电气化铁路牵引供电接触网是一种特殊的单相供电网,它每隔30km左右就要设置一个电分相,电分相两端电压相位不同。关节式电分相是一种适应机车高速运行的电分相,但是电力机车在通过关节式电分相时,多次发生过电压,造成车顶保护间隙放电,引起牵引变电所跳闸,严重地影响到电气化铁路的安全运营,因此迫切需要对电力机车通过关节式电分相暂态过程的过电压进行研究。本文首先介绍了电力机车通过关节式电分相过电压的研究现状。然后对电力机车过关节式电分相时的过渡过程进行了理论分析和计算,得出了电力机车过关节式电分相过程中关节式电分相中性线的电压数学表达式。根据牵引变电、牵引供电接触网和关节式电分相中性线的实际参数对电力机车过关节式电分相过程中中性线上的电压进行了工程计算,并对计算结果进行了分析。其次本文对PSCAD/EMTDC的功能进行了简单介绍,利用PSCAD/EMTDC对电力机车过关节式电分相过程建立了仿真模型并进行了仿真,得到了暂态仿真波形,再对波形进行了分析,验证了理论分析和计算的正确性。然后将工程计算和模型仿真的结果与试验测试得到的数据对比,验证了两者的正确性。最后,本文提出了两项减小电力机车过关节式电分相过电压的措施,分别是RC保护装置和MOA防护,然后利用PSCAD/EMTDC对这两种防护方式进行了建模和仿真,仿真结果表明这两种保护方法都能够有效的降低电力机车过关节式电分相过电压。