网的交流电腐蚀过程,计算分析出接地网钢筋腐蚀速度与牵引地回流的关系,针对牵引变电所接地网钢筋腐蚀问题,提出了解决思路。