我国中压配电网主要是指的是3~60kV几个电压等级的电网，在整个电力系统中量大面广，是非常重要的。配电网的单相接地故障选线和故障定位问题是困扰配电网多年的一个难题，目前我国正在加速推进配电网的建设，单相故障的选线和定位问题有待解决，正确认识小电流接地选线装置，以及配网设备，也是了解配电网中单相接地故障的重要一方面。
配电网故障定位大致有二类，一为故障选线，二是故障点精确定位。配电网络在不断革新换代，在故障定位上全球的专家学者都做了广泛深入地研究，效果也是较显著的。
1、配电网故障定位现状与难题
现今关于配电网故障的实际应用的产品还很少，故障定位技术多是理论层次上的探究。当下于配电网内配电线路上装设的不同型号的终端，例如 FTU、DTU、TTU、故障指示器等，无一例外会上送故障感知信号，线路中得到了广泛应用的设备，是各式各样的故障指示器。但这一设备有一定缺陷，其并不能完全替代人工工作，只能定位在某一区段再由人员查找。因为当下定位故障技术若想将之用于实践，还有许多技术难点需要攻克：
（1）配电网整体架构繁杂且支线繁复非常，当前故障定位技术以及相关装置设备如同“真空中的球形鸡”一般，仅适用于理想化的场景。若要应对状况复杂的实际线路的挑战，着实力有未逮，无法做到准确定位；
（2）配电网架构之复杂使得小电流接地系统以及配网设备的故障判别方面，很难找出合适的装置测量点，测量点数量不足，则无法依靠网络上报信息对故障精确地查找定位；若是测量点数量太多，则会造成资源浪费，经济效应大打折扣；
（3）自动化水平发展有限，使得网络能自主采集到的资讯讯息较少，也使得故障定位难度进一步加大；
（4）配电网面向使用用户，而用户人数之多，情况之复杂，远不足以囊括殆尽，复杂的使用环境应用场景，可能导致配电网做出误判；
（5）清洁能源，如：风电，太阳能，水电，新能源等分布式能源加进配电网络当中，网络架构及潮流分布情况也进一步变得复杂，情势的多变、体系的混沌化也更让故障判别难度加剧；
（6）现今的故障算法多是围绕着理想化的工程运营环境来设置，但实践中会产生各种出人意料的情况，这些算法尚不足以应对配电网络实际需求。
（7）配网设备由于各类厂家判定故障算法不同所以判定的故障方法也不同，以及厂家之间的价格战也导致一些硬件要求不达标，导致设备本身的采集精度出现问题，产生接地故障的误报。
2、配电网各类设备故障定位方法
2.1 配电网单相接地小电流接地系统故障选线技术
当故障状态是接地单项故障时，小电流接地选线系统之特长出是能够带故障运行1-2h，但是非故障相对地电压升高有可能造成故障扩大，因此要尽快找到故障路线，尽快排除故障，所以快速准确的故障选线技术，能够更好地维系网络工作运行，既减轻了设备的负荷，也使得设备使用年限得到增加。
2.2 小电流接地故障选线存在的困难跟问题
（1）信号的故障特征不明显。单相接地时，故障的稳态电流一般小于30A,甚至只有几安培。其中的功分量和谐波分量更小，一般仅有接地电流的10%，再加上配电网的结构复杂，不同配电网有功分量和谐波分量的配比情况皆不一样，故而此故障发生时，其特征很容易被忽略。故障暂态信号较之稳态信号会来得强烈，可是其持续时间并不长，检测难度也就更大了。单一的故障特征的选线方法很难适应各种的故障情况。
（2）中性点接地方式的变化。选线方法的可靠性与中性点的接地方式有关，中性点不接地方式与中性点经过消弧线圈接地方式在单相接地故障时其表现形状都不一样，当下状况的运行方式发生变化时，可能中性点接地方式发生变化，导致选线装置的误选。
（3）接地的情况复杂多样。现场的接地故障中故障类型多种多样，包括金属性接地；小电阻接地；高电阻接地；电弧接地；高阻接地，故障类型不同，故障特征也不相同，例如间歇性的电弧接地，由于故障点的不稳定没有一个稳定的电流接地信号，稳态特征选线就会失效，而高阻接地，故障信号的暂态特征就不明显，暂态特征选线就会失效，而实际运行线路的接地情况跟模拟试验不完全相同，实际使用效果并没有实验中理想。
2.3 小电流接地系统故障信号的选线方法
按照选线算法利用的信号可以分为利用故障信号的方法与利用注入信号的方法两大类。
（1）信号注入法
此种方法是利用故障产生信号之底层原理，在系统产生这一故障时（假设接地相为A相），向接地相（A相）注入一个特殊的特定频率的信号电流，信号电流感应到原边。电压互感器、故障相、故障线路与接地点之间便造就了回路。这一注入电流的感应电流经过这一回路，自接地点入地。使用信号探测设备探测每一条回路之现状，倘若某一线路出现了注入信号的讯息，则可判定为故障线路。
信号注入法之优势在于简易方便，工程难度低，且消弧线圈无法对之施加影响。然而对注入信号要求过高，其强度受制于电压互感器的容量，太强和太弱都会给设备正常运转带来影响，不然若发生高阻接地的故障情况时，因为线路分布电容、消弧线圈对信号的分流影响，信号会变得难以检测，对这一故障类型也就无法进行准确识别了。
（2） 零序电流比较法
小电流接地选线装置检测到单相接地故障时，测量到到故障点上、下游的零序电流在幅值与走向方面不一样，能够把零序电流比较法分两部分，即幅值比较法与相位比较法来进行故障定位。
零序电流比较法较为简单，在经济效益上的优势明显，然而其使用环境限制较大，只能在中性点不接地系统上应用。当下学界更看重暂态零序电流比较法，其原因在于暂态零序电流幅值比之稳态其强烈程度要超出许多，因之不会受中性点接地方式的负面影响，其工作运行原理和稳态比较法差异不大，只是把两种电流做一个替换。
暂态零序电流比较法的技术难关，是能否在故障产生之时精确检测到这一电流，可是科技在革新技术在进步，学界总能拿出解决的办法，目前这一方法已经得到了大范围的实践应用。
（3）五次谐波法
于中性点不接地系统内：单相接地故障一产生，故障相的零序电流与其他非故障相的零序电流之和是相等关系，电流方向由线路指向母线。在中性点经消弧线圈接地系统内：由于这一装置有补偿效果，会削弱流经接地点的零序电流，因此若以零序电流法，是不足以应对这一情况的。然而五次谐波含量在这一系统内不会受到影响，因此是一个好的替代选择。不过其虽然能够不受装置削弱影响，但其本身幅值太低，信号难以被系统检测到，这一弱项也使得其实践应用的步伐受到了限制。
（4）行波法
由行波原理可知，故障产生会导致运行状态的改变，而运行状态的变更会使得暂态电压与电流行波出现。暂态行波信号以特定的速度向两端传播。因此，经由分析暂态行波信号，对之监测计量、分析运算就能实现故障定位工作。现今在简易的电路结构上，行波法已有了一定程度的应用，可其要想走进配电网络则尚有许多待定之处。因为这一装置价格昂贵，而配电网络各项支线繁复，实际条件复杂。若想取得准确的定位成效，就要再每条线路都安装此设备，经济负担明显。因此目前这一方案未能在配电网得到广泛应用。
（5）阻抗法
这一方法的技术原理是：故障情况下的故障回路的阻抗与故障点和测量点之间的距离存在正比关系。只要计算出故障回路的阻抗值，依照阻抗值和线路的单位阻抗值间接计算出测量点到故障点的距离，进而实现故障定位。这一方案原理通俗易懂，设备也简易方便，其运行稳固牢靠，经济效益显著，因此在配电网络中得到了大幅应用。然而这一方案也有缺陷，其测距精度不高，且精度会受到电网系统运转等多方面因素影响，特别面对距离短暂而支线繁复的复杂环境下，其精度误差无疑不能满足需求。故而这一方案一般用于结构简单架构明确的简单配电网络环境当中。
3、配网设备在配电网故障判定及方法
终端应用情况：FTU或 DTU信息
FTU装置位置通常是在柱上开关处，其能够上送保护信号，对柱上开关的遥信与遥测量进行搜集整理。短路故障一旦产生，在断路器跳闸保护状态下，这一装置会传达开关之分闸信号与保护动作信号。
DTU装置一般设置在环网柜和开闭所处，装置对站内开关的遥信与遥测量进行搜集整理，短路故障产生，开关跳闸处理的状况下，其会向上传输保护动作信号与开关之分闸信号。
3.1 故障指示器之类别
这一装置因其经济效益好、安装简易方便以及能够不对线路运行造成干扰等优势，使其在配电网方面广泛得到使用，特别是这些年来自动化趋势发展迅猛，配电网的相关水平提升明显的状况下，为着更好地维护电路、平稳运营，配电网对此装置是高度重视的，所以故障这一设备在当前配电网的升级改造、革新换代中得到了十分广泛地应用，故而需要对这一装置有更深一步的了解。
当前的故障指示器分为三类，主要根据短路与接地的不同类型进行划分。当前把这一指示器分做接地型，短路型，接地、短路二合一型。这些故障指示器根据其使用场景范围，又可以分架空线型、电缆型和面板型三种。根据通讯方案，则有就地型与远传型两种。依照设备运行原理，可划分成暂态特征型、外施信号型及暂态录波型 3 类。
3.2 故障指示器的实际应用
电网环境覆盖广泛、情势多变，架空线路所面对的环境场景是十分复杂繁复的。在偏远地带的电力输送网络，往往会受到山区树木触及、自然灾害侵袭、动物造成的负面影响等，因此故障频频发生，在这一实际需求下，架空型的线路指示器得到了配电网络的重视。当今配电网络主要使用的相关设备装置有2类：外施信号型与暂态录波型故障指示器。
3.2.1 外施信号型远传故障指示器
架空外施信号型远传故障指示器的信号源装置能够对母线上电压和中性点电压实时监测。当网络故障产生情景下，能够对零序电压装置的当前状态进行监测，利用此时原边短接，暂时不处于工作状态的接地相 PT 向系统注入一个特征波信号，该信号会沿着线路输送，输送至故障发生处接入短路或接地回路，指示器收到这一信号后按照程序实施相应处理办法。
信号在非故障相及非故障线路是不能够传输流通的，仅在故障相线路、接地点和大地之间或短路点和短路相间形成通路。当线路故障产生状况下，从故障点至信号注入点，两点间的所有指示器都会传送报警讯息，通过各式报警手段将故障讯息传输至主站网络当中；但在故障点后的所有指示器都不进行反应，以便于主站能够快速排查出故障区域，针对性地做出反应。
这一设备装置的安装不会对线路正常运转产生干扰，也不会加一次设备增添消耗，且零序电流互感器也无需设置。其工程量是较为轻松简便的。这一装置运行不会受消弧线圈之干扰，工作稳定牢靠。然而其处于高阻接地故障状况下会有一定弊端，注入信号之强度受到电压互感器容量的影响，因此在这一特定故障状态发生时，会对故障地点定位产生干扰。在间歇性接地故障状况下，注入线路中的信号不是持续连贯的，因此有一定隐蔽性，难以发现。
3.2.2 暂态录波型故障指示器
暂态录波型故障指示器之工作原理为运用尖端信号采集、低功耗及网络通讯技术，将故障产生的暂态信号波动实施录取，经由对讯息的综合处理评判，达成快速、精确定位和选线的目的。采集单元要做到的是：能够监测线路三相负荷电流、故障电流、相电场强度这些运转讯息以及主供、后备电源设备的状态讯息，此外采集单元要能够对故障波动进行录取，波动录取完毕后讯息能畅通无阻地输送至主站，让主站管理系统第一时间得知。最后主战会对上传讯息实施分析评判工作，使得故障区域地点能被快速定位。
暂态录波型故障指示器，进行故障录波活动都会有判定依据，当下这一装置的启动判定依据为相电场强度突然发生改变，经由对线路中的相电场强度触发之波动值进行搜集整理，启动搜集装置将线路负荷电流数据录波处理，同时汇集单元对三相采集单元的录波数据实施汇总合成零序电流波形。之后整理出录波文件，将文件传输到配电站当中。
相电场强度，指的是载流导体对地电压的比例感应值，也就是相电场强度和相电压两者呈现比例关系。故而，线路单相接地时故障相电压之转变波动对暂态录波型故障指示器录波启动，会直接使其改变。
在中性点经小电阻接地、不接地以及经消弧线圈接地的配网系统发生单相金属性接地故障、小电阻接地故障时，故障相电压和非故障相电压之波动都在百分之二十以上。然而比之于高阻接地故障，故障相和非故障相两者变化波动并不显著。而通过仿真研究，在高阻接地故障状态下，零序电压会突然增长亦或者其功率方向有转变。在弧光接地故障状态下，其过电压通常都超过了 1.2 p.u.，这一显著现象能够用作故障判断依据。单相接地故障电压特征：
由实验能够直观了解到，接地故障发生时，系统之电压变化情况是对故障进行判定的一类核心评价依据，故而能否精确检测到线路的电压值，是系统的工作核心之处。
故障指示器于配电网中的大量实践应用，能加强供电系统的可靠性，有效减少停电时间。然而现在的故障指示设备还只能定位在某一区间，仍然需要人工进行进一步排查处理。在此情况下，研发出智能高效、定位准确的设备意义重大，它能够最大限度地减少人工参与，减轻电网负担，对电网持久高效地运行运营促进作用极大，相信这也是未来这一技术的发展趋势。
4、故障定位技术发展趋势
当前的故障定位技术弊端很多，所受到掣肘极大。例如理论无法很好适应实际环境、相关产品类型稀缺、实际应用效果不明显、技术转化进程极慢等。为着解决上述弊端，智能故障定位设备的研究开发几乎是必然的；未来一定是向着谋求更好经济效应、更显著的应用效果，能够避免人工排查而做到智能定位，使电网朝着自动化智能化不断向前发展等方面出发。而上述前景若想实现，则定位技术无疑要从单一摸索转变为融合发展，这一论断之依据来由如下：
（1） 判据多样性。判据如果单一，其应用范围、使用场景必然是有着极大限制的。在实际应用中，误判的几率也会很高。采取多种方法，综合判据来判断，可以避免单一体系下的适用范围问题，这些方法互相间能弥补不足，特别将暂态信号与稳态信号相结合会是未来的热门话题；暂态信号故障特征鲜明，信号并不持久，而稳态特征与之恰恰相反，两者相综合，对定位的准确性、灵活性都会是一个利好。
（2）产品的融合。把故障指示器与安装在线路的其他配电终端、智能化开关融合为一。将集约智能化作为产品的设计思路，可以让设备不至空置，能够最大限度的节约各项成本。
（3）系统的融合。多项信息管理系统进行融合，如故障指示器系统将与地理信息、管理信息 、综合自动化等系统合并。融合后的系统不但能对故障进行定位检测工作，也能实现采集线路拓扑参数、绘制拓扑结构，进行系统全面监控等；此外利用这些系统所上传的信息，多方参照，建立一个新数据库，依据现今的大数据分析技术，对故障可能产生处、可能产生原因进行预判，结束故障后也可复盘进行参考，对流程作进一步优化。
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