事故樹分析法在電力事故分析中的應(yīng)用

楊瑞波

(云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院，昆明 650217)

事故樹分析法在電力事故分析中的應(yīng)用

楊瑞波

(云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院，昆明 650217)

建立用于定性分析的FTA模型，首先定性分析了事故的最小割集、最小徑集和結(jié)構(gòu)重要度，基于分析結(jié)果建立了事故發(fā)生模式和防范措施路徑圖，找出了事故發(fā)生的原因，提出了針對性的防范措施，能夠有效預防同類事故的發(fā)生，同時為FTA在電力事故分析及預控管理中的應(yīng)用提供了可行的思路，具有較高的推廣使用價值。

FTA；電力事故；事故分析；預控管理

0 前言

電力系統(tǒng)空間上的廣域分布，決定了電力事故發(fā)生的不可避免性，且目前同類事故重復現(xiàn)象比較普遍，究其原因：一方面電力行業(yè)缺乏系統(tǒng)、有效的事故分析方法進行根本原因分析，不能找出事故發(fā)生的多種模式或基本事件的組合，無法舉一反三；另一方面缺乏對事故分析結(jié)果的系統(tǒng)應(yīng)用，未能全面查找到各根本原因間的邏輯關(guān)系，不能建立多維度防范路徑，無法真正達到預防目的。事故樹分析方法，從最小割集、最小徑集兩個維度分析事故樹模式分析和成功樹模式，能夠準確分析事故發(fā)生的多條路徑和預控的多項措施，能夠有效解決以上問題。

1 FTA原理

1.1 FTA模型簡介

事故樹分析 (Fault Tree Analysis，簡稱FTA)最早應(yīng)用于研究民兵式導彈發(fā)生控制系統(tǒng)的安全性評價中。FTA法是一種演繹推理法，它通過各種基本事件和事故間的因果關(guān)系和邏輯關(guān)系，建立起事故的樹形圖，并通過定性、定量分析，找出事故發(fā)生根本原因，為確定安全對策提供可靠依據(jù)，以達到預測與預防事故發(fā)生的目的。

1.2 FTA模型分析過程

事故樹分析主要步驟見圖1。

圖1 事故樹分析流程

2 FTA在事故分析中的應(yīng)用

2.1 事故概況

A供電公司委托B火電建設(shè)公司對110 kV XX變進行定檢預試項目，進行臨時增加XX斷路器間隔定檢預試工作，B火電建設(shè)公司段XX在尚未完成工作票許可手續(xù)、未指定臨時監(jiān)護人、未進行安全交底的情況下，進入該斷路器手車室清掃灰塵，不幸觸電，經(jīng)搶救無效死亡。

2.2 事故樹基本事件分析

通過對該事故后續(xù)的原因分析，明確了該事故的基本事件、中間事件以及頂上事件，建立了事故樹基本事件分析表，見表1。

表1 事故樹各事件分析表

圖2 “2.24”事故樹模型

2.3 事故原因分析

2.3.1 最小割集的求解

利用布爾代數(shù)法，計算得到 “2.24”事故樹結(jié)構(gòu)函數(shù)表達式：

可以看出，該函數(shù)表達式為最簡形式，則“2.24”事故樹分析的最小割集有五個，分別為：

2.3.2 結(jié)構(gòu)重要度分析

結(jié)合最小割集，利用結(jié)構(gòu)重要度計算公式，得到各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度見表2。

表2 各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)

從表中可以看到，此次事故中外包引發(fā)的人員心理狀態(tài)不佳 (X1)、外包引發(fā)的人員心理狀態(tài)不佳 (X2)、外包檢修人員的安全意識差(X3)、人員超范圍 (X4)的違章作業(yè)對此次事故的重要度系數(shù)為0.312 5，明顯高于由于安全措施失效原因的0.062 5。這就要求應(yīng)該嚴格遵循承包商管理的 “三原則六步法”，加強對承包商的資質(zhì)、承包商員工基本安全素養(yǎng)的考核評價，注重對承包商人員的全過程監(jiān)督，從而減少和杜絕此類事故的再次發(fā)生。

2.3.3 事故發(fā)生路徑及原因分析

根據(jù)最小割集分析可知事故發(fā)生的有五種模式，見圖3。由最小割集的定義可知，“2.24”事故發(fā)生的原因組合有五種，消除全部五種原因才能防止類似事故的放生。

圖3 “2.24”事故發(fā)生原因

結(jié)合最小割集事故模式圖以及各基本事件的重要度系數(shù)，得到了 “2.24”事故發(fā)生的主要原因有：

1)“2.24”事故中，死者往返昆明，休息少，作業(yè)時間長，導致作業(yè)人員心理、生理狀態(tài)極差 (X1、X2)，工作過程中注意力不夠集中，超范圍作業(yè) (X4)導致誤碰帶電觸頭，造成人員傷亡。

2)人員安全意識較差 (X3)，作業(yè)前未開展風險分析，未發(fā)現(xiàn)隔離措施和警告措施不完善，行為隨意，執(zhí)行規(guī)章制度剛性不強。

3)“兩票”等基本規(guī)章制度未得到有效落實(X5)。

4)未在班前會中交待開關(guān)柜內(nèi)擋板后的靜觸頭也帶電這一風險，也未向工作班成員交代開關(guān)內(nèi)的絕緣擋板不能打開，安全交底流于形式(X7)，執(zhí)行不嚴。

5)事故中，所有檢修人員全部參與工作，導致無人監(jiān)護 (X6)，不能對檢修人員的違章作業(yè)行為進行有效的制止，從而導致事故發(fā)生的必然性。

6)未進行設(shè)備驗電，未設(shè)置遮攔，技術(shù)措施不到位 (X8、X9)。

3 FTA在事故預控中的應(yīng)用

3.1 事故成功樹的建立

成功樹是事故樹的對偶樹，其繪制原理為：用與門替代事故樹的或門，或門替代事故樹的與門，且事件 (頂上事件、中間事件、基本事件)左上角加 “’”來替代對應(yīng)的事件。根據(jù)這一原理繪制出的 “2.24”成功樹見圖4。

圖4 “2.24”事故成功樹

3.2 FTA在事故預控管理中的應(yīng)用

3.2.1 最小徑集的求解

“2.24”成功樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)為：

可以看出，成功樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)為最簡形式，得到成功樹的最小割集。對應(yīng)到原事故樹的最小徑集為

3.2.2 事故的防范路徑及控制措施

最小徑集所包含的基本事件都不發(fā)生就可以防止事故發(fā)生，它描述的是系統(tǒng)的安全性。根據(jù)“2.24”事故樹最小徑集，繪制了事故控制措施的最小徑集路徑圖，見圖5。

從以上最小徑集的分析可以得出事故的控制措施及要求，進而最大限度控制此類事故的發(fā)生。具體控制措施如下：

1)成功路徑P1、P2、P3、P4中，均包含了基本事件工作票未許可 (X5)、監(jiān)護人監(jiān)護不到位 (X6)、未進行安全交底 (X7)、未進行設(shè)備驗電 (X8)、未設(shè)置帶電警示及遮攔 (X9)。可以看出，控制此類事故的重復發(fā)生的各種預控對策均包含了組織措施上執(zhí)行兩票三制，技術(shù)措施上執(zhí)行停電、驗電、裝設(shè)接地線、使用個人保安線、裝設(shè)表示牌和遮攔等，從而為工作人員提供一個安全的工作環(huán)境。從另一個角度來將，企業(yè)應(yīng)該更多地關(guān)注作業(yè)過程中安全監(jiān)護和管理，若管理者能夠充分發(fā)揮管理技能中的控制機能，則可以有效地控制人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)。

圖5 反事故措施最小徑集路徑圖

2)從成功路徑P1、P2中的基本事件外包引發(fā)的人員心理狀態(tài)不佳 (X1)、外包引發(fā)的人員生理狀態(tài)不佳 (X2)可知，應(yīng)加強對外單位檢修人員的疲勞度的安全管理，對外包工程采用全過程監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)并消除由于外單位人員生理、心理方面存在的問題而導致的安全隱患。同時，要通過 “三原則六步法”即 (全過程控制原則、屬地管理與直線管理相結(jié)合原則、等同管理原則；資質(zhì)審查與合同簽訂、人員資質(zhì)管理與培訓、前期準備與入場檢查、過程管理、安全業(yè)績評價、信息溝通)來加強對承包商的安全管理。

3)從成功路徑P3中的基本事件培訓不到位，檢修人員安全意識較差 (X3)、人員超范圍工作(X4)可知，通過多種培訓方式，以更注重實效為原則，開展作業(yè)人員的安全培訓，提高作業(yè)人員自我保護的安全意識。同時，作業(yè)人員應(yīng)該樹立一種意識，即 “眼見為實”，作業(yè)人員應(yīng)主動檢查安全措施是否到位，確保自我工作環(huán)境的安全性，否則可以當場拒絕作業(yè)。

4 結(jié)束語

文中通過建立電力企業(yè)事故FTA模型，計算求解得到各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度、最小割集、最小徑集，來分析事故發(fā)生的路徑模式和防范路徑措施，其原因分析更系統(tǒng)、全面，控制措施更具針對性，能夠有效的防控事故的重復發(fā)生。另外，文中建立了一種基于FTA模型電力事故分析、預控管理思路，研究表明思路可行，并具有較高的推廣使用價值。

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Research of Power Accident Analysis and Pre-control Based on FTA

YANG Ruibo
(Yunnan Electric Power Research Institute，Kunming 650217，China)

For the“2.24”personal casualty accident，a principle of fault tree analysis(FTA)is established.In this paper，the minimal cut sets and the minimal path sets and the structure importance coefficient are calculated firstly，then the path diagrams of accident mode and preventive measure are established.Finally applying these diagrams，find out the reasons and preventive measures to prevent the similar accidents.Meanwhile，a feasible thinking is provided and it has relatively high popularizing use-value.

FTA；power accidents；accident analysis；pre-control

TM73

B

1006-7345(2015)04-0052-04

2015-02-02

楊瑞波 (1985)，男，碩士，工程師，云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院，從事電力安全生產(chǎn)風險管理、人因管理等方面的研究工作 (E-mail)river_yanghb＠163.com。