配电网作为连接电力系统与终端用户的桥梁,由于其自身结构的复杂性,导致了配网线路故障频发,并且终端用户的停电问题多数也是由于配网故障而引起的。如何能够快速、准确地识别配电网故障类型对于建设坚强的智能配电网是非常重要的。故障指示器作为中压配网中广泛使用的故障监测设备,在单相接地故障检测中存在着误报和漏报问题,因此研究如何提高故障指示器对单相接地的识别率具有实际工程意义。本文以配网架空线路暂态录波型故障指示器为研究对象,对其存在的单相接地误报率较高的问题在故障诊断判据以及硬件电路设计方面进行了改进。首先对配电网中性点不接地、中性点经高阻接地以及经消弧线圈三种接地方式下的单相接地故障的特征进行研究,根据接地电阻的性质再将单相接地故障分为经固定阻值接地以及弧光接地故障,并对其故障特征进行了详细分析。其次介绍了故障指示器故障诊断的工作原理,并针对目前故障诊断方法的不足之处,确定了一种简单实用的故障诊断判据,该判据是利用线路发生不同类型故障时各相电流突变量和电场变化的不同进行故障诊断。最后在Matlab仿真软件搭建10kV配电网模型,仿真获取线路故障信息,检验所提出故障判据的准确性。仿真实验结果表明,该判据的准确性不受配电网中性点接地方式、接地电阻的性质与大小、故障初相角及故障距离的影响。开发了基于低功耗单片机的故障指示器样机,完成了功能和性能测试。设计了故障指示器的多电源供电方案,利用电流互感器的电磁感应自取电与超级电容以及电池供电相互配合的方式,提高了故障指示器在各种不同工况下的供电可靠性。结合电网故障仿真和故障指示器处理,验证了故障诊断方法的有效可行性和故障诊断判据的准确性。