中国高速铁路不断发展,因其安全、舒适、发车间隔短,正点率高等一系列优势,日益成为人们出行的首选交通方式。高速铁路与传统铁路存在较大区别,我国高速铁路事业起步较晚,在运用过程中出现的电气化问题急需解决。CRH3型动车组作为我国高速列车的主力车型,在运用过程中出现了由于其集中保护接地方式而导致的设备烧毁问题。目前,几乎没有人对CRH3型动车组的保护接地进行研究,本文尝试着从多个角度,对CRH3型动车组的保护接地进行一个较为全面的研究。本文从广州动车基地CRH3型动车组转臂烧毁问题入手,分析了其原有保护接地方案的不足,借鉴其他高速动车组的保护接地方案,为CRH3型动车组设计了4种新的保护接地方案,并搭建了原有保护接地方案和4种新方案的理论计算模型和仿真模型。利用这5种方案的理论计算模型和仿真模型,分别对3种工况下的车体电势分布和保护接地电流分布进行了对比,分析了4种新方案的优缺点。通过5种保护接地方案的静态测试,对比分析了在闭合主断瞬间5种方案冲击电压和冲击电流的情况。综合理论计算分析、仿真分析和静态实验结果,最终确定了最优的保护接地方案。本文设计了最优保护接地方案的测试方法,并对该方案进行了正线测试。正线测试数据表明,该方案可以有效的降低车体电势,保证车上电气设备的安全。对测试数据进行分析,得出运行接地电流和保护接地电流服从一定的周期性变化规律,且与仿真结果一致。实测数据很好的验证了理论计算分析和仿真分析的正确性,验证了最优保护接地方案的可行性和优越性。CRH3型动车组已采用本文设计的最优方案对其保护接地系统进行改造。本文的研究具有重要的工程应用价值。