气体绝缘组合开关潜在性的绝缘缺陷和机械缺陷是导致其发生故障的主要原因，因此同步检测GIS设备内部绝缘状态和机械状态，对电力系统的正常运行具有重要的现实意义。文中从GIS的实际检测需求出发，设计振动—超声融合传感器，搭建融合检测系统。系统基于小波包算法实现对融合信号的分离与去噪，并利用振动基频信号获取工频电压相位，作为局部放电PRPD(partial discharge phase distribution)谱图的相位参考信息，检测系统可综合实现振动—超声融合信号采集、调理转换、处理分析等功能。在实体GIS设备上开展了隔离开关接触不良机械振动—局部放电联合检测试验，试验结果表明GIS设备隔离开关接触不良缺陷程度越高，机械振动信号中100 Hz基频分量和300 Hz异常分量越大，且隔离开关严重接触不良状态下会产生600、900 Hz的异常分量，并伴随有悬浮放电信号，PRPD谱图显示放电幅值稳定且较高，放电相位固定，特征明显。文中研制的振动—超声融合检测系统可实现对GIS机械振动、超声局放信号的时空同步检测，进而综合分析GIS的机械状态和绝缘状态，实现对于缺陷类型、缺陷程度的精准诊断；系统便携性强，提高了现场对于电力设备的巡检效率，为现场GIS便携式精准检测提供了新方案。