本发明涉及一种直流输电线路故障检测方法及系统，属于电力系统继电保护领域。本发明首先实时采集直流线路单端电气量数据，得到单端电气量的空间模量信号；计算得到单端电气量的空间模量信号变化量的幂变换在设定时窗内的累积量，构造故障检测信号；连续判断至少相邻三次故障检测信号，判断其是否均大于设定的检测阈值，若否，则返回继续采集和计算单端电气量，若是，则为本线路故障，发出保护启动信号。本发明还提供了一种直流线路故障检测系统。本发明所提方法快速、可靠检测到线路故障，兼顾灵敏性、可靠性和速动性。