地铁供电方式主要包括接触轨和接触网供电方式。相对于接触网供电,接触轨供电具有建设成本低、故障率底、不影响城市美观等特点,因此近些年来接触轨供电方式得到广泛应用。但是由于高架桥自身高度的影响,导致其引雷范围增大,使其容易遭受雷电的侵袭,产生的过电压容易导致绝缘支架(或绝缘子)闪络、地铁沿线通信和信号设备损坏。而且地铁属于无备用供电系统,线路一旦跳闸,将会直接导致地铁停运,在严重的情况下可能造成行车故障及相应的人员伤亡。因此为了避免雷击对地铁高架桥线路所造成的影响,有必要对地铁接触轨供电系统雷击特性及耐雷水平展开研究。本文首先根据雷电过电压形成的物理过程,同时利用高架桥段地铁接触轨线路实际参数,获取雷击接触轨线路时的雷击类型。并结合滚球法分析了接触轨高架桥线路易发生的雷击类型,在此基础上,通过搭建的地铁高架段接触轨线路模型,研究不同雷击类型条件下对应的雷击特性。研究发现:地铁高架段接触轨供电系统主要受雷击避雷带跟雷击列车这两种雷击类型的影响。当雷击避雷带时,接触轨感应过电压造成绝缘支架闪络所需的雷电流水平低于地电位反击所需的雷电流水平,因此感应过电压是造成绝缘支架闪络的主要原因;而雷击列车时,雷电流幅值达到118kA才会通过感应的形式造成绝缘支架闪络,此时累积概率较小,因此工程上认为引发绝缘支架闪络的可能性不高。同时基于CDEGS电磁暂态仿真程序搭建的地铁高架桥段接触轨模型,在雷击避雷带情况下,分析了不同影响因素对接触轨耐雷水平的影响,获取对接触轨耐雷水平影响较为明显的影响因素;与此同时,通过ATP-EMTP程序搭建的地铁高架段接触轨模型,研究了有无避雷器及避雷器安装方式对接触轨耐雷水平的影响,以及不同桥墩接地电阻条件下避雷器的雷电放电电流和比能量的变化规律。研究结果表明:避雷带高度、土壤电阻率、雷电流波形、接地点距离、雷击点位置对接触轨耐雷水平影响较大,高架桥高度、接地材料对耐雷水平影响较小;而通过搭建的ATP-EMTP电磁暂态程序研究发现:雷击避雷带位置为1-5时,桥墩接地电阻对接触轨耐雷水平影响不明显;雷击位置为6时,接地电阻对其耐雷水平影响明显,且逐渐趋于平稳。通过安装避雷器能够明显改善接触轨耐雷水平,并且随着安装密度的增加而增加;而避雷器的放电电流、比能量与接地电阻成正比例关系。同时,对比不同型号的避雷器放电电流及比能量值,工程上建议选用残压较小的YH5WS-17/45型避雷器。最后本文基于搭建的弱电设备接地暂态仿真模型,分析了雷电过电压传输与分布规律,研究了土壤电阻率、弱电设备接地电阻等因素对弱电设备的影响以及雷击影响范围的影响。研究结果表明:雷击列车时,钢轨泄漏电阻改变对钢轨过电压影响明显且随着离雷击点距离的增加,钢轨过电压逐渐减小且逐渐趋于平稳;雷电流幅值为20kA时,雷击对弱电设备在水平、垂直方向上的影响距离分别为36.32m、13.73m。同时随着土壤电阻率的增加,其在水平、垂直方向上的影响距离变化明显;而接地电阻改变对弱电设备在水平方向距离的影响程度高于其在垂直方向的影响程度。