目的是为了获得和掌握实际的内部过电压幅值和波形，以校核工程设计，必要时采取防止和限制措施。

内部过电压测量系统根据测量过电压的波形和持续时间分为工频过电压测量系统、操作过电压测量系统和特快波前过电压^[注]（VFFO）测量系统。工频过电压和操作过电压的波形较缓且持续时间较长，测试系统相近；而VFFO的波形很陡，需采用特殊的测试系统。

主要由过电压记录仪、分压器和信号传输装置组成。

用来记录内部过电压的幅值或波形的仪器。早期常用的有振子示波器、机械扫描电子示波器、过电压幅值记录仪、磁带数据记录仪，主要采用（数字）示波器和故障（暂态）录波仪等。①振子示波器。一种通用的示波器，20世纪50年代起，在电力系统和实验室中广泛用来记录过电压波形。过电压信号电流通过固有频率很高的振子，使处在磁场中的振子及小镜片发生偏转，小镜片将光学系统来的入射光反射聚焦到摄影装置内的感光材料（胶片、感光纸或紫外线感光纸）上。振子示波器测量频率低，数据处理误差大，现基本不使用。②机械扫描电子示波器，20世纪50～80年代初，在电力系统的现场过电压测量中广泛使用，它通过感光纸的运动将荧光屏上水平方向的信号展开成波形，并记录在感光纸上。由于记录在感光纸上的波形读取和保存困难，现基本不使用。③过电压幅值记录仪，20世纪70年代起，中国在电力系统中开始使用。它由峰值保持电路、比较电路和计数器构成记录过电压幅值的仪器。过电压幅值记录仪长期在线运行，可自动记录系统中随时出现的幅值超过设定值的过电压累计次数。该记录仪不仅可以记录内部过电压幅值，也可以记录雷电过电压幅值。④磁带数据记录仪，20世纪80年代起广泛使用，它代替了机械扫描电子示波器和振子示波器。磁带数据记录仪采用模拟量输入和输出，用数据磁带保存波形，再用其他示波器接到输出端来显示记录的波形。较好的磁带数据记录仪将数据处理功能集于一体，带有屏幕显示，并进行一般性的数据处理，如算出过电压的幅值等。⑤示波器，从20世纪70年代后期起，在电力系统进行现场操作试验或高压实验室试验时，常用记忆示波器来记录高频暂态和瞬态过电压波形。早期的记忆示波器是电子显像管的，随着电子技术的不断发展，20世纪90年代出现数字示波器，现已取代磁带数据记录仪。数字示波器是数据采集、A/D转换、软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单，提供给用户多种选择，多种分析功能。示波器有一个或多个模拟量输入通道，记录频率范围广，最高可记录的信号频率达几百兆赫，它可将模拟量转换成数字量进行存储，存储容量大，具有屏幕显示波形和数据分析处理功能，还有数字量或模拟量输出接口，可将存储的数据输出到计算机进行数据分析处理。数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点，其使用日益普及。⑥故障录波仪，一种在线运行、能自动记录电力系统中随时出现的故障电流和电压波形及其他参量的仪器，也称暂态录波仪。广泛采用的是数字式录波仪，它通过数据采集电路，将过电压信号转变成数字信号存储在存储器中。它与计算机连接，进行波形的读取、存储和处理。通常暂态录波仪可同时观测多路模拟信号，它分为固定式的和便携式两种。固定式暂态录波仪可安装在变电站机柜中，进行实时的暂态录波；便携式暂态录波仪比较轻便，易于携带，常用于现场试验测试用。便携式暂态录波仪通常采用模块化设计，支持多种可插拔模块，每个模块都有1～2个通道，用户可以通过选择不同的模块测量不同的参量，并要求具有现场抗干扰能力。暂态录波仪的采样频率可做到上兆赫，有较大的数据存储功能，并具有强大的数据处理软件为用户提供信号处理和分析功能。

用来将高幅值的电压信号转换成适合过电压记录仪记录的低电压（通常为几伏至百伏级）信号的装置，它是由高压臂和低压臂串联组成，分压参数根据被测系统特性专门设计。常用的分压器有电容分压器、电阻分压器和阻容分压器3种。

①电容分压器，常用于交流电力系统内部过电压测量。高压臂电容也可利用现场运行设备的电容来实现（如耦合电容器、变压器和电抗器套管、穿墙套管以及电流互感器套管的心线对末屏的电容），低压臂电容按需要配置。

②电阻分压器，一般用于交流配电系统和直流系统内部过电压测量。

③阻容分压器，用于要求有较高精度的内部过电压测量。

将分压器的二次信号传到过电压记录仪的装置。一般由屏蔽电缆、匹配电阻、二次分压器（必要时）和过电压保护装置组成。

主要采用电容传感器方法，测量装置包括示波器、缓冲放大器和触发电路等。传感器、匹配电阻、电缆和测量装置共同构成测量系统。电容传感器测得的信号通过电缆输入测量装置进行采集存储。电容传感器有手窗式和预埋环两种结构形式，手窗式电容传感器通过在GIS外壳上开孔安装平板电极，平板电极与GIS高压导杆及外壳分别构成电容，形成分压器；预埋环电容传感器用预埋于盆式绝缘子中的内屏蔽电极与高压导杆构成电容与外接电容形成电容传感器。测量方式通常有专门测量和在线自动记录两种。

在电力系统中，为了某一目的（如新设备投运的性能考核、校验绝缘配合设计等）而在现场专门组织的内部过电压试验，并用专用仪器进行过电压波形和幅值的测量。

将过电压记录仪安装在变电站，长期在线运行，自动记录系统中随时出现的过电压幅值和波形，它可以获得系统中在不同运行方式、正常和事故操作时出现的过电压特性，并由此得出系统中过电压的统计规律。