500kV 断路器机构检修作业技能提升模式研究

路 亚 李 毅 游 鑫

（中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局，贵州 贵阳550081）

断路器是人们正常生活用电的重要器械之一，而断路器长期的使用会导致机器本身出现故障等情况，会导致断电，甚至出现电力事故[1-2]。因此，对断路器的检修工作是重中之重。本文以此为研究背景，考虑到超高压输电公司贵阳局管辖的换流站多以500kV ABB 断路器为主，基于此，500kV ABB 断路器机构检修是一个比较重要的作业内容。而断路器的检修作业是非常复杂的，对于作业人员来说，必须要经过多重的培训才能进行检修作业。现实中一个断路器的检修要花费很长时间，而且有时没有适合的断路器进行练手工作。因此，利用虚拟现实技术，把500kV ABB 断路器机构的检修作业进行流程化开发，让作业人员不需要到现场，直接戴上VR 头盔就能体验到现场检修的真实效果。这样一来，既能够大大节省了工作的成本和时间，又能够有效解决因设备和时间原因无法进行检修作业练习培训的问题。为此，本文提出500kV 断路器机构检修作业技能提升模式研究，致力于通过制定500kV 断路器机构检修作业技能提升模式，从根本上提高500kV 断路器机构检修作业技能，确保500kV 断路器机构运行安全。

1 500kV 断路器机构检修作业主要内容

目前，500kV 断路器机构检修作业主要方法包括：经验法、检测法以及电流法[3]。通过以上三种500kV 断路器机构检修方法，运用在500kV 断路器机构活动的部件。在故障点不明确时，可以运用元件替换法进行验证。

考虑到500kV 断路器机构检修作业是一个延续性的过程，因此，500kV 断路器机构检修作业可分为：检测以及维修两部分

[4]。通过电阻法、电压法以及电流法的综合运用，我国目前主要采用计划性500kV 断路器机构检修制度进行500kV 断路器机构检修作业。针对我国500kV 断路器机构检修作业现状，确定500kV 断路器机构检修作业主要内容。500kV 断路器机构检修作业主要内容，如表1 所示。

根据表1 所示，目前实行的500kV 断路器机构检修作业手段为计划性检测，通过对表1 中的内容进行检修，从而获得500kV 断路器机构当下的运行状态。

2 500kV 断路器机构检修作业技能提升技术难点

在明确500kV 断路器机构检修作业主要内容的基础上，分析在500kV 断路器机构检修作业技能提升过程中存在的技术难点。以500kV 断路器机构检修作业主要内容为依据，提出4个主要需要克服的难点问题，并提出相应的解决思路[4]。具体内容，如下文所述。

表1 500kV 断路器机构检修作业主要内容

难点1：500KV ABB 断路器机构检修作业涉及到的设备比较精细，完美还原内部结构较为困难。

解决思路：通过现场摄影测量、人工绘制等方法对500kv ABB 断路器涉及到的设备和场景进行大小、尺寸、比例等数据进行收资。然后通过3DMAX 建模工具对收资的资料进行1：1的建模，通过纹理贴图处理细致化还原模型。

难点2：500KV ABB 断路器机构检修作业的操作比较复杂，操作的设备多。

解决思路：利用U3D 引擎对模型进行交互开发。按照500kv ABB 断路器机构检修的流程，引导用户按照步骤对500kv ABB 断路器机构进行检修工作，通过提示步骤，规范标准流程。

难点3：完成虚拟场景与现实完美融合真实还原。

解决思路：研究激光定位技术，将现实中的人及操作工具完美与虚拟场景融合，使定位精度达到最高。利用光影技术展示不仅是全局光照，更包含了全局中的各区域阴影效果，达到实时光照，与现实无异。

难点4：沉浸式场景的真实还原。

解决思路：利用3Dmax 建模工具对500kv ABB 断路器检修作业场景真实化还原搭建，对场景中的作业设备做到1：1 精确还原，利用U3D 开发平台对作业流程精准化还原，保证操作人员在作业培训时的真实程度。

3 500kV 断路器机构检修作业技能提升模式

3.1 明确500kV 断路器机构检修作业技能提升思路

由于500kv ABB 断路器机构检修作业比较复杂，包含了：安措验电、注意事项学习、选择工器具、现场检修和车间机构大修等多个场景交互[5]。涉及到的模型很多且要很精细。在500kV断路器机构检修作业技能提升过程中，首先，通过摄影测量、人工绘制等方法对500kv ABB 断路器机构检修涉及到的设备和场景进行大小、尺寸、比例等数据的采集。利用专家团队的建议对收资的设备和场景进行数据整理工作，形成开发文档。而后，采用3DMAX 建模工具对收集到的资料快速建模，通过对纹理贴图处理细致化还原模型质量。通过Substance Painer、PS 等贴图制作和修改工具处理贴图通用BPR 材质，涉及到的人物角色模型通过ZBrush 进行雕刻制作，在大场景设计上面，降低模型面数，从而优化模型。最后，将模型进行交互操作，适合电力用户的操作习惯，让用户能和现实一样按照流程对500kv ABB 断路器机构进行检修工作。

3.2 建设检修作业技能提升模式课件架构

明确500kV 断路器机构检修作业技能提升思路后，建设500kV 断路器机构检修作业技能提升新培训模式课件架构，其具体架构，如图1 所示。

图1 500kV 断路器机构检修作业技能提升模式课件架构

从图1 可知，500KV 断路器机构检修作业技能提升新培训模式研究课件的底层硬件，采用的是HTC VIVE PRO 虚拟现实设备和高性能图形工作站[6-7]。项目依靠Steam VR 平台，涉及到的模型有安措验电、工器具、现场检修以及车间机构大修等模型。整体课件包含500kv 断路器机构虚拟学习模块和500kv断路器机构虚拟考核模块。先通过500kv 断路器机构虚拟学习模块练习机构检修，然后再通过500kv 断路器机构虚拟考核模块进行能力检测，让工作人员更加快速地掌握500kv 断路器机构的检修流程操作。

3.3 课件提升500kV 断路器机构检修作业技能措施

使用上文建设的检修作业技能提升模式课件架构，进入500kv 断路器机构虚拟学习模块中需要根据系统的引导提示，根据下面的操作流程进行操作。首先，进行安措验电操作；然后进行注意事项学习，并选择工器具，执行断路器现场检修作业，其中包括：分闸弹簧更换、机构箱更换、机械联锁功能检查以及现场调试；完成以上操作后，进行车间机构大修作业，此流程涉及检修作业较多，包括：机构出箱、电机驱动检查、附件拆除、合闸弹簧、缓冲器更换、合闸挚子润滑、线圈更换、分闸挚子润滑、线圈更换、分闸缓冲器更换、BA 螺栓更换、附件恢复、二次元件更换、检查、机械部件磨损检查以及电机驱动恢复、机构箱清洁，最后机构进箱，结束500kV 断路器机构检修作业。在此过程中，工作人员需要在项目启动后，佩戴好HTC VIVE PRO 进入500kv 断路器机构虚拟学习模块场景中。需要先学习安措验电操作，然后进行注意事项学习，然后选择对应的工器具，然后进行现场检修作业的学习，最后进行车间机构大修作业的学习。至此，实现500kV 断路器机构检修作业技能提升。

4 结论

由此可见，本文进行的研究是具有现实意义的，能够指导500kV 断路器机构检修作业优化。本项目已经在中国南方电网有限公司超高压输电公司贵阳局进行了试点应用，获得了断路器机构检修工作人员的认可，对中国南方电网有限公司超高压输电公司贵阳局后期开展500kv 断路器机构检修有着积极的意义。但本文存在不足之处在于没有对500kV 断路器机构的优化设计提出深入研究，此方向可作为日后研究重点内容。