输配电线路带电作业仿真培训系统研发

输配电线路带电作业仿真培训系统研发
摘要：随着我国电网的快速发展和特高压输电技术的研究及应用，我国带电作
业迎来了新的发展契机，输配电线路带电作业技术已经对人们的生活产生着巨大
的影响。

因此，探究输配电线路带电作业仿真培训系统研发具有重要的意义。

本
文首先对输配电线路带电作业进行了概述，详细探讨了输配电线路带电作业仿真
培训系统研发，旨在促进输配电线路的安全。

关键词：输配电线路；带电作业；仿真培训系统；研发
当今社会发展日新月异，科技、经济等各方面的迅速发展离不开电力供应。

电网的安全稳定也成为了重中之重。

带电作业由于能够最大限度的保证电力持续
供应，因而成为保障电网安全稳定运行，输配电线路正常运行及提高系统可靠性
的重要方法与技术手段；同时，它也成为现代电网运行维护技术发展的方向。

目前，世界上发达国家在电力生产中都已经普遍采用带电作业技术，我国电力企业
的带电作业也从无到有，走过50多年的历程，带电作业技术已跻身世界先进水
平行列。

我国每年都会定期或非定期地开展相应的带电作业技术培训工作，包括
带电作业理论学习班、培训班和研讨班等。

然而这些培训方式存在组织时间长、
成本高且效果不明显等问题，这些问题严重阻碍了我国带电作业技术发展。

因此，输配电线路带电作业仿真培训系统的研发具有重要的意义。

1 输配电线路带电作业概述
1.1我国输配电线路带电作业的特点
我国输配电线路带电作业技术主要应用于城市，由于城市中工厂以及各类设
施用电量较大，供电设备容易出故障，并且输配电线路较为复杂，检修环境噪音
较多，一定程度上增加了检修工作的难度。

1.2输配电线路带电作业的发展前景
随着我国电网建设水平的不断提高，输配电线路的类型越来越多样，在一定
程度上对输配电线路带电作业的技术水平、输配电线路带电作业防护工具的质量
以及工作安全性提出了更高的要求。

随着市场经济的发展，各类工厂与企业间的
竞争越来越激烈，各行各业更加注重经营效益的提高。

中断供电直接影响到生产
设备的运作，影响到企业的生产经营效益。

从这一层面讲，输配电线路带电作业
技术将越来越受到各行各业的青睐，其应用范围将越来越广泛，只有提高输配电
线路带电作业的安全性与技术水平，才能满足经济社会发展的要求。

2 输配电线路带电作业仿真培训系统软件设计
在本系统开发过程中，使用了：VC++ 6.0、Quest3D和3Dmax8.0等先进开发
软件。

其中，VC++为常用开发软件，其稳定性较好，支持面向对象编程；
Quest3D为虚拟现实基础开发平台，与其类似的软件有OGRE和VIRtools。

和OGRE相比，Quest3D开发速度更快、应用程序更加稳定；而与VIRtools相比，Quest3D开发成本较低、周期更短。

2.1总体结构设计
带电作业仿真培训系统是将各种物理工程技术用计算机加以仿真，最大可能
再现运行环境与操作人员行为，构造一个以训练和教学为目的的仿真培训系统。

（1）支撑层
支撑层包括系统的网络协议、软件技术及模型支撑。

它具有三维建模、组网
和网络传输功能。

（2）数据层
数据层用于存储和管理各种数据，包括工器具模型、资料数据、规范、标准
资料数据、学员信息数据和考试数据等。

（3）应用层
应用层主要包含了仿真培训业务处理的逻辑，包括用户认证、登陆、授权、
仿真操作、资料查询、在线考试、培训管理、协同作业和网络比武等基本功能。

（4）表现层
表现层主要包括硬件的组成形式，对于该系统由带电作业台式仿真训练器等
部分组成。

2.2功能模块设计
（1）带电作业仿真培训系统底层平台设计
基于Quest3D平台开发包开发的系统底层平台是整个带电作业仿真培训系统
的核心，通过驻留程序驱动启动仿真训练器客户端，同时，它也是各个仿真应用
交互操作的信息传递纽带。

由于其源代码开放并且成熟，故层次清晰、性能稳定。

并通过层与层之间的低耦合高内敛，保证了底层平台的扩展性。

（2）带电作业仿真培训系统功能模块设计
以单个带电作业项目流程为基本单元，开发所需的工器具库、资料库、考试
题库、场景库和仿真操作脚本，实现仿真操作、资料查询、培训管理和在线考试
等基本功能，可进行系统扩充，增加带电作业项目，带电作业仿真培训系统主要
功能模块介绍如下。

1）仿真操作模块。

仿真操作模块基于标准化作业方法，借
助多种仿真硬件平台，模拟带电作业典型项目中的真实环境、操作流程和作业方法，可对10～1000kV各电压等级典型带电作业项目进行仿真操作，对带电作业
工况进行三维展示，并对重点操作环节进行细致演示，仿真效果真实直观。

培训
学员可以沉浸在虚拟的三维带电作业场景中，通过各种虚拟外设与虚拟环境发生
交互，操作虚拟电工完成整个带电作业的各个环节，并可利用虚拟环境提供的视觉、听觉和触觉反馈，获得到几近真实的虚拟培训感受，从而让学员获得最佳培
训效果。

2）资料查询模块。

资料查询模块主要涵盖了带电作业基本原理、标准、技术规程、工器具资料、作业指导书和项目资料等各项系统、权威及形象的研究
成果资料，并以文字、图像、语音、视频和动画等多种形式对项目及工器具资料
进行展示，方便受训学员实时在线查询、学习。

3）培训管理模块。

本模块将对
学员学习效果进行考核，其考点为设置在仿真操作过程中的注意事项与操作要点。

同时，本模块将建立学员电子档案，通过增加、修改及删除学员信息、受训状态
和考核成绩等，对错误列表、配置信息等进行管理和维护，最终达到对学员学习
效果全程跟踪，确保培训效果。

2.3数据库设计
数据库内的数据主要包括用户数据、成绩数据以及外部文件存储路径等。

各
模型、动画数据都存储在磁盘中，并在数据库中添加存放文件路径，故数据调用
需要通过查询数据库中的文件路径来实现。

3 结束语
综上所述，探究输配电线路带电作业仿真培训系统研发对提升带电作业仿真
培训系统具有重要的作用。

因此要进一步加强输配电线路带电作业仿真培训系统
软件设计，这样才能促进电网的快速发展。

参考文献：
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