正常情况下端子GC和G端子间会输出一24V的直流电压，GC接入地线监测线，G端接入地线，在移动设备端在地线与地线监测线之间串联一12V的稳压器(稳压器原理：只要在稳压器两端加上一超过其额定值的电压，稳压器两端的电压将始终保持在其额定电压)。当地线和地线监测线都正常时，Vd测到直流电压12V;当地线或地线监测线断裂时，Vd会测到直流电压0V;当地线和地线监测线相互短路时，在GC和G端子间会测到电压为24V。
当发生单相接地时，交流电会窜入直流电源回路，这时能够在Vd上测量到一定的交流电压，再通过测量三相电压UA，UB，UC来判断发生接地故障的相别，**后通过测量系统的零序电流来**终判定是否发生接地故障，保证装置的可靠性。
装置的硬件系统采用模块化设计，分别包括模拟量采集模块、处理器模块、人机接口模块、开关量模块、通信模块和电源模块六部分组成。在正常工作的基础上将Break1断开，模拟电缆地线断线故障，将Break2闭合，模拟电缆地线短路故障。地线断线时直流电源限流电阻两端的电压为0V;地线正常工作时直流电源限流电阻两端的电压为12V;地线短路时直流电源限流电阻两端的电压为24V。
依靠此原理，可通过采集电压电流量可靠分析电缆地线所发生的所有故障，故障信号与正常信号差距明显，依此建立可靠的判据，能有效保证装置的可靠性。单相接地判据：在电压变化满足判定的基础上再进行电流的判定，在发生单相接地的情况下，电压量将有很明显的变化，如此可大大减少误动的概率。
对ABC三相分别测量相电压，当测量到某一相电压减少为额定值的一半以下时，延时一段时间再测量此项电压，如果电压依旧为额定值的一半以下时，再测量其他两项的电压，当其他两项电压中有一项电压高于1.3倍的额定电压时，判定为系统单相接地故障，若无高于1.3倍额定电压，则判定为无接地故障，但会上报单相低电压告警，当长时间出现这样的告警信号时，需及时进行检查。