本文以高压电缆绝缘在线监测系统为工程背景开展研究。对电缆绝缘系统的数学模型、换算公式、信号提取方式和同步采集、谐波分析法的实现算法、损耗因数计算等问题进行了研究。重点是研究如何通过对分相屏蔽电缆的各相接地电流和总接地电流的在线监测,达到在不改变电力系统原有接线方式的前提下实现对电缆主绝缘和外护套绝缘的在线监测的目的。本课题的研究对及时发现电力电缆绝缘缺陷,保证电力系统的安全运行具有重要意义。首先,对谐波分析法进行介质损耗因数测量技术进行了研究,推导出准同步算法进行介质损耗因数计算的公式,并用计算机仿真分析验证了该方法的有效性;对地线电流与实际流过电缆主绝缘电流之间的关系及等值电容法对电缆绝缘进行在线监测的有效性进行了研究。按照数学模型,推导出电缆不完全换相和完全换相时端头处三相地线电流与实际流过电缆主绝缘的电流之间的换算关系。其次,研究了三相电流、电压信号的提取方式并设计制作了6路同步数据采集系统。最后,根据理论研究结果开发了利用准同步法进行高压电缆介质损耗测量计算的系统软件并进行了实验模拟研究。针对高压电缆绝缘在线监测系统的功能要求,采用模块化设计方法,把整个系统的设计任务划分为若干功能模块,分别对这些模块进行设计,最后把各个功能模块进行综合,以完成整个设计,从而形成一套完整的高压电缆绝缘在线监测装置。模拟实验结果表明,该装置测量电缆介质损耗因数时其精度可达到万分之一,满足一般工程的要求。