近年来,气体绝缘变电站(GIS)以结构紧凑、体积小、占地少、运行可靠、维护工作量少、对环境污染少等特点,在电力系统中得到了越来越广泛的应用。但正是由于其结构紧凑的特点,当进行隔离开关、断路器等开关设备的操作时极易产生振荡频率高达几十甚至上百兆的特快速暂态过电压,而通过研究发现,VFTO的产生,经常能够引发GIS外壳环流和暂态地电位升高现象,造成重大损失。本文对母线参数的计算进行了分析,推导出阻抗计算公式,并用有限元仿真软件Ansoft maxmell 2D对母线进行仿真,得出有限元计算结果,并与阻抗公式计算结果对比,检验公式的准确性；对GIS外壳进行建模,加入接地装置,同时分析了接地装置的分布参数效应；使用电力系统暂态分析软件PSCAD/EMTDC对GIS基本电路进行研究,对线路中VFTO的影响因素进行分析,并提出了一些VFTO预防和解决措施。在PSCAD/EMTDC软件下对模型进行仿真,考虑GIS的接地装置的分布参数效应,并模拟隔离开关、断路器操作时的GIS外壳环流,本文直接将VFTO电压波引入模型对GIS环流进行分析,得出环流波形,然后将之与试验数据进行对照。同时选用近似解析法对暂态地电位升高进行研究,在PSCAD/EMTDC建立GIS外壳电位计算模型,对线路中暂态地电位升高电压进行分析,PSCAD/EMTDC下对暂态地电位升高的建模仿真数据与试验基本相符,从而验证了模型的正确性；考虑接地装置位置对暂态地电位升高的影响,得出接地装置离出线套较近时,对接地点以及各点暂态地电位升高均有抑制作用,效果较好；在绝缘法兰两端加装电容,研究电容值对线路暂态地电位升高的影响；在绝缘法兰处加装金属氧化物避雷器,比较在绝缘法兰与地之间加装金属氧化物避雷器和将金属避雷器安装在绝缘法兰之间对暂态地电位升高的抑制效果,得出暂态地电位升高的一些特性。选取国内某500kV水电站的GIS系统作为分析对象,在PSCAD/EMTDC软件下进行建模,研究GIS中关键结点的VFTO电压,并进行过电压统计,得出统计过电压；然后对GIS系统中外壳环流进行计算,计算结果与试验数据对照；同时研究GIS系统中暂态地电位升高,在建立的模型中计算出暂态地电位升高电压波形,计算结果与试验数据基本吻合,验证了模型的正确性和有效性。