本发明公开一种直流系统的电弧故障在线检测方法及保护装置，综合了功率电路加电起动过程、正常工作过程和功率电路过载故障过程以及电弧发生时的功率电路电流交流分量的特征，所选的电弧电流特征量包括时域的峰峰值和标准差以及滤除负载特定频率点噪声后1kHz~100kHz范围内的频率分量功率和，采用马氏距离算法计算实时特征量与功率电路加电起动过程、正常工作过程和功率电路过载故障过程中特征量的马氏距离值，与学习过程中设定的阀值比较，检测单次电弧是否发生。本发明技术方案具有通用性强、检测率高、误判率低的特点，可广泛应用于飞机、电动汽车、舰船的低压和高压电力系统、光伏电池系统以及民用高压直流配电系统。