満員電車で女性に手が触れただけなのに、「痴漢をした！」と誤解されて逮捕や勾留されてしまうことはありますか？

まず否認を主張して警察がどう出てくるのかを確認しましょう。結果的に逮捕や勾留されてしまった場合は、早急に弁護士に依頼してその後の対応に万全を期すべきだと思われます。
数年前に痴漢冤罪が問題となったことから、以前と異なり、かなりの確率で逮捕勾留されるようなことはなくなりました。とはいっても、目撃者がいて痴漢の程度が軽くなく、かつ本人が否認している場合には、逮捕や勾留されてしまう可能性は高いといえます。

ご質問のケースにおいて、もし目撃者がいない、もしくは目撃証言が明確ではなく、かつ痴漢の程度が軽い（痴漢冤罪の可能性が高い）場合であれば、逮捕せずに手に付着している繊維を採取するだけにとどめ帰宅させてくれることも少なくありません。
しかし、目撃者がいて目撃証言が明確な場合、容疑を否認すれば、逮捕だけでなくその後10日間の勾留となり、会社を解雇される可能性や、自営業者でも業務に支障が生じることが出てくるでしょう。

これらのことを考えると、痴漢をしていないにもかかわらず痴漢と誤解された場合に否認を貫くかどうかは大変悩ましところです。その場合にどう対応するかは最終的には本人が決めるしかないのですが、否認を貫くのであれば、弁護士に刑事弁護を依頼されるのがおすすめです。

泉総合の弁護士であれば、次の弁護活動を行います。
・冤罪の可能性（犯人が他の者で誤認の可能性）が高い旨の上申書を提出します。
・身元がしっかりしており確実に捜査当局の出頭要請があれば出頭する旨の本人、家族の誓約書を提出します。
・弁護士が担当検察官に交渉して勾留請求をしないように働きかけます。
・それでも検察官に勾留請求された場合には、勾留するかどうかを決定する担当裁判官と面接して冤罪の可能性が高いことや出頭の誓約を強調して、勾留されないよう働きかけます。

痴漢の事案自体の多くはシンプルであると言えますが、身に覚えがないのに痴漢をしたとして駅員や警察に差し出された場合の対応は難しいものがあります。
事実として痴漢行為はもとより触ってもいないのであれば、否認して警察の対応を見て、それでも逮捕されてしまったら早急に弁護士に刑事弁護を依頼して、その後の対応を検討するのが一番無難なように思います。