本发明公开了一种直流系统多母线段环路故障监测系统，包括信号采集与预处理模块SCM、信号分析与处理模块SAM和环路故障告警模块LWM，SCM包括高精度直流漏电流传感器、带通滤波电路、信号放大装置、阻抗变换电路、高精度AD转换器、CPU处理器、有源滤波电路、高阻抗输入射随器和有源滤波电路；SAM对采集到的数据进行FIR数字信号预处理，滤除噪声后提取小波时域频谱，与设备内置的多种环路模型进行匹配；LWM包括故障分析仪、声光驱动仪、液晶显示仪、方向显示仪、阻抗显示仪和波形显示仪。本发明解决了直流系统环路故障目前无有效监测与处理的难题，避免了故障长时间存在导致保护误动或拒动引起的设备非计划停运，确保了二次直流电源系统的安全可靠。