高压交流输电线路上发生的故障大多为瞬时性单相接地故障,为保证供电可靠性,自动重合闸装置被广泛应用。然而自动重合闸具有一定的盲目性,要实现永久性故障断路器可靠不重合,避免电力系统再次遭受短路电流冲击,合闸前的故障识别就显得尤为重要。并且对于部分燃弧时间较长的瞬时性故障,断路器存在重合于故障未熄弧状态的可能,因此故障电弧熄灭时刻的确定也是合闸成功的关键。本文针对高压交流输电线路单相自适应重合闸故障性质识别和熄弧时刻捕捉分别进行如下研究。首先,研究高压交流输电线路发生单相接地故障后的恢复电压和故障电弧特性,分析并联电抗器对潜供电弧的抑制作用,得到并联补偿度下限,并对中性点小电抗特性进行说明,利用ATP仿真软件搭建输电线路瞬时性故障和永久性故障仿真模型,得到断开相端电压等电气量特征。其次,对输电线路发生单相接地瞬时性故障和永久性故障时断开相端电压的特性进行理论分析,通过对比两种故障状态之间的差异,给出一种单相自适应重合闸故障识别优化策略,即在第一个拍频周期内采集故障相端电压,利用故障相端电压理论值与实测值之差比上中性点小电抗电压,检测比值是否小于所设阈值进行故障状态识别,在检测到线路绝缘恢复后,经预设延时进行合闸操作。再次,分析高压输电线路发生单相接地瞬时性故障时故障点彻底熄弧前后(二次电弧阶段和恢复电压阶段)的差异,给出一种单相接地故障熄弧时刻识别算法。利用故障点熄弧前后断开相端电压绝对值函数积分比差异作为识别判据,当检测到积分比连续5次超过所设阈值时,判定故障点电弧熄灭。最后,利用ATP仿真验证两种算法的有效性。结果表明,故障识别算法不受故障位置和过渡电阻影响,能够准确辨别故障性质,易于实现。熄弧时刻识别算法能够将检测误差控制在10ms左右,识别精度及可靠性高,并且不受潜供电弧实际熄弧时间长短的影响,具有较强的自适应性。