事故树分析法在电力事故分析中的应用

杨瑞波

(云南电网有限责任公司电力科学研究院，昆明 650217)

事故树分析法在电力事故分析中的应用

杨瑞波

(云南电网有限责任公司电力科学研究院，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、最小径集和结构重要度，基于分析结果建立了事故发生模式和防范措施路径图，找出了事故发生的原因，提出了针对性的防范措施，能够有效预防同类事故的发生，同时为FTA在电力事故分析及预控管理中的应用提供了可行的思路，具有较高的推广使用价值。

FTA；电力事故；事故分析；预控管理

0 前言

电力系统空间上的广域分布，决定了电力事故发生的不可避免性，且目前同类事故重复现象比较普遍，究其原因：一方面电力行业缺乏系统、有效的事故分析方法进行根本原因分析，不能找出事故发生的多种模式或基本事件的组合，无法举一反三；另一方面缺乏对事故分析结果的系统应用，未能全面查找到各根本原因间的逻辑关系，不能建立多维度防范路径，无法真正达到预防目的。事故树分析方法，从最小割集、最小径集两个维度分析事故树模式分析和成功树模式，能够准确分析事故发生的多条路径和预控的多项措施，能够有效解决以上问题。

1 FTA原理

1.1 FTA模型简介

事故树分析 (Fault Tree Analysis，简称FTA)最早应用于研究民兵式导弹发生控制系统的安全性评价中。FTA法是一种演绎推理法，它通过各种基本事件和事故间的因果关系和逻辑关系，建立起事故的树形图，并通过定性、定量分析，找出事故发生根本原因，为确定安全对策提供可靠依据，以达到预测与预防事故发生的目的。

1.2 FTA模型分析过程

事故树分析主要步骤见图1。

图1 事故树分析流程

2 FTA在事故分析中的应用

2.1 事故概况

A供电公司委托B火电建设公司对110 kV XX变进行定检预试项目，进行临时增加XX断路器间隔定检预试工作，B火电建设公司段XX在尚未完成工作票许可手续、未指定临时监护人、未进行安全交底的情况下，进入该断路器手车室清扫灰尘，不幸触电，经抢救无效死亡。

2.2 事故树基本事件分析

通过对该事故后续的原因分析，明确了该事故的基本事件、中间事件以及顶上事件，建立了事故树基本事件分析表，见表1。

表1 事故树各事件分析表

图2 “2.24”事故树模型

2.3 事故原因分析

2.3.1 最小割集的求解

利用布尔代数法，计算得到 “2.24”事故树结构函数表达式：

可以看出，该函数表达式为最简形式，则“2.24”事故树分析的最小割集有五个，分别为：

2.3.2 结构重要度分析

结合最小割集，利用结构重要度计算公式，得到各基本事件的结构重要度见表2。

表2 各基本事件的结构重要度系数

从表中可以看到，此次事故中外包引发的人员心理状态不佳 (X1)、外包引发的人员心理状态不佳 (X2)、外包检修人员的安全意识差(X3)、人员超范围 (X4)的违章作业对此次事故的重要度系数为0.312 5，明显高于由于安全措施失效原因的0.062 5。这就要求应该严格遵循承包商管理的 “三原则六步法”，加强对承包商的资质、承包商员工基本安全素养的考核评价，注重对承包商人员的全过程监督，从而减少和杜绝此类事故的再次发生。

2.3.3 事故发生路径及原因分析

根据最小割集分析可知事故发生的有五种模式，见图3。由最小割集的定义可知，“2.24”事故发生的原因组合有五种，消除全部五种原因才能防止类似事故的放生。

图3 “2.24”事故发生原因

结合最小割集事故模式图以及各基本事件的重要度系数，得到了 “2.24”事故发生的主要原因有：

1)“2.24”事故中，死者往返昆明，休息少，作业时间长，导致作业人员心理、生理状态极差 (X1、X2)，工作过程中注意力不够集中，超范围作业 (X4)导致误碰带电触头，造成人员伤亡。

2)人员安全意识较差 (X3)，作业前未开展风险分析，未发现隔离措施和警告措施不完善，行为随意，执行规章制度刚性不强。

3)“两票”等基本规章制度未得到有效落实(X5)。

4)未在班前会中交待开关柜内挡板后的静触头也带电这一风险，也未向工作班成员交代开关内的绝缘挡板不能打开，安全交底流于形式(X7)，执行不严。

5)事故中，所有检修人员全部参与工作，导致无人监护 (X6)，不能对检修人员的违章作业行为进行有效的制止，从而导致事故发生的必然性。

6)未进行设备验电，未设置遮拦，技术措施不到位 (X8、X9)。

3 FTA在事故预控中的应用

3.1 事故成功树的建立

成功树是事故树的对偶树，其绘制原理为：用与门替代事故树的或门，或门替代事故树的与门，且事件 (顶上事件、中间事件、基本事件)左上角加 “’”来替代对应的事件。根据这一原理绘制出的 “2.24”成功树见图4。

图4 “2.24”事故成功树

3.2 FTA在事故预控管理中的应用

3.2.1 最小径集的求解

“2.24”成功树的结构函数为：

可以看出，成功树的结构函数为最简形式，得到成功树的最小割集。对应到原事故树的最小径集为

3.2.2 事故的防范路径及控制措施

最小径集所包含的基本事件都不发生就可以防止事故发生，它描述的是系统的安全性。根据“2.24”事故树最小径集，绘制了事故控制措施的最小径集路径图，见图5。

从以上最小径集的分析可以得出事故的控制措施及要求，进而最大限度控制此类事故的发生。具体控制措施如下：

1)成功路径P1、P2、P3、P4中，均包含了基本事件工作票未许可 (X5)、监护人监护不到位 (X6)、未进行安全交底 (X7)、未进行设备验电 (X8)、未设置带电警示及遮拦 (X9)。可以看出，控制此类事故的重复发生的各种预控对策均包含了组织措施上执行两票三制，技术措施上执行停电、验电、装设接地线、使用个人保安线、装设表示牌和遮拦等，从而为工作人员提供一个安全的工作环境。从另一个角度来将，企业应该更多地关注作业过程中安全监护和管理，若管理者能够充分发挥管理技能中的控制机能，则可以有效地控制人的不安全行为、物的不安全状态。

图5 反事故措施最小径集路径图

2)从成功路径P1、P2中的基本事件外包引发的人员心理状态不佳 (X1)、外包引发的人员生理状态不佳 (X2)可知，应加强对外单位检修人员的疲劳度的安全管理，对外包工程采用全过程监督，及时发现并消除由于外单位人员生理、心理方面存在的问题而导致的安全隐患。同时，要通过 “三原则六步法”即 (全过程控制原则、属地管理与直线管理相结合原则、等同管理原则；资质审查与合同签订、人员资质管理与培训、前期准备与入场检查、过程管理、安全业绩评价、信息沟通)来加强对承包商的安全管理。

3)从成功路径P3中的基本事件培训不到位，检修人员安全意识较差 (X3)、人员超范围工作(X4)可知，通过多种培训方式，以更注重实效为原则，开展作业人员的安全培训，提高作业人员自我保护的安全意识。同时，作业人员应该树立一种意识，即 “眼见为实”，作业人员应主动检查安全措施是否到位，确保自我工作环境的安全性，否则可以当场拒绝作业。

4 结束语

文中通过建立电力企业事故FTA模型，计算求解得到各基本事件的结构重要度、最小割集、最小径集，来分析事故发生的路径模式和防范路径措施，其原因分析更系统、全面，控制措施更具针对性，能够有效的防控事故的重复发生。另外，文中建立了一种基于FTA模型电力事故分析、预控管理思路，研究表明思路可行，并具有较高的推广使用价值。

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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

杨瑞波 (1985)，男，硕士，工程师，云南电网有限责任公司电力科学研究院，从事电力安全生产风险管理、人因管理等方面的研究工作 (E-mail)river_yanghb＠163.com。