正常情況下端子GC和G端子間會輸出一24V的直流電壓，GC接入地線監測線，G端接入地線，在移動設備端在地線與地線監測線之間串聯一12V的穩壓器(穩壓器原理：只要在穩壓器兩端加上一超過其額定值的電壓，穩壓器兩端的電壓將始終保持在其額定電壓)。當地線和地線監測線都正常時，Vd測到直流電壓12V;當地線或地線監測線斷裂時，Vd會測到直流電壓0V;當地線和地線監測線相互短路時，在GC和G端子間會測到電壓為24V。

當發生單相接地時，交流電會竄入直流電源回路，這時能夠在Vd上測量到一定的交流電壓，再通過測量三相電壓UA，UB，UC來判斷發生接地故障的相別，后通過測量系統的零序電流來終判定是否發生接地故障，保證裝置的可靠性。

裝置的硬件系統采用模塊化設計，分別包括模擬量采集模塊、處理器模塊、人機接口模塊、開關量模塊、通信模塊和電源模塊六部分組成。在正常工作的基礎上將Break1斷開，模擬電纜地線斷線故障，將Break2閉合，模擬電纜地線短路故障。地線斷線時直流電源限流電阻兩端的電壓為0V;地線正常工作時直流電源限流電阻兩端的電壓為12V;地線短路時直流電源限流電阻兩端的電壓為24V。