我国配电网广泛采用中性点不接地或经消弧线圈接地系统，即小电流接地系统。在配电网中，单相接地故障率最高，但由于故障后接地电流小，故障特征不明显，因此小电流接地系统单相接地故障选线问题虽已经研究多年却一直未能很好解决，严重阻碍了配电网供电可靠性和自动化水平的提高。 本文首先对小电流接地系统单相接地故障特点进行了较深入的理论分析和较系统的动态模拟实验研究，全面阐述了小电流接地系统的单相接地故障特征；以基于傅立叶算法的稳态零序电流为依据，应用改进的“残流法”作为小电流接地系统单相接地故障的基本选线方法，该方法不受系统暂态过程、谐波污染以及线路结构不对称的影响，可以将单相接地故障准确的检测出来；应用信息融合原理，提出了基于残流和暂态首半波相位相结合的模糊综合选线方法，构造了模糊综合选线判据；在此原理基础上设计并开发了以80C196KC单片机为核心的小电流接地系统单相接地故障选线装置，详细论述了装置的实现原理、组成结构及其软件与硬件实现方法，并在湖南大学电力系统动模实验室进行了动态模拟系统的单相接地故障选线实验检验。大量动模实验结果表明，本文提出的基于残流和暂态首半波相位相结合的模糊综合选线方法应用于中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统均能够正确区分母线和线路故障，准确地选出故障线路；选线装置动作正确、灵敏性和可靠性高、运行稳定、抗干扰能力强。从而表明本文工作具有理论意义和实际应用价值。