氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)具有占地面積小、運行可靠性高、檢修周期長等優(yōu)點，目前已經(jīng)在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，特別是在高電壓等級電網(wǎng)中。雖然 GIS 設(shè)備具有運行可靠性高的優(yōu)勢，但在其運行過程中，絕緣及機械缺陷、故障仍然時有發(fā)生，且事故停電范圍廣，修復(fù)難度大。隔離開關(guān)作為 GIS 中的主要單元之一，其操作次數(shù)最為頻繁，在大量的操作過程中，觸頭在機械閉合力的沖擊和觸頭間的應(yīng)力作用下會不斷磨損，經(jīng)常出現(xiàn)觸指鍍層裂縫、剝落等情況，從而導(dǎo)致觸頭接觸不良。此外，安裝調(diào)試不當(dāng)引起機構(gòu)卡澀等，也會導(dǎo)致隔離開關(guān)合閘不到位，使得觸頭接觸不良。觸頭接觸不良會使得回路接觸電阻變大， 溫升過高，從而引起絕緣老化甚至擊穿，進而引發(fā)短路，造成重大事故。另外，觸頭接觸不良時， 接觸方式會發(fā)生變化，此時當(dāng)電流流過觸頭時，觸頭間會產(chǎn)生電動力，從而引起異常振動，而長期的振動可能使螺栓松動，造成 GIS 氣體泄露、壓力降低，從而引發(fā)事故。因此，有必要開展 GIS 隔離開關(guān)觸頭接觸狀態(tài)檢測技術(shù)的研究，以及時發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)觸頭接觸故障，從而避免隔離開關(guān)設(shè)備故障影響電網(wǎng)安全運行。

目前，工程實際中應(yīng)用的 GIS 隔離開關(guān)觸頭接觸狀態(tài)檢測方法主要有回路電阻測量方法、紅外檢測法、光纖光柵測溫法，以及振動檢查法等。其中，回路電阻法需 GIS 設(shè)備停電檢修，且需要根據(jù)設(shè)備出廠管理值來判斷觸頭的接觸狀態(tài)，因此故障判斷比較被動；紅外檢測法由于金屬表面發(fā)射率其中低以及 SF6 氣體對紅外光強烈的吸收性使得其分辨率和精度都難以達到要求；光纖光柵測溫法雖然實現(xiàn)了 GIS 隔離開關(guān)的在線監(jiān)測，但是由于 GIS 內(nèi)部導(dǎo)體與外殼溫度的對應(yīng)關(guān)系需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，對于不同結(jié)構(gòu)的 GIS 不具有通用性，且傳感器的成本較高，因此也未能得到廣泛應(yīng)用；振動檢測法因與設(shè)備主回路無電氣連接，不影響設(shè)備正常運行，同時具有抗干擾能力強、靈敏度高、安全可靠等優(yōu)點，因此被逐漸應(yīng)用于電力設(shè)備機械狀態(tài)的檢測中，且應(yīng)用前景良好。20 世紀 90 年代國外就有研究者通過檢測 GIS 的振動信號進行其觸頭接觸不良缺陷的檢測，但是該項研究僅限于實驗室中， 并未形成現(xiàn)場可用的檢測系統(tǒng)。國內(nèi)對于通過振動信號的檢測來進行 GIS 的故障診斷也有一定的研究，但都停留在實驗室階段，目前還未見現(xiàn)場可用的檢測裝置及機械缺陷評估方法。