本发明公开了一种GIS局部放电故障识别方法、装置及系统。其中，该方法包括：利用预先采集的GIS对应的训练数据集，构建并训练得到目标故障识别模型，其中，训练数据集包括局部放电信号图谱和局部放电故障数据，局部放电信号图谱用于确定GIS发生局部放电时的相位分布，目标故障识别模型采用结合卷积神经网络和深度残差网络的复合神经网络架构；获取GIS发生局部放电时的待识别故障数据；采用目标故障识别模型对待识别故障数据进行故障识别分析，得到故障识别结果，其中，故障识别结果用于确定待识别故障数据对应的局部放电故障类别。本发明解决了相关技术对GIS进行故障识别的难度大、电力供应系统安全性和可靠性较低的技术问题。