2023带电作业虚拟现实实操平台

带电作业虚拟现实实操平台

目次

前言.....................................................................................II

1范围...................................................................................1

2规范性引用文件........................................................................1

3术语和定义.............................................................................1

4分类...................................................................................2

5组成...................................................................................4

6技术要求...............................................................................4

7试验方法...............................................................................6

8检验规则...............................................................................6

9标志、包装、运输和贮存................................................................6

附录A（资料性附录）带电作业体感实操装置和培训项目....................................8

附录B（资料性附录）配网不停电作业VR培训项目..........................................8

附录C（资料性附录）输电线路带电作业VR培训项目........................................8

带电作业虚拟现实实操平台

1范围

本标准规定了带电作业虚拟现实实操平台的分类、构成、技术要求、试验检验及资料等要求。

本标准适用于带电作业培训用虚拟现实实操平台。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温(idt,IEC68-2-1)

GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温(idt,IEC60068-2-2)

GB/T2423.49电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fe：振动一正弦拍频法(idt,IEC

68-2-59)

GB/T2900.55电工术语带电作业

GB/T5095电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法

GB8898音频、视频及类似电子设备安全要求

GB/T14286带电作业工具设备术语

GBfT15532计算机软件测试规范

GB/T18857配电线路带电作业技术导则

GBT34577-2017配电线路旁路作业技术导则

GB26859电力安全工作规程电力线路部分

GB26861电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分

GB/T34569-2017带电作业仿真训练系统

DL409电业安全工作规程(电力线路部分)

DLAT966送电线路带电作业技术导则

GB-T191包装储运图示标志

3术语和定义

GB/T14286、GB/T2900.55界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

VR实操平台virtualrealitypracticaltrainingplatform

以训练带电作业人员的实际操作技能为目的，能够利用虚拟现实技术实现带电作业环境沉浸式体验

和自由模拟操作的训练平台。

3.2

2

体感实操装置somatosensorypracticaltrainingdevice

利用实物模拟实际操作过程的专用设备，能够与虚拟现实技术相结合实现视觉、听觉、触觉的有机

融合，提供更加真实的体验环境和现场作业感受。

3.3

带电作业网络比武liveworkingonlinecontest

不同地域的多名学员通过网络互联进行带电作业项目的技能竞赛。

4分类

按照应用范围分为两大类型：

—带电作业虚拟现实实操平台单机版;

—带电作业虚拟现实实操平台协同版。

5组成

5.1配置要求

带电作业虚拟现实实操平台的基本配置应符合表1的要求。

表1带电作业虚拟现实实操平台基本功能要求

单机版协同版

序号分类构成

数量单位数量单位

1图形工作站1台>2台

2头戴式显示装置1套>2套

3虚拟现实传感器1套>2套

4视景显示器1台3台

5硬件VR操作台1套1套

6体感实操装置一套一套

7大屏幕—台—

8VR控制台一套一li

9附件1套1套

10VR实操软件1套1套

软件

12VR管理软件—套1套

注：“一”表示可选功能。

5.2硬件

5.2.1图形工作站

图形工作站包括用于仿真的高性能计算机及其外围设备，应能实现带电作业虚拟现实实操平台的功

能。

5.2.2头戴式显示装置

头戴式显示装置包括的人体头部佩戴设备、三维立体影像显示设备、音频设备、传感器及外围接口，

3

应符合人体工学设计、佩戴简单舒适，能实现带电作业场景的3D立体仿真和高清体验。

5.2.3虚拟现实传感器

虚拟现实传感器包括交互操控及定位设备，应能实现人员操作与虚拟带电作业环境的实时交互。

5.2.4视景显示器

视景显示器包括高清液晶显示器及其外围设备，应能实现以任意视角高清展示VR实操过程。

5.2.5VR操作台

VR操作台包括用于集成各项必备部件的壳体，应符合人体工学设计和带电作业操作习惯，能够为

作业人员开展VR实操提供专用的操作平台。

5.2.6体感实操装置

体感实操装置包括利用实物模拟实际操作过程的各类专用设备，应能与虚拟现实相结合实现带电作

业过程中视觉、听觉、触觉的有机融合，提供更加符合带电作业实际现场的作业感受。体感实操装置类

型从附录A中选取，根据需求设计的新型体感实操装置经带电作业权威机构和专家审核通过后可作为

专用培训设备。

5.2.7大屏幕

大屏幕包括液晶拼接屏、投影幕或其他类型显示装置,应能实现以任意视角高清展示VR实操过程,

能满足大规模集中教学多人观看的要求。

5.2.8VR实操控制台

VR实操控制台包括高性能计算机及其外围设备，应能实现对带电作业VR实操过程的实时监控和

信息管理。

5.2.9附件

附件包括网络通信设备、线缆耗材.、备品备件等辅助设备，应能满足设备运行和维护的实际需求。

5.3软件

5.3.1VR实操软件

VR实操软件分为配网不停电作业VR实操软件和输电线路带电作业VR实操的软件。

配网不停电作业VR实操软件应实现10kV配网不停电作业项目的单人或多人协同实操。

输电线路带电作业VR实操软件应实现llOkV〜lOOOkV不同电压等级输电线路带电作业项目的单人

或多人协同实操。

5.3.2VR管理软件

VR实操管理软件应能实现对带电作业VR实操过程进行监控和各类信息进行管理的软件。

6技术要求

6.1基本要求

4

6.1.1仿真范围

仿真范围涵盖电力系统输配变设备模型、作业场景模型、带电作业工器具模型、作业人员模型以及

典型带电作业项目的关键操作过程。带电作业VR实操平台的模型应符合GB/T34569-2017中的规定。

6.1.2带作业虚拟现实实操平台

应能提供带电作业现场的沉浸式体验，实现带电作业作业过程的自由模拟操作。

应能提供单人实操和多人协同两种操作模式,具备带电作业技能的仿真实操训练、考核及管理功能。

应符合带电作业作业的实际工况和操作习惯，工作可靠、操作灵活。

VR实操培训内容的设计与开发应符合GBT34577-2017、GB/T34569-2017的相关规定，配网不停电

作业培训项目可根据需求从附录B中选取，输电线路带电作业培训项目可根据需求从附录C中选取。根据

带电作业技术的发展需求和地区差异性，可以依据带电作业指导书开发新的培训项目，经带电作业权威

机构和专家审核通过后可作为培训内容。

6.1.3运行条件

6.1.4.1工作环境

温度0℃〜50℃,相对湿度20%〜80%。

6.1.4.2工作电源

工作电源要求：

a）采用市供电压220x（l±10%）V,50Hz±2Hz；

b）电气线路工作电压应小于30V；

c）电源开关、熔断器应有明显标记。

6.2功能要求

6.2.1基本功能要求

带电作业虚拟现实实操平台基本功能应符合表2的要求。

表2带电作业虚拟现实实操平台基本功能要求

配网不停电作业虚拟现实实操平

序号功能台

1沉浸式作业体验

2自由模拟操作q

3多视角体验和观摩q

4协同操作—

5物理特性仿真q

6VR实操训练q

7VR实操考核7

8培训监控—

9操作查询一

10带电作业体感实操—

11网络比武—

注：“寸”表示必备功能，“一”表示可选功能。

5

6.2.2沉浸式作业体验

应能实现头部跟踪和110°度斜角/90。度水平角范围的视角变换，能将视觉、听觉、触觉进行有机融

合实现带电作业现场环境的沉浸式体验和作业过程的真实感受。

6.2.3自由模拟操作

作业人员应能通过虚拟现实传感器与虚拟作业环境进行实时交互，实现带电作业操作过程的交互式

体验和工器具使用、设备拆装等关键环节的自由模拟操作。

6.2.4多视角体验和观摩

应能通过第一人称视角实现各岗位工作过程的沉浸体验和模拟操作，能以任意观摩视角实现VR实

操过程的展示。

6.2.5协同操作

应能实现两人及以上人员扮演不同角色组建模拟班组，在虚拟操作环境中相互配合进行带电作业的

模拟操作。

6.2.6物理特性仿真

应实现刚体运动、场景重力、粒子运动等基本特性的物理仿真,具备支持关键机构运动的仿真能力，

能实现机械运动力学联动和物理特性的真实模拟。

6.2.7VR实操训练

VR实操训练中应实现带电作业项目标准化作业方法的学习和操作过程的模拟训练，能够对学员操

作的安全性和规范性进行评估，对错误操作给予警示提示，提供引导帮助用户完成项目操作。

6.2.8VR实操考核

VR实操考核应以带电作业仿真环境和作业项目为依托，从作业流程、质量标准、安全性等方面合

理设计考核点，依据带电作业相关规程规范要求制定评分标准，实现对员工实际操作技能和安全作业能

力的客观评价。

6.2.9培训监控

应能以任意视角对学员的操作过程进行监控和记录，实现对整个操作过程或错误片段的回放，提供

将数据信息上传至培训管理系统的标准接口。

6.2.10操作查询

训练或考试结束后，应能返回提示点或错误点查看正确的作业方法，实现薄弱环节的强化学习。

6.2.11带电作业体感实操

应通过配置带电作业体感实操装置，提供一种能够将带电作业过程中视觉、听觉、触觉有机融合的

体验环境，实现带电作业过程的真实感受和实操训练。

6.2.12带电作业网络比武

6

应能利用网络技术将不同地区的VR实操平台进行互联，实现多人员、跨区域的带电作业技术的交

流和比武。

6.3性能要求

6.3.1硬件性能指标

a）图形工作站：CPU主频应为3.4GHz或以上，显卡显存应不小于6GB,内存应不小于8GB,硬盘

应不小于240G；

b）头戴式显示装置：分辨率应不小于2160X1200（单眼1080X1200）,刷新率应不小于90Hz,视

场角应不小于110°,应内置前置摄像头、麦克风、立体耳机接口，应支持瞳距调节、镜头距离调节、

视频传输等功能；

c）虚拟现实传感器：交互手柄应具有直观的操作和真实的触觉反馈，单次充电使用时间应不小于5

h,应提供USB接口；定位器应能实现360。定位覆盖和无线同步，应具有适配标准螺纹，能灵活安装；

空间定位追踪范围应不小于3mX3m,实现360。精确追踪；应提供交互手柄、数据手套、体感装置等体

感设备的接口，可实现拓展应用；

d）视景显示器：应不小于39inch；

e）VR操作台：整体结构应符合人体工学原理，便于单人或多人训练，应操作简便、容易掌握，重

量应不大于300kg,噪音应大于40dB；

f）体感实操装置：整体结构应符合带电作业现场实际工况，能够真实模拟带电作业相关环节的操

作体验，应能与虚拟现实相关设备兼容，满足人身安全要求；

g）大屏幕：应能根据实际场地灵活配置；

h）VR控制台：CPU主频应为3.4GHz或以上，内存应不小于16GB,硬盘应不小于2000GB；

i）附件：应包括系统整体网线布局所需的网络设备、线材及备品备件。

6.3.2软件性能指标

软件性能指标要求如下：

a）稳态运行时，系统仿真应稳定可靠；

b）头戴式显示装置应有三维立体效果，能够支持110。度斜角/90。度水平角范围的视角变换；

c）人机交互操作过程应流畅，模拟动作与真实操作的偏差率应不大于5%,动作显示应不少于60帧

/s1响应时间应不超过2ms；

d）仿真模型应与实际参数一致，不应出现悬浮、前后不一致，穿透程度应小于10%；

e）电力设备、作业工具、作业人员等三维模型形状、相互间的比例与参考线路的误差应不大于10%；

f）带电作业项目操作方法和作业流程应符合GB/T18857、GB26859、GB26861、DL409和DL/T

966标准的规定；

g）软件系统出现不可恢复的错误时，应保证系统数据库完好无损；

h）系统应长时间（VR实操软件不小于24h,VR管理软件不小于168h）保持正常运行而不会出现

卡机、死机。

6.3.3可靠性

带电作业虚拟现实实操平台应符合GB"2423.1、GB/T2423.2和GB/T2423.49中的有关规定。

6.3.4安全性

每个培训项目应符合国家、行业和公司相关的制度和标准，应通过专业机构审核通过。

7

带电作业虚拟现实实操平台安全性要求应符合GB8898-2006的有关规定。

7试验方法

7.1工作电源

在电源和被试机之间接入电压和频率可调装置，按表3所列的组合进行试验，系统工作正常。

表3工作电源

组合标准值

电源电压(V)频率(Hz)持续时间(min)

122050>20

219848>20

319852>20

424248>20

524252>20

7.2功能试验

7.2.1启停

在额定电压条件下启动实操平台，稳定运转5min,切断电源，停止运转，反复三次。运转过程中

同时耳听发动机声音变化，检查有无杂音、局部发热、机件脱落等异常现象。

7.2.2平台功能

接通电源启动后，针对不同类型的实操平台，选择不少于两个实操项目对系统各项功能进行逐项检

验，应符合6.2.2〜6.2.15中的相关规定。

7.3性能试验

7.3.1硬件性能测试

7.3.1.1采用目测法对产品的外观和结构进行检验。

a)产品部件应完整、无裂纹和破损；

b)标识内容应完整、清晰；

c)外壳无裂痕、内表面无刮痕和脏污；

d)检查并确认各部件无变形、连接牢固。

7.3.1.2按GB/T5095.2规定进行检查。

7.3.1.3对带电作业虚拟现实实操平台中的各部件逐项检验，应符合6.2.1中的相关规定。

7.3.2软件性能测试

对带电作业虚拟现实实操平台中的每个培训项目进行逐项检验，应符合622中的相关规定。

7.3.3可靠性测试

8

按照GB/T2423中的有关规定对带电作业虚拟现实实操平台进行振动试验、高温试验、低温试验和

湿度试验。

7.3.4安全性测试

按照DL409、DL/T966>GB/T34569-2017对培训项目进行审核。

按照GB8898-2006的有关规定对带电作业虚拟现实实操平台的安全性进行试验。

8检验规则

8.1检验分类和检验项目

8.1.1分类

带电作业虚拟现实实操平台分出厂检验和型式检验。

8.1.2项目

各类检验项目按表4规定。

表4佥验项目

序号检验项目技术要求试验方法型式检验出厂检验

1工作电源6.1.47.1一

2功能6.2.1〜6.2.157.27

3硬件性能6.3.17.3.1qq

4软件性能6.3.27.3.2

5可靠性测试6.3.37.3.37—

6安全性测试6.3.47.3.4一

注：“寸’表示必备功能：“一”表示可选功能。

8.2型式检验

8.2.1有下列情况下之一时，应对产品进行型式试验：

a）新产品投产前的定型鉴定；

b）正式生产后，产品的设计、结构或内容有重大改变，可能影响产品性能时；

c）出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；

d）国家质量监督检验机构要求进行型式试验时。

8.2.2型式试验的样品应从出厂检验合格的产品中随机抽取，其数量不少于两台。

8.2.3检验中出现故障或任一项通不过时，应查明故障原因，排除故障，提出分析报告。经修复后应

重新做该项目检验，然后再顺序做各项检验。若再次出现故障或某项目通不过时，再查明故障原因，提

出故障分析报告。再经修复后则应重新进行各项型式检验。在重新进行检验中又出现某一项通不过时

则型式检验不合格。

8.2.4检验后应提交型式检验报告。

8.3出厂检验

9

8.3.1每台产品在出厂前应按出厂检验项目进行出厂检验，检验中出现任何一项不合格时，应返修后

重新进行检验。若复检再次出现任一项不合格时，该台产品则为不合格产品。

8.3.2出厂检验由制造厂质量检验部门负责，并对合格产品出具合格证或标上合格标志。

9标志、包装、运输和贮存

9.1资料

9.1.1基本要求

资料应满足用户进行实操平台安装、使用、运行和维护要求，说明使用方法及注意事项。资料采用

中文编写。

9.1.2使用说明书

出厂产品应附有使用说明书。使用说明书包括产品简介、功能介绍、使用方法和维护、保管、运输

等内容。

9.1.3工具与文档

提供维护VR实操平台正常运行的软件、硬件必备工具。

提供VR实操系统软件和硬件资料，满足VR实操平台的运行、维护与升级的要求。

9.2标志

9.2.1每台产品应有产品标牌，并固定在正面明显部位。标牌应有下列内容的标志：

a）产品名称、型号；

b）额定电压、频率、功率；

c）生产厂名和商标；

d）出厂编号、生产年份；

e）检验日期。

9.2.2产品标志的字体大小不应小于5号字，标志应具有持久性。

9.3包装

9.3.1产品运输包装箱应有防潮、防尘、防震措施。

9.3.2产品包装箱内应附有产品使用说明书、装箱清单及检验合格证。检验合格证上应有下列内容：

a）生产厂名；

b）产品名称及型号；

c）执行产品标准编号；

d）检验项目及其结果或检验结论；

e）检验日期、检验员签名或检验员代号。

9.3.3产品包装箱外应有“小心轻放”、“向上”、“防潮”等符合GB/T191要求的运输标志及下

列内容，不应因运输条件和自然条件而褪色、脱落：

a）产品名称、型号；

b）外形尺寸（长x宽x高）；

c）生产厂名和地址；

10

d）出厂编号、生产年份；

e）净重、毛重。

9.4运输和贮存

9.4.1产品运输中不得露天放置，不允许和易燃、易爆、易腐蚀的物品一同装运，避免碰撞。

9.4.2检测装置应贮存在干燥、通风、避免阳光直晒和无腐蚀、无有害物质的室内场所，环境温度应

在0℃〜50℃,相对湿度不大于80%。

II

附录A

（资料性附录）

带电作业体感实操装置和培训项目

表A.1体感实操装置和VR实操项目列表

序号装置类型项目名称

1带电作业斗臂车体感实操装置带电作业绝缘斗臂车操作

2跨二短三法进入等电位体感实操装置跨二短三法进入等电位

3吊篮法进入等电位体感实操装置吊篮法进入等电位

12

附录B

（资料性附录）

配网不停电作业VR培训项目

表B.lVR实操项目列表

序号项目名称作业方法

1带电断引流线绝缘手套作业法

2带电接引流线绝缘手套作业法

3带电更换熔断器绝缘手套作业法

4带电更换直线杆绝缘子绝缘手套作业法

5带电更换直线杆绝缘子及横担绝缘手套作业法