直流系统是电力系统的重要组成部分，承担着电力系统中监控保护装置等重要负载的供电任务，其供电质量的好坏直接威胁到电力系统的安全稳定运行。直流接地和蓄电池失效是影响直流系统正常工作的常见故障，因此对直流系统绝缘在线监测与蓄电池故障预测具有重要的意义。针对现场多发的直流接地故障，采用绝缘在线监测装置实时在线监测直流系统的绝缘状况。本文通过对现有绝缘在线监测装置和原理的分析，提出了一种母线和支路接地检测相结合，平衡电桥与切换电桥相补充，兼顾交流混入检测的改进型绝缘在线监测方案。文中根据绝缘在线装置技术指标对装置的软硬件进行了详细的设计，建立了一种分散式单元化的多控制器检测结构。分别利用母线检测单元和馈线漏电流采集单元检测母线电压和各馈线漏电流，由主控制器综合处理分析，计算母线和各馈线的对地绝缘电阻，快速定位接地故障点，并进行报警与显示。在STM32系列控制器平台上进行软件设计完成装置的各项功能，并综合考虑装置的软硬件抗干扰要求。在实验室环境下模拟直流系统故障状态，测试分析所研制的装置样机。样机整体测试结果表明，装置对母线及馈线的对地绝缘电阻检测精度都控制在2%以内，装置定位故障点、报警显示、存储故障的功能均已实现，满足装置的技术指标，较其它绝缘在线监测装置性能有很大的提高。作为直流系统备用电源的蓄电池，其失效故障严重危害了系统的不间断供电。本文提出利用灰色预测模型GM(1,1)对蓄电池的失效故障进行预测，并以蓄电池容量和内阻为特征向量，基于遗传算法改进GM(1,1)预测模型。通过预测实例验证，改进GM(1,1)预测模型具有更高的预测精度，可提前预知蓄电池的故障参数，弥补实验测试的不足，为蓄电池的失效故障提供判断依据。