随着社会经济的发展,电网于国民经济的重要性越来越突显,电网的智能化及其对事故的快速反应也愈显重要,电网的智能化不仅是整个电力系统现代化的标志,也是我国综合国力的体现。配电网因覆盖范围广,网络结构复杂,当发生线路故障,特别是单相接地故障时,其故障定位一直都是一个难题。为了帮助维修人员定位故障区段,缩短故障中断时间,故障指示设备现已大量使用于配网中。针对10kV配电网,为了减少电网故障对用户造成的损失,实现对线路故障的实时监测,提高供电水平,设计了一种新型的具有无线通信功能的故障指示设备——采集单元。首先介绍了课题研究的背景,以及配网在线监测系统的采集单元设备的研究现状;随后介绍了配网在线监测系统的故障定位原理以及功能结构,配网在线监测系统包括主站、汇集单元和采集单元三部分;然后设计了采集单元的整体结构,确定了各个功能模块的划分,相关芯片的选取,以及低功耗的设计思路。然后重点设计了采集单元的硬件和软件部分,主要包括电流测量模块、电压测量模块、翻牌点灯模块、电源模块、通信模块、看门狗模块等;研究了短路和接地故障判断算法;自定义了采集单元与汇集单元之间的通信协议,利用Si1000芯片优越的RF性能实现501M,502M,......,509MHz 9个通信频率可选择,在空旷的室外环境下测试其通信距离不低于100m;最后利用继电保护测试仪和耐压仪为采集单元输入故障电流和故障电压,进行故障指示功能测试;用电流表测量采集单元的静态功耗为30uA,计算出采集单元可在配电线路上安稳工作10年。