目前我国的配电网广泛采用小电流接地方式,主要故障类型为单相接地故障,此时线路中流过的故障电流较小,对系统的正常运行不会产生较大的影响,但长时间的故障状态可能会使单相接地故障扩大到两相短路甚至是三相短路,导致继电保护装置损坏,危害系统的安全运行。所以快速准确的判断出故障线路且精确定位故障点对保护电网可靠安全运行具有重要意义。因此,本文对小电流接地系统的单相接地故障选线和测距方法进行了较深入的研究。本文首先对现有故障选线和测距方法进行了优缺点分析,并重点研究了系统发生单相接地故障时的稳态特征和暂态特征。研究结果表明,非平稳、非线性的暂态信号不受中性点接地方式影响,且包含大量的故障特征信息,为后续故障选线和测距提供了理论依据。针对暂态分量故障特征提取困难、受故障条件影响大,导致选线方法适应性不高的问题,引入了极点对称模态分解(ESMD)提取信息特征,有效避免了传统信息提取法经验模态分解(EMD)存在的模态混叠、端点效应的缺点,能完整、准确的提取原有信号的故障信息。再结合能识别和扩大故障线路和非故障线路能量差异的相对熵,提出了以线路最大综合能量相对熵(ERE)作为故障选线的判据。仿真结果表明,该选线方法受过渡电阻、故障距离、故障初相角、噪声的影响小,且与EMD-ERE方法相比裕度更大、灵敏性更高。针对故障暂态行波波头难以识别导致行波测距精准度不高的问题,提出了一种ESMD与Teager能量算子(TEO)相结合的波头信息提取算法。首先对线路故障后采集的暂态线模电流进行ESMD分解得到多个本征模态函数(IMF),然后利用TEO具有反映信号瞬时能量波动的特性对IMF1分量进行计算,得到波头抵达测量端时间差,最后代入单端行波法求取故障距离。仿真结果表明,该测距方法在不同故障初相角、过渡电阻、故障距离、接地方式和环境噪声下均能实现准确测距,且与EMD-TEO方法相比适应性更强、测距精度更高。