船舶交流电力系统普遍采取中性点不接地(NUS)的运行方式,其突出优点是当发生单相接地短路时,无需保护跳闸而导致供电中断,从而提高了船舶供电的连续性和可靠性。现代船舶电力系统容量不断增大,电力网络越来越复杂,同时,由于船舶的实际工作环境比较恶劣,导致电力系统绝缘故障的发生率较高。长期以来,限于技术手段,难以对绝缘状态进行实时监测,且一旦出现故障,对绝缘故障点的定位(查找)只能依靠人工对数百条负载支路逐条断电来实现,严重破坏了供电连续性。因此,迫切需要研制出适合于船舶电力系统的绝缘状态在线监测装置。论文首先介绍了船舶交流电网的工作方式,对船舶电网的绝缘监测和故障定位(选线)系统的基本原理、研究和应用现状以及发展进行了综述,对存在的主要问题进行了分析和讨论。在此基础上,根据船舶电网的运行特点,提出了一种基于单频注入信号的绝缘监测新方法,并利用数字仿真技术对单频注入法的性能进行了系统分析,验证了该方法的正确性。单频注入法与传统的双频注入法相比,具有硬件电路设计简单,软件编程实现方便等优点。文中系统介绍了单频注入法的基本原理和性能特点。根据船舶交流电网的实际工作特点,对绝缘监测系统的总体设计原则和功能要求进行了研究和分析,提出了DSP+ARM的硬件设计方案,阐述了系统软件的设计原则和功能需求。根据绝缘监测系统的应用要求,对系统进行了硬件设备选型与设计。论文介绍了所采用的数字插件的功能特点,对主要外围插件,如交流变换插件、开入转接插件和开出插件等的设计特点和电路实现原理进行了较为详细的说明。低频信号的提取是软件系统计算的关键,论文详细阐述了利用傅氏算法从交流电网中提取低频信号的具体实现。在确定系统工作方式的前提下,对整个监测系统的软件采用模块化设计方法,以提高程序的可靠性和开放性。文中介绍了软件设计的基本思想和程序结构。论文最后对课题研究工作进行了总结,并对下一步的工作重点进行了展望。