随着我国国民经济迅速发展,电能的需求量越来越大,电力系统电压等级也不断升高,从而电能质量的可靠性需要不断加强,在这种现状下,SF6气体绝缘金属全封闭开关(简称GIS)因其体积小,维护便捷,可靠性高,检修周期长及环境适应能力强等优点,被电力行业一致认可并广泛应用,成为电网重要设备之一。随着GIS投入数量的增加,其故障率也越来越高,因此GIS设备故障检测与诊断问题越来越得到关注。但早期电力系统对GIS故障检测的研究主要集中在其放电性故障,而在GIS的实际运行中,除了放电性故障之外,机械性故障也是导致事故发生的一大主要原因。GIS长期发生振动造成螺栓松动,漏气,发生绝缘事故,造成绝缘子和绝缘柱的损坏等,影响外壳接地点的牢固性,一旦出现事故会引起大规模停电,给电网造成无法挽回的巨大损失。因此加强对GIS机械性故障的检测的研究,对保证GIS及电网安全稳定运行具有重要意义。在此背景下本文对GIS机械故障振动检测与诊断展开了深入研究。首先,本文简要介绍了GIS内部组成、分类及主要特点,并阐述电磁力、电动力、磁致伸缩,开关操作机构,触头接触不良,断路器故障等几种不同类型的机械故障原理,在此基础上对GIS正常和异响振动信号产生机理进行理论分析和数值计算,并介绍了GIS导体和外壳的固有频率计算方法,指导后续的实验研究。其次,在实验室中建立起一个GIS实验平台,构建出隔离开关触头接触不良以及接地螺丝松动两种故障类型来进行实验,分别得到正常和故障下GIS的振动信号,研究其振动信号的特征,总结分析出不同类型故障产生的原因和特征表现,明确GIS机械故障时振动信号的频谱分布规律和特点,并总结归纳出一个GIS机械故障异响振动信号的知识库,为现场检测提供判断依据。最后,根据GIS振动的机理分析和振动信号特征的研究,设计了一个GIS机械故障振动检测系统的整体方案。该系统能实时的进行时域波形和频谱分布的显示,并且可以进行信号采集,数据分析处理等功能,在一定程度上推进了我国GIS机械故障研究领域的发展,为今后GIS机械故障振动状态检测问题的研究提供了一定基础。