本发明公开一种基于随机矩阵的输电线路故障检测方法，分别获取一个线路两端n个采样值的三相电流，计算获得正序电流故障分量、负序分量、零序分量序列，对各序列分别进行复制、平移处理，扩展形成各序列的矩阵，再叠加噪声矩阵，形成各序列的原始随机矩阵；采用随机矩阵理论，将原始随机矩阵变换为标准矩阵积；计算标准矩阵积的复数特征值，根据特征值，计算得到该线路电流分量序列的平均谱半径；构造了输电线路故障检测的两个判据，确定阈值，将平均谱半径小于阈值的线路判断为故障线路。本发明能够准确检测故障线路，不受故障点位置、故障类型、系统运行方式、潮流转移、系统振荡的影响，能够识别出高阻接地故障，具有较好的抗异常数据能力。