相比较于交流配电网，以电压源型换流器为基础的直流配电技术，在电能质量、供电容量、控制灵活度等方面具有显著优势。直流配电网线路单极接地故障时电流微弱，缺乏可靠的保护方案和整定方法；线路极间短路故障电流上升极快，对保护速动性、选择性要求很高。因此，直流配电网线路的继电保护技术是目前亟待解决的主要难题之一。本文分析了直流配电网电缆线路单极故障和极间故障的故障特性，针对故障保护原理和整定方法展开研究。
　　研究了直流电缆线路芯线参数等效计算方法，并对线路简化等效模型的误差进行了分析。首先总结了电缆典型结构以及外壳接地方式，研究了电缆芯线参数的等效计算方法。在此基础上，研究了不同线路模型在等效方法上的差异，对模型的误差进行了对比分析，总结了不同线路模型在直流配电网线路的故障分析和计算仿真等方面的适用性。
　　研究了直流配电网电缆线路单极接地故障特性和保护方案。首先介绍了直流配电系统的接地方式，然后针对直流配电网单极接地故障后电缆线路分布电容的充放电电流特征进行分析，研究了线路电容在故障发生后的电荷转移量在区内外故障时的差异性，在此基础上提出了基于线路电容转移电荷的单极接地故障保护方法。
　　研究了直流配电网电缆线路极间短路故障特性和保护方案。针对线路的故障暂态电气特性进行了理论分析，研究了区内外极间故障线路差动电流特性，在此基础上提出了基于系统转移电荷量的极间故障保护原理，并提出保护整定值的计算方法。针对保护方法中可能出现的数据不同步问题，提出了基于滑动数据窗的差流能量校正方法。
　　本文对电缆线路单极接地故障特性、极间短路故障特性进行了分析，提出了基于转移电荷量的保护原理和方案，其整定方法简单明确，对于直流配电网电缆线路具有较高的实用价值。