直流电网是现代电网发展变革的重要方向。为确保直流电网的安全可靠运行,直流线路故障及其影响是当前研究的热点问题,特别是直流架空线路的故障率更高,且主要以瞬时性故障为主。因此,对于多端直流系统或直流电网,在故障切除后实现对故障线路的重合,将极大的提高直流系统的可靠性。然而故障线路的重合不能是盲目的,一旦重合于永久性故障将会对输电系统造成二次冲击,同时还会恶化电气设备的工作条件,因此有必要进行重合前故障性质的识别,实现故障线路的自适应重合。论文主要研究直流输电系统故障性质识别方法,并设计了重合闸判据。文章首先研究了直流输电系统中特有的静电场问题,讨论了高压交流系统与高压直流系统产生的电场的区别,并引入了直流输电中存在的离子流问题,解释了离子流产生机理并从物理意义上分析了离子流的等效模型,结合本文实际工况从输电线路的等效模型出发,分析了计及离子流影响下的故障极残压特性,并基于故障极残压特性提出了一种适用于真双极直流输电线路的故障性质识别方法,在此基础上实现自适应重合的判定。此外,文章简单讨论了直流断路器的类别,对比了不同类型断路器的工作性能,介绍了混合型直流断路器的工作原理。在此基础上通过研究直流断路器的端电压特征,分析了直流线路瞬时、永久性故障时换流站出口侧电压、故障电流变化特征,依据不同故障特征设计可靠的故障识别方法。同时,文章讨论了利用冗余模块增加换流站出口侧电压的方法判断直流线路故障性质的方法。本文的研究有助于提高线路瞬时故障后的供电恢复效率,保证直流输电系统的可靠。