Повышение устойчивости функционирования системы тягового электроснабжения железнодорожного транспорта в целом и систем ее защит в частности включает анализ и прогноз электрических параметров. Статья посвящена решению актуальной задачи по подбору адекватного вероятностного закона распределения. Мотивацией для исследования стала выявленная в результате натурных измерений низкая сходимость экспериментальных данных с широко используемым нормальным распределением. Проверяемая авторами гипотеза состоит в том, что применение Гауссовского закона распределения при вероятностной оценке пределов изменения параметров защит без рассмотрения других законов распределения является неадекватным и ведет к увеличению количества ошибок в работе терминалов защит фидеров контактной сети. На примере анализа величин тока, напряжения, угла сдвига фаз и входного сопротивления, определяемых терминалами защит фидеров контактной сети переменного тока, выполнен анализ трех наиболее распространенных законов распределения. Установленные закономерности позволили выбрать в качестве оптимального логнормальный закон распределения ввиду наилучшей сходимости с опытными данными. При вероятностных расчетах и прогнозе параметров защит фидеров контактной сети тяговых подстанций переменного тока использование логнормального закона распределения вместо нормального в перспективе может стать востребованным инструментом для отстройки защит от области нагрузочных характеристик и позволит исключить случаи неправильной их работы.