一种基于虚拟现实的配电柜训练的方法和系统与流程

本发明涉及电力训练的技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实的配电柜训练的方法和系统。

背景技术：

随着电力技术的不断发展，电力行业的培训模拟技术也在不断更新迭代，虚拟现实技术已逐渐进入电力培训中，通过提供多种电力实践场景的虚拟训练，为电力行业的操作员在虚拟训练中掌握相关技能、注意事项、工具等职业技能，从而提高操作员技能水平。现有的虚拟现实技术中，通过头盔模拟虚拟场景，通过手套或手柄感觉手部动作，电力技术领域中，工具的合理使用是非常关键的技术，但是现有的虚拟现实中，工具及其使用点都是虚拟的，通过点击或选择的方式进行自动使用，在训练过程中缺少实际的感触，如握力感、压力感知等。随着虚拟现实技术的发展，构建的场景越来越逼真，音影效果越来越好，延迟也越来越低，但是在引导受训者完成受训任务，加强受训者的感触方面仍有待加强。

配电柜或配电箱是连接电力传输网络和用户的末级设备，广泛应用于各个电力应用场景，如小区、村落、工厂和医院等，是指挥供电线路中各种元器件合理分配电能的控制中心，是可靠接纳上端电源，正确馈出荷载电能的控制环节。

良好的配电柜设计是提高电力传输稳定性和安全性的关键之一，同时配电柜的日常维护和故障处理，需要片区电工进行，片区电工的技术水平不一，很难保障配电柜的维护和处理工作。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种基于虚拟现实的配电柜训练的方法和系统，通过虚拟现实对受训者进行训练，以提高受训者对配电柜的认识和操作技能。

一种基于虚拟现实的配电柜训练的方法，所述方法包括：基于所述配电柜构建构建虚拟现实场景；构建训练事件，所述训练事件包括以下事件之一或它们的组合：配电柜巡检事件、故障检测事件、故障处理事件和柜电柜安装事件；构建突发事件；引导受训者完成突发事件；引导受训者完成所述训练事件；根据所述突发事件和训练事件的完成情况，生成完成报告。

优选的，所述突发事件包括跳闸事件，引导受训者检查跳闸开关；引导受训者逐个排查所述跳闸开关的下级开关。

优选的，排查跳闸开关的下级开关的方法包括：引导受训者关闭跳闸开关的下级开关；引导受训者合上跳闸开关；引导受训者逐个合上所述下级开关；记录每个下级开关合闸时的情况。

优选的，所述巡检事件包括以下检查以下情况之一或它们的组合：检查电缆的过热情况和异味情况；检查熔断器的情况；检查三相输入和输出情况；检查温湿度情况；检查配电柜运行声音；检查配电柜及其周边卫生情况；检查配电柜外壳带电情况。

优选的，所述配电框安装事件包括：为配电柜安装手车，为所述手车安装断路器；布置并安装开关；安装线路；理线；检测线路的固定情况；合闸测试。

优选的，所述训练事件还包括配电柜的改造事件，所述配电柜改造事件包括：关闭主开关；布置双路开关；连接所述双路开关到主开关上；测试所述双路开关的电极和主开关的电极；为所述双路开关和主开关设置机械联动装置或联运控制装置；关闭双路开关，并闭合主开关。

优选的，本发明的方法还包括事故模拟的方法：为配电柜设置故障点；根据受训者完成事件中对故障点的处理情况，在配电柜通电时模拟事故现场。

优选的，所述故障点包括配电柜的外壳通电；受训者没有检测外壳通电情况，并空手触模所述配电柜外壳时，触发触电场景。

本发明还提供一种用于实现上述方法的配电柜训练的系统，包括仿真主机、虚拟现实头盔、位置示踪器、操作手套和配电柜，所述配电柜包括柜体、加热盘和松香，所述柜体内设有安装腔，所述安装腔下侧设有加热腔，所述加热盘设置在所述加热腔内，所述松香设置在所述加热盘上侧；所述仿真主机分别与所述虚拟现实头盔和操作手套连接，所述配电柜的柜体和操作手套分别设置有与所述仿真主机连接的位置示踪器，所述加热盘与所述仿真主机连接。

优选的，所述配电柜还包括开关、断路器和熔断器，所述开关、断路器和熔断器安装在所述安装腔内的安装板上，所述开关、断路器和熔断器分别设有位置示踪器；所述开关的把手上设有位置示踪器。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

通过训练事件、突发事件和相应的引导，使受训者完成训练任务的同时，提高受训者的技能水平和突发事件的处理能力；配电柜是用电力传输的末级设备，具有分布广，数量多的特点，通过虚拟现实技术对受训者进行训练，提高受训者的安全意识，防患于未来。

附图说明

图1是本发明的基于虚拟现实的配电柜训练的方法流程图；

图2是引导受训者完成跳闸事件的方法流程图；

图3是完成配电框安装事件的方法流程图；

图4是完成所述配电柜改造事件的方法流程图；

图5是事故模拟的方法流程图；

图6是本发明的配电柜训练的系统逻辑框图；

图7是配电柜的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

一种基于虚拟现实的配电柜训练的方法，如图1所示，所述方法包括：

步骤101：基于所述配电柜构建构建虚拟现实场景。虚拟现实场景可以包括虚拟现实的配电柜、配电柜的配置和运行情况。

步骤102：构建训练事件，所述训练事件包括以下事件之一或它们的组合：配电柜巡检事件、故障检测事件、故障处理事件和柜电柜安装事件。

步骤103：构建突发事件。突发事件可以跳闸、停电、主备电切换等。以提高受训者的技术水平。

步骤104：引导受训者完成突发事件。通过声音、影像、光线的方式，引导受训者使用相应的工具对突发事件进行适当处理。

步骤105：引导受训者完成所述训练事件。

步骤106：根据所述突发事件和训练事件的完成情况，生成完成报告。可以通过列表、文字或音影的方式生成报告，受训者失误产生用电事故时，可以通过虚拟现实模拟事帮现场。便于受训者掌握本电柜处理技能。

通过训练事件、突发事件和相应的引导，使受训者完成训练任务的同时，提高受训者的技能水平和突发事件的处理能力；配电柜是用电力传输的末级设备，具有分布广，数量多的特点，通过虚拟现实技术对受训者进行训练，提高受训者的安全意识，防患于未来；电力传输的事故严重，一方面通过虚拟现实模拟事故提高受训者安全意识，另一方面节约训练成本。

实施例1

如图2所示，所述突发事件包括跳闸事件，引导受训者完成跳闸事件的方法包括：

步骤201：引导受训者检查跳闸开关。可以引导检查跳闸是否有过热、烧焦、异味等情况。

步骤202：引导受训者逐个排查跳闸开关的下级开关。具体的，引导受训者逐个关闭下级开关，合上所述跳闸开关，再逐个合上所述下级开关，观察是否再次跳闸。其中，可以引导受训者合上下一个开关前，等待几秒钟时间。

实施例2

所述巡检事件包括以下检查以下情况之一或它们的组合：

检查电缆的过热情况和异味情况；

检查熔断器的情况；

检查三相输入和输出情况；

检查温湿度情况；

检查配电柜运行声音；

检查配电柜及其周边卫生情况；

检查配电柜外壳带电情况。

其中，各项检测的执行顺序，可以根据实际情况确定，也可以不设定执行顺序。

实施例3

如图3所示，完成所述配电框安装事件的方法包括以下步骤：

步骤301：为配电柜安装手车，为所述手车安装断路器。

步骤302：布置并安装开关。引导受训者对开关的安装布置合理化，并引导受训者合理使用工具。

步骤303：安装线路。线路安装是否牢固和是否正确，对配电柜的通电情况起到关键的作用。引导受训者正确安装线路。

步骤304：理线。引导受训者对安装线路进行整理。

步骤305：检测线路的固定情况。

步骤306：合闸测试。根据已步置的线路给出合闸测试结果，线路连接不合理，产生电力事帮时，模拟事帮现场，以提高受训者的训练印象。

实施例4

如图4所示，所述训练事件还包括配电柜改造事件，所述配电柜改造事件包括：

步骤401：关闭主开关。

步骤402：布置所述双路分开关。双路分开关的输入端用于与备用电源连接。

步骤403：连接所述双路分开关输出端和主开关的输出端。

步骤404：测试双路分开关的电极和主开关的电极是否正确连接。如备用电源的零线与主开关的零线连接。

步骤405：为所述双路分开关和主开关设置机械联动装置或联运控制装置。机械联动装置用于防止所述双路分开关和主开关同时合闸，联运控制装置用于自动控制所述双路分开关和主开关的合闸和分闸。

步骤406：断开双路分开关，并闭合主开关。将配电柜切换到主供电线路。

实施例5

如图5所示，本实施例提供事故模拟的方法：

步骤501：为配电柜设置故障点。如因漏电，配电柜外壳带电。

步骤502：根据受训者完成事件中对故障点的处理情况，在配电柜通电时模拟事故现场。如受训者没有检测配电柜外壳带电情况，而空手触碰配电柜外壳，模拟触电场景。

本发明还提供一种用于实现上述方法的配电柜训练的系统，如图6和图7所示，所述系统包括仿真主机1、虚拟现实头盔2、位置示踪器3、操作手套4和配电柜5，

配电柜5包括柜体11、加热盘12和松香15，柜体11内设有安装腔13，安装腔13下侧设有加热腔14，加热盘12设置在加热腔14内，松香15设置在加热盘12上侧；

仿真主机1分别与虚拟现实头盔2和操作手套4连接，

配电柜5的柜体11和操作手套4分别设置有与仿真主机1连接的位置示踪器3，

加热盘12与仿真主机1连接。

仿真主机1用于数据处理和计算，并通过虚拟现实头盔2展示虚拟场景，操作手套4用于获取受训者的手势，配电柜5用于提高虚拟现实的真实性和提供一定的触感，位置示踪器3用于获取配电柜5或操作手套4的定位。加热盘12用于模拟配电柜5过热的场景，同时为松香15提供热量，以模拟电器烧焦的气味。

位置示踪器3可以包括三轴陀螺仪、三轴加速传感器和三轴地磁传感器。

配电柜5还包括开关21、断路器和熔断器，

开关21、断路器和熔断器安装在安装腔13内的安装板上，开关21、断路器和熔断器分别设有位置示踪器，用于开关21、断路器和熔断器的定位，便于提高合闸触感；

开关21的把手上设有三轴陀螺仪22，三轴陀螺仪22用于获取开关把手的位置，从而获取开关21的合闸或分闸状态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。