发电厂和变电站的直流系统为各种监控保护设备及操作回路提供电源,其运行状况的好坏直接关系到发电厂和变电站能否正常运行。支路接地是直流系统最常见的绝缘破坏故障,若不能及时发现并排除接地点,在系统出现多点接地时,会引起严重后果,在线绝缘装置正是为此目的而研制。论文首先介绍了当前常用的几种直流供电系统绝缘检测方法,较为详细地分析了它们的优缺点。在此基础上提出了本装置的乒乓法检测基本原理,给出了系统设计方案,然后从硬件和软件两个方面详细介绍了直流系统在线绝缘检测装置的研制方法。直流系统在线绝缘仪采用模块化设计思路,将系统分成人机接口、主控模块、信号采集模块等多个功能模块,各模块之间通过信息交换协调工作。装置采用WINBOND公司的单片机为核心控制器,负责控制采样各路电压信号以及计算绝缘电阻,使用ALTERA公司的CPLD实现地址分配、外部芯片选择以及键盘编码,使用数字电位器和仪表放大器实现宽量程测量。本文给出了基于单片机的在线绝缘装置的结构和组成,详细讨论了单片机与CPLD控制器、采样电路、放大电路、隔离电路、通讯电路以及显示电路等硬件模块设计,完成了系统软件设计,并分析了实验测试结果。