我国配电网多数为小电流接地系统,其单相接地故障定位问题长期以来没有得到很好解决。本文按照先定位故障区段后定位故障点的思路,通过分析配电网不同接地方式下发生单相接地故障后的零序网络的特征,得到不接地系统故障区段定位原理和谐振接地系统故障区段定位原理,并设计了基于这一原理的配电网单相接地故障区段定位系统。在定位故障区段的基础上,利用改进型“S”信号注入法进行故障点定位。对于不接地系统的单相接地故障,提出利用零序电流的相位判据和幅值判据进行故障区段定位。在谐振接地系统中,由于消弧线圈的补偿功能,工频故障电流幅值减小、极性改变,故障定位难度增加。提出根据调节消弧线圈前后零序电流变化特性进行定位的方法。该方法通过改变消弧线圈电抗值,引起线路上各点的零序电流幅值发生变化,根据零序电流幅值的变化特性来判断故障区段。当经过渡电阻接地时,采用零序电流按零序电压进行折算的方法,解决了调节前后零序电压发生变化的问题。基于上述故障区段定位原理的定位系统主要包括两部分,系统主站和检测终端。主站主要实现接收远程数据、下发控制命令、数据处理、故障判断、画面显示等功能,检测终端有电流检测终端和电压检测终端,主要实现零序电压和零序电流的数据采集、相关信息的无线传输等功能。系统利用GPS技术实现电压电流的采样同步性,利用GPRS技术实现零序电压和零序电流相关数据信息的无线传输。在确定故障区段的基础上,通过改进型“S”信号注入法确定出具体的故障点。分析了线路对地电容对传统的“S”信号注入法定位准确性的影响。为了提高“S”信号注入法的准确性,提出依据“S”信号电压相量和电流相量相位关系的定位方法。由于电压相量在故障线路始端检测,而电流相量在线路上检测,因此提出GPRS移动通信技术和同步相量测量技术相结合的实现方案,并且介绍了故障定位装置的相关设计。此外,本文设计的定位装置已在现场投入使用,其可靠性及实用性已经得到了充分验证,且运行效果良好。