为了缓解我国经济飞速发展所带来的运输量日益增加的矛盾,高速铁路以其强大的运输能力和特快的运输速度在我国交通运输领域中扮演着日益重要的角色。由于我国地域辽阔以致气候、地貌条件多样,故在高速铁路建设中多采用高架桥,以致高速铁路供电系统更易遭受雷击。因此进行适用于我国高铁实际情况的防雷研究具有重要现实意义。本文以数值计算方法和分形理论为基础,从我国高铁供电系统的实际情况出发,系统性地研究了雷击高速铁路高架桥接触网系统的雷电分形机理以及在该机理作用下的接触网系统雷击特性。本文首先根据雷电分形理论、有限差分法和超松弛迭代法建立了相关的雷击分形模型,再将该模型的仿真结果与现有研究成果对比,验证了该模型的正确性。通过对该模型的进一步研究发现,接触网在雷电跃变前均不易产生上行先导。该结果不仅印证了高速铁路高架桥接触网系统明显区别于超、特高压输电系统的特殊性,同时表明了接触网系统的上行先导不影响最终的雷击点,模型可简化为不考虑上行先导的模型,并以简化后的模型为基础模型进行后文的各个研究。基于上述建立的基础模型,本文系统地研究了AF线和T线有无工作电压、高架桥高度、雷电流幅值和下行先导起始位置这些影响因素下的高速铁路高架桥接触网系统雷击空间电场、雷击率分布以及引雷范围。前两者在基础模型上,改变相应的参数和流程进行研究,后者根据具体的研究内容增加了最小二乘多项式拟合法和牛顿迭代法的算法和流程进行研究。对空间电场的研究结果表明:AF线和T线存在工作电压较无工作电压时空间电场分布更加对称,强场区分布更加集中;高架桥高度越高,其附近空间电场畸变程度越大;雷电流幅值增大了其数量级,同时也使得击穿前一瞬间跃变高度以下的空间电场分布更加均匀。对雷击率分布的研究表明:AF线和T线有无工作电压对接触网系统的雷击率影响不大;接触网系统雷击率随高架桥高度或雷电流幅值的增大而增大,但增大的速度逐渐变缓,直至达到最大值;下行先导起始位置距高架桥水平距离的增大导致接触网系统雷击率减小,该雷击率曲线存在特定的对称性,同时也表明了接触网系统的引雷在该水平距离大于70m时分别主要依赖左AF线和右AF线;文中所给因素下AF线均能有效屏蔽T线和PW线。对引雷范围的研究表明:AF线和T线存在工作电压时的引雷范围略大于无工作电压时的引雷范围;该引雷范围随高架桥高度的增大而增大,随雷电流幅值的增大而先增大后减小直至达到恒定值。