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1、(10)申请公布号 CN 103675116 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103675116 A (21)申请号 201310460105.0 (22)申请日 2013.09.30 G01N 30/02(2006.01) G01N 30/62(2006.01) (71)申请人 广州供电局有限公司 地址 510620 广东省广州市天河区天河南二 路 2 号 (72)发明人 黄慧红 赵崇智 陆国俊 黄青丹 张德智 刘静 宋浩永 徐诗颖 吴培伟 李聃 林满堂 戴月容 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 王茹 曾旻辉 (54) 发明名称。
2、 虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法 及其系统 (57) 摘要 本发明提供一种虚拟绝缘油气相色谱系统故 障维护检测方法及其系统。包括采用虚拟现实技 术， 构建虚拟绝缘油气相色谱检测系统 ； 运行仿 真系统， 启动所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统， 模拟绝缘油气相色谱检测系统的故障状态， 输出 故障状态下的系统特征量 ； 根据用户输入的维护 操作指令， 获取故障处理策略， 通过所述虚拟绝 缘油气相色谱检测系统模拟执行所述故障处理策 略， 输出处理结果。本发明能虚拟气相色谱仪故 障， 以及维护和维修过程 ； 能根据不同的培训需 要， 建立不同的虚拟色谱分析场景 ； 故障分析判 断技术及维修策略或。
3、方法可以在计算机软件上完 成， 无需占用很大的场地， 避免了维护和维修过程 中的使用气体危险性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103675116 A CN 103675116 A 1/2 页 2 1. 一种虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 采用虚拟现实技术， 构建虚拟绝缘油气相色谱检测系统 ； 运行仿真系统， 启动所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统， 模拟绝缘油气相色谱检测系 统的故障状态，。
4、 输出故障状态下的系统特征量 ； 根据用户输入的维护操作指令， 获取故障处理策略， 通过所述虚拟绝缘油气相色谱检 测系统模拟执行所述故障处理策略， 输出处理结果。 2. 如权利要求 1 所述的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法， 其特征在于， 采 用虚拟现实技术， 构建虚拟绝缘油气相色谱检测系统的步骤包括 ： 采用虚拟现实技术， 构建虚拟的气相色谱分析仪系统、 虚拟的气体净化器系统、 虚拟绝 缘油色谱实验室检测场景。 3. 如权利要求 2 所述的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法， 其特征在于， 构 建虚拟的气相色谱分析仪系统的步骤包括 ： 采用虚拟现实技术， 根据真实的气相色谱仪系统。
5、， 模拟气相色谱分析仪及其计算机运 行模块的三维外形， 按键、 开关、 显示屏、 电源插件、 色谱柱、 柱箱、 转化炉、 检测器、 离子室、 进样口、 不锈钢调压阀、 压力表， 以及连接头的位置和功能。 4. 如权利要求 2 所述的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法， 其特征在于， 构 建虚拟的气体净化器系统的步骤包括 ： 采用虚拟现实技术， 根据真实的气体净化器系统， 模拟气体净化器的三维外形， 按键、 气路控制开关、 进出气口， 以及净化器柱内的净化物质、 底座。 5. 如权利要求 2 所述的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法， 其特征在于， 构 建虚拟的虚拟绝缘油色谱实验室检测场。
6、景的步骤包括 ： 采用虚拟现实技术， 根据真实的绝缘油色谱实验室检测场景， 以三维图形方式模拟实 验室气瓶房、 气瓶气体专用抽风系统、 试验桌、 检测仪器、 色谱设备的气体管路连接， 以及已 安装检测软件的计算机设备。 6. 如权利要求 1 至 5 任意一项所述的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法， 其 特征在于， 进一步包括以下步骤 ： 根据所述处理结果判断所述故障处理策略的有效性。 7. 一种虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测系统， 其特征在于， 包括 ： 虚拟模块， 用于采用虚拟现实技术， 构建虚拟绝缘油气相色谱检测系统 ； 故障仿真模块， 用于运行仿真系统， 启动所述虚拟绝缘油气相。
7、色谱检测系统， 模拟绝缘 油气相色谱检测系统的故障状态， 输出故障状态下的系统特征量 ； 故障处理检测模块， 用于根据用户输入的维护操作指令， 获取故障处理策略， 通过所述 虚拟绝缘油气相色谱检测系统模拟执行所述故障处理策略， 输出处理结果。 8. 如权利要求 7 所述的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测系统， 其特征在于， 所 述虚拟模块， 包括 ： 分析仪虚拟模块， 用于采用虚拟现实技术， 构建虚拟的气相色谱分析仪系统 ； 净化器虚拟模块， 用于采用虚拟现实技术， 构建虚拟的气体净化器系统 ； 实验室虚拟模块， 用于采用虚拟现实技术， 构建虚拟绝缘油色谱实验室检测场景。 9. 如权利要求 。
8、8 所述的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测系统， 其特征在于 ： 所述分析仪虚拟模块采用虚拟现实技术， 根据真实的气相色谱仪系统， 模拟气相色谱 权 利 要 求 书 CN 103675116 A 2 2/2 页 3 分析仪及其计算机运行模块的三维外形， 按键、 开关、 显示屏、 电源插件、 色谱柱、 柱箱、 转化 炉、 检测器、 离子室、 进样口、 不锈钢调压阀、 压力表， 以及连接头的位置和功能 ； 所述净化器虚拟模块采用虚拟现实技术， 根据真实的气体净化器系统， 模拟气体净化 器的三维外形， 按键、 气路控制开关、 进出气口， 以及净化器柱内的净化物质、 底座 ； 所述实验室虚拟模块采用。
9、虚拟现实技术， 根据真实的绝缘油色谱实验室检测场景， 以 三维图形方式模拟实验室气瓶房、 气瓶气体专用抽风系统、 试验桌、 检测仪器、 色谱设备的 气体管路连接， 以及已安装检测软件的计算机设备。 10.如权利要求7至9任意一项所述的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测系统， 其 特征在于， 进一步包括处理检验模块， 所述处理检验模块用于根据所述处理结果判断所述 故障处理策略的有效性。 权 利 要 求 书 CN 103675116 A 3 1/5 页 4 虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法及其系统 技术领域 0001 本发明涉及电力行业的绝缘油检测技术领域， 特别是涉及一种虚拟绝缘油气相色 。
10、谱系统故障维护检测方法， 以及一种虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测系统。 背景技术 0002 气相色谱仪作为进行色谱分析的工具， 其基本结构较为复杂， 一般在出厂前都会 经过严格的质量检查和老化试验， 如果使用得当一般不会出现故障， 但是如果技术人员在 使用过程中， 不注意对仪器的维护或不正当使用时， 就会出现故障。 对于在出现仪器故障时 如何进行判断和修复， 对技术人员极为重要。 但在实际当中， 由于色谱仪作为一种重要的生 产设备， 一般很少作为日常维修培训用途， 而且存在易燃易爆气体， 安全性比较差。 目前， 气 相色谱仪的维护和维修技术的培训基本采用老师傅传帮带或者课堂理论讲解、 图片。
11、， 而现 场实际操作比较少， 在技术培训上难以大面积的推广普及， 难以快速提高技术人员的实际 操作技能， 难以真正提高受训人员的动手能力。而且现场实际操作培训则存在无法克服的 固有问题， 如 ： 需要配备色谱分析仪、 气源、 气路、 净化器等， 而上述的设备不能为每个人配 备， 不能实现远程网络培训 ； 现场实际操作培训设备需要占用很大的资源用地， 仪器需要配 备专业人员日常的维护， 造成人力资源和土地的浪费 ； 由于要使用易燃易爆气体， 安全性难 以保证。 发明内容 0003 针对上述问题， 本发明提出一种能够降低绝缘油气相色谱系统故障维护检测成本 的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法及。
12、其系统， 可通过计算机模拟绝缘油气相色 谱系统故障维护检测过程， 降低维护检测培训成本。 0004 一种虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法， 包括以下步骤 ： 0005 采用虚拟现实技术， 构建虚拟绝缘油气相色谱检测系统 ； 0006 运行仿真系统， 启动所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统， 模拟绝缘油气相色谱检 测系统的故障状态， 输出故障状态下的系统特征量 ； 0007 根据用户输入的维护操作指令， 获取故障处理策略， 通过所述虚拟绝缘油气相色 谱检测系统模拟执行所述故障处理策略， 输出处理结果。 0008 一种虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测系统， 包括以下步骤 ： 0009 虚拟模块。
13、， 用于采用虚拟现实技术， 构建虚拟绝缘油气相色谱检测系统 ； 0010 故障仿真模块， 用于运行仿真系统， 启动所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统， 模拟 绝缘油气相色谱检测系统的故障状态， 输出故障状态下的系统特征量 ； 0011 故障处理检测模块， 用于根据用户输入的维护操作指令， 获取故障处理策略， 通过 所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统模拟执行所述故障处理策略， 输出处理结果。 0012 本发明的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法及其系统， 采用虚拟现实技 术， 构建虚拟绝缘油气相色谱检测系统， 模拟绝缘油气相色谱检测系统的故障状态， 使操作 说 明 书 CN 103675116 A 。
14、4 2/5 页 5 人员可以通过所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统进行绝缘油气相色谱仪的故障检测处理 过程。无需使用真实的气相色谱仪， 降低检测处理培训过程的成本。 0013 以高度沉浸感和良好交互性为特征的虚拟现实技术， 能逼真的人工虚拟现场设备 环境， 有效模拟仪器设备及人在自然环境中各种感知系统的行为， 避免了在实际操作中存 在的安全隐患及容易损坏仪器等因素， 从而极大地提高了虚拟场景的逼真度和操作的真实 感， 使本发明在仿真故障原因、 技术辅助判断分析、 协作维修、 培训教学等领域具有广泛的 应用前景。将虚拟现实技术与绝缘油色谱分析测试技术相结合， 实现全数字化虚拟绝缘油 色谱分析测试系统。
15、， 能虚拟气相色谱仪故障， 以及维护和维修过程 ； 能根据不同的培训需 要， 建立不同的虚拟色谱分析场景 ； 故障分析判断技术及维修策略或方法可以在计算机软 件上完成， 无需占用很大的场地， 避免了维护和维修过程中的使用仪器不当的危险性 ； 能结 合色谱分析测试仪器设备特点、 环境特点、 维护维修过程等独特的特点进行仿真， 适合电力 系统人员培训特点和远程网络培训需求。 附图说明 0014 图 1 是本发明虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法的流程示意图 ； 0015 图 2 是本发明虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测系统的结构示意图。 具体实施方式 0016 请参阅图 1， 图 1 是本发。
16、明虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法的流程示 意图。 0017 所述虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法， 包括以下步骤 ： 0018 S101， 采用虚拟现实技术， 构建虚拟绝缘油气相色谱检测系统 ； 0019 S102， 运行仿真系统， 启动所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统， 模拟绝缘油气相色 谱检测系统的故障状态， 输出故障状态下的系统特征量 ； 0020 S103， 根据用户输入的维护操作指令， 获取故障处理策略， 通过所述虚拟绝缘油气 相色谱检测系统模拟执行所述故障处理策略， 输出处理结果。 0021 本发明的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法， 采用虚拟现实技术， 构建 虚。
17、拟绝缘油气相色谱检测系统， 模拟绝缘油气相色谱检测系统的故障状态， 使操作人员可 以通过所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统进行绝缘油气相色谱仪的故障检测处理过程。 无 需使用真实的气相色谱仪， 降低检测处理培训过程的成本。 0022 对于步骤 S101， 所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统包括 ： 虚拟的气相色谱分析仪 系统、 虚拟的气体净化器系统、 虚拟绝缘油色谱实验室检测场景。 0023 其中， 构建虚拟的气相色谱分析仪系统的步骤包括 ： 0024 采用虚拟现实技术， 根据真实的气相色谱仪系统， 模拟气相色谱分析仪及其计算 机运行模块的三维外形， 按键、 开关、 显示屏、 电源插件、 色谱柱、 柱。
18、箱、 转化炉、 检测器、 离子 室、 进样口、 不锈钢调压阀、 压力表， 以及连接头的位置和功能。 通过构建虚拟的气相色谱分 析仪系统， 能够仿真气相色谱仪自带的计算机软件分析和计算功能。 0025 构建虚拟的气体净化器系统的步骤包括 ： 0026 采用虚拟现实技术， 根据真实的气体净化器系统， 模拟气体净化器的三维外形， 按 说 明 书 CN 103675116 A 5 3/5 页 6 键、 气路控制开关、 进出气口， 以及净化器柱内的净化物质、 底座。 0027 构建虚拟的虚拟绝缘油色谱实验室检测场景的步骤包括 ： 0028 采用虚拟现实技术， 根据真实的绝缘油色谱实验室检测场景， 以三维。
19、图形方式模 拟实验室气瓶房 （用以摆放高纯氮气、 高纯氢气、 干燥空气分析试验用气体） 、 气瓶气体专用 抽风系统、 试验桌、 检测仪器、 色谱设备的气体管路连接， 以及已安装检测软件的计算机设 备。 0029 上述虚拟场景及仪器设备以三维图形方式呈现。 用户可以通过计算机输入设备输 入指令， 操作所述虚拟的气相色谱分析仪系统、 虚拟的气体净化器系统、 虚拟绝缘油色谱实 验室检测场景， 进行虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测。 0030 对于步骤 S102， 启动所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统， 模拟绝缘油气相色谱检 测系统的故障状态， 所述绝缘油气相色谱检测系统的故障状态包括虚拟各种故障产生。
20、时所 出现的情形， 是指当仪器故障出现时， 虚拟出一个故障的场景， 具体表现在故障仪器显示屏 的显示和所发出的提示音， 以及显示在计算机显示屏上仪器部件的运行情况。 0031 因此， 输出故障状态下的系统特征量可通过以下方式 ： 在虚拟的气相色谱仪系统 的显示屏中， 显示故障状态下的系统特征量以及所述气相色谱仪的运行状态， 并发出相应 的故障提示音等等。 0032 操作人员在查看到模拟系统的显示屏显示的系统特征量不正常或者发出故障提 示音时， 根据表现在虚拟的故障仪器显示屏显示的系统特征量和所发出的提示音， 以及显 示在计算机显示屏上仪器部件的运行情况， 作出对系统故障的判断。如某个部件温度显。
21、示 异常时， 从计算机显示屏所显示出来的特征量， 以及运行状态， 判断出该部件故障是由何原 因引起。然后， 可通过计算机输入设备输入维护操作指令。 0033 进一步地， 本发明可根据故障的提示， 虚拟出多个发生该故障的原因， 通过计算机 显示故障原因， 以供用户参考。 0034 对于步骤 S103， 根据用户输入的维护操作指令， 获取故障处理策略， 通过所述虚拟 绝缘油气相色谱检测系统模拟执行所述故障处理策略， 输出处理结果。 0035 在获取到用户输入的维护操作指令之后， 通过所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统 模拟响应所述维护操作指令进行动作， 并获取动作后的系统特征量进行显示， 或者发出正 。
22、常音， 以提示维护操作指令正确。 0036 在本步骤中， 可以进一步根据不同的故障原因， 虚拟出多个相对应的解决方案， 指 导操作人员进行技术分析和提供维修策略供操作人员参考。 0037 通过本发明的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法， 可以虚拟气相色谱分 析仪及其计算机运行模块、 虚拟的气体净化器系统、 虚拟绝缘油色谱实验室检测场景、 虚拟 故障产生时所出现的情形、 虚拟解决故障的步骤流程。能够为绝缘油色谱分析测试系统的 开发、 研制及其优化设计提供仿真技术方法支持。 即该虚拟仿真方法可以用于设备、 检测仪 器的研制、 开发、 改良。能够为绝缘油气相色谱系统维护维修技术的培训仿真提供方法。
23、支 持。 通过在虚拟的设备中设置气相色谱系统内部存在故障类型， 在虚拟的场景中， 可以通过 虚拟仪器对气相色谱系统维护维修过程进行过程仿真。 能够有助于实现远程网络虚拟实验 室的建设， 为各类技能培训提供方法支持。 0038 作为本发明的一种优选实施方式， 在步骤 S103 后， 进一步执行以下步骤 ： 根据所 说 明 书 CN 103675116 A 6 4/5 页 7 述处理结果判断所述故障处理策略的有效性。 所述有效性可根据所述维护操作指令的正确 率进行判断。 0039 请参阅图 2， 图 2 是本发明虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测系统的结构示 意图。 0040 所述虚拟绝缘油气相色。
24、谱系统故障维护检测系统包括 ： 0041 虚拟模块 10， 用于采用虚拟现实技术， 构建虚拟绝缘油气相色谱检测系统 ； 0042 故障仿真模块 20， 用于运行仿真系统， 启动所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统， 模 拟绝缘油气相色谱检测系统的故障状态， 输出故障状态下的系统特征量 ； 0043 故障处理检测模块 30， 用于根据用户输入的维护操作指令， 获取故障处理策略， 通 过所述虚拟绝缘油气相色谱检测系统模拟执行所述故障处理策略， 输出处理结果。 0044 所述虚拟模块 10 包括 ： 0045 分析仪虚拟模块， 用于采用虚拟现实技术， 构建虚拟的气相色谱分析仪系统 ； 0046 净化器虚拟。
25、模块， 用于采用虚拟现实技术， 构建虚拟的气体净化器系统 ； 0047 实验室虚拟模块， 用于采用虚拟现实技术， 构建虚拟绝缘油色谱实验室检测场景。 0048 所述分析仪虚拟模块采用虚拟现实技术， 根据真实的气相色谱仪系统， 模拟气相 色谱分析仪及其计算机运行模块的三维外形， 按键、 开关、 显示屏、 电源插件、 色谱柱、 柱箱、 转化炉、 检测器、 离子室、 进样口、 不锈钢调压阀、 压力表， 以及连接头的位置和功能 ； 0049 所述净化器虚拟模块采用虚拟现实技术， 根据真实的气体净化器系统， 模拟气体 净化器的三维外形， 按键、 气路控制开关、 进出气口， 以及净化器柱内的净化物质、 底。
26、座 ； 0050 所述实验室虚拟模块采用虚拟现实技术， 根据真实的绝缘油色谱实验室检测场 景， 以三维图形方式模拟实验室气瓶房、 气瓶气体专用抽风系统、 试验桌、 检测仪器、 色谱设 备的气体管路连接， 以及已安装检测软件的计算机设备。 0051 在本发明虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测系统的一种优选实施方式中， 还 包括处理检验模块， 用于根据所述处理结果判断所述故障处理策略的有效性。 0052 本发明的虚拟绝缘油气相色谱系统故障维护检测方法及其系统还具有以下优 点 ： 0053 1、 可以不用每个人都配备一台测试仪， 可以节省被维护维修的检测仪器的真实设 备、 检测场地， 可以节省大量培。
27、训成本 ； 0054 2、 可以虚拟绝缘油设备产生的一切真实的气相色谱仪运行时出现的不同故障类 型， 包括使用不当造成的故障和仪器因老化产生的故障等， 克服了一般场地因设备数量限 制难以模拟设备故障类型等的缺点 ； 0055 3、 解决了一般的培训场地无法开展绝缘油气相色谱仪日常维护维修的问题 ； 消除 了检测仪器容易因为使用者操作不当造成设备损坏的可能性 ； 克服了一般培训基地检测系 统需要占用大量场地设施， 需要安排大量监护人员进行测量， 安全性差、 效率低的缺点 ； 0056 4、 采用本方法特别有助于可以实现远程网络培训， 实现分散培训、 集中考核的需 要。利用本技术可以随时、 随地进。
28、行学习。 0057 5、 采用本方法可以系统学习绝缘油色谱分析测试的基本原理及规范操作技术、 故 障分析判断技术。 0058 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施方式中的全部或部分流程以及对应 说 明 书 CN 103675116 A 7 5/5 页 8 的系统， 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成， 所述的程序可存储于一计算机 可读取存储介质中， 该程序在执行时， 可包括如上述各实施方式的流程。其中， 所述的存储 介质可为磁碟、 光盘、 只读存储记忆体 （Read-Only Memory， ROM） 或随机存储记忆体 （Random Access Memory， RAM） 等。 0059 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保 护范围。因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 CN 103675116 A 8 1/1 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103675116 A 9 。