故障樹分析法（FTA）是由貝爾電話研究所的H.A.WaTson于1961～1962年間提出的，并且在以后的核電站概率危險評價（PSA）技術(shù)發(fā)展中起到了里程碑的作用。自從20世紀(jì)70年代初期發(fā)展了以計算機為基礎(chǔ)的分析技術(shù)以來，故障樹方法得到了廣泛的應(yīng)用。

　　摘要：風(fēng)險評價與控制的前提是對系統(tǒng)各類事故危險正確的辨識。觸電事故是電廠中較為常見的事故之一，故障樹分析法簡單明晰，既可以做定性評價也可以做定量評價。本文首先介紹了故障樹分析法的分析原則及其具體的實施步驟。最后應(yīng)用故障樹分析法對風(fēng)電場觸電事故進行了分析，結(jié)果可以辨識出影響較大的危險因素。

　　關(guān)鍵詞：風(fēng)險辨識,觸電事故,故障樹分析

　　1概述

　　故障樹分析又稱為事故樹分析，是一種演繹的系統(tǒng)風(fēng)險分析方法。它是從要分析的特定事故或故障開始層層分析其發(fā)生原因，一直分析到不能再分解為止。將特定的事故和各層原因之間的邏輯門符號連接起來，得到形象、簡潔地表達其邏輯關(guān)系的邏輯樹圖形，即故障樹。通過對故障樹簡化、計算達到分析、評價的目的。

　　2故障樹分析法的分析原則

　　故障樹分析法的關(guān)鍵點是故障樹的建立，其編制過程是一個嚴(yán)密的邏輯推理過程，應(yīng)遵循以下基本原則。

　　（1）確定頂上事件應(yīng)優(yōu)先考慮風(fēng)險大的事故事件，能否正確選擇頂上事件，直接關(guān)系到分析結(jié)果，是故障樹分析的關(guān)鍵。在系統(tǒng)危險分析的結(jié)果中，不希望發(fā)生是非常多的，并且每個不希望發(fā)生的事件都可以成為頂上事件。此時，對所有不希望的事件存在一個篩選的過程，應(yīng)當(dāng)把易于發(fā)生且后果嚴(yán)重的事件優(yōu)先作為分析對象，即頂上事件。當(dāng)然，也可將發(fā)生頻率不高但后果雖不太嚴(yán)重但發(fā)生非常頻繁的事故作為頂上事件。

　　（2）確定邊界條件的原則。在確定了頂上事件之后，為了不導(dǎo)致故障樹過于繁瑣和龐大，應(yīng)明確規(guī)定被分析系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的界面，以及以下必要的合理的假設(shè)條件。

　�。�3）循序漸進的原則。故障樹分析是一種演繹的方法，在確定了頂上事件之后，要逐級展開。首先分析導(dǎo)致頂上事件的直接原因，然后無遺漏的列出這一級的邏輯門的全部輸入時間，之后再對這些輸入事件放入發(fā)生原因進行分析，以此類推，直至列出導(dǎo)致頂上事件的所有事件為止。

　�。�4）禁止門與門之間直接相連的原則。在編制故障樹時，任何一個邏輯門的輸出都必須有一個結(jié)果事件，不允許不經(jīng)過結(jié)果事件而將門與門直接相連。這樣做的目的是為了保證邏輯關(guān)系的準(zhǔn)確性。

　�。�5）明確事故與事件定義的原則。明確地給出事故與事件發(fā)生的定義及其發(fā)生的條件是確定事故事件發(fā)生原因的前提。所以，在編制故障樹時，對各事故事件必須用簡單明了的語句表達清楚。

　　故障樹分析法是一種描述事故因果關(guān)系的有方向的“樹”，是系統(tǒng)安全工程中的重要分析方法之一。它簡單明了，既可以定性分析，又可以定量分析，體現(xiàn)了以系統(tǒng)工程方法研究安全問題的系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和預(yù)測性。故障樹分析方法的最大特點是它不僅能分析出事故的直接原因，而且能深入提示事故的潛在原因，因此在工程和設(shè)備設(shè)計階段，故障樹分析法的應(yīng)用非常低廣泛。

　　3故障分析法的步驟

　　故障樹分析可以從結(jié)果到原因找出與本事故有關(guān)的各種因素間因果關(guān)系和邏輯關(guān)系，將各邏輯關(guān)系用不同的邏輯門連接起來后，應(yīng)用布爾代數(shù)邏輯運算法則進行簡化運算和分析，確定各因素對事故影響的大小，從而掌握和制定事故控制的要點。通過定量分析，計算出頂上事件發(fā)生的概率。故障樹分析方法能比較詳細地檢查出系統(tǒng)中固有的、潛在的危險因素，為制定安全技術(shù)對策措施、管理措施和事故分析提供依據(jù)。

　　故障樹分析方法的基本步驟如下：

　�。�1）確定分析對象系統(tǒng)和要分析的各對象事件（頂上事件）。

　�。�2）確定系統(tǒng)事故發(fā)生概率、事故損失的安全目標(biāo)值。

　�。�3）調(diào)查事件原因。調(diào)查與事故有關(guān)的所有直接原因和各種因素（設(shè)備故障、人員失誤和環(huán)境不良因素）。

　�。�4）編制故障樹。從頂上事件開始，一級級往下找出所有原因事件，直到最基本的原因事件為止，按其邏輯關(guān)系畫出故障樹。

　�。�5）定性分析。按故障數(shù)結(jié)構(gòu)進行簡化，求出最小割集和最小徑集，確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度。

　�。�6）定量分析。找出各基本事件的發(fā)生概率，計算出頂上事件的發(fā)生概率，求出概率重要度和臨界重要度。

　　（7）結(jié)論。當(dāng)事故發(fā)生概率超過預(yù)定目標(biāo)值時，從最小割集著手研究降低事件發(fā)生概率的所有可能方案，利用最小徑集找出消除事故的最佳方案，通過重要度分析確定采取對策措施的重點和先后順序，從而得出分析、評價的結(jié)論。

　　4故障樹分析法應(yīng)用示例

　　T=A1A2

　　=（B1+X4）A2

　　=（X1+X2+X3+X4）（X5+X6+X7）

　　=X1X5+X1X6+X1X7+X2X5+X2X6+X2X7+X3X5+X3X6+X3X7+X4X5+X4X6+X4X7（1）

　　以風(fēng)電場中作業(yè)人員觸電事故為例，通過繪制觸電事故故障樹，如圖1所示。求出導(dǎo)致事故發(fā)生的基本事件，最終確定其結(jié)構(gòu)重要度，判別哪些基本事件對事故的影響最大。

　　各基本事件的組合稱為最小割集，式（1）中共有12個最小割集：K1={X1，X5}，K2={X1，X6}，K3={X1，X7}，K4={X2，X5}，K5={X2，X6}，K6={X2，X7}，K7={X3，X5}，K8={X3，X6}，K9={X3，X7}，K10={X4，X5}，K11={X4，X6}，K12={X4，X7}。只要負(fù)荷一組割集，就能導(dǎo)致觸電事故即頂上事件的發(fā)生。在求取結(jié)構(gòu)重要度時，為每個最小割集都賦予1，其中每個基本事件都平均得到一份，最后進行累積。通過計算得到個基本事件的分值為：X1=X2=X3=X4=1.5，X5=X6=X7=2。因此系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)重要度的關(guān)系如式2所示。

　　由式2可見，基本事件X5、X6、X7的結(jié)構(gòu)重要度大于基本事件X1、X2、X3、X4。在進行風(fēng)險控制時，應(yīng)該優(yōu)先治理X5、X6、X7事件。

　　結(jié)語

　　觸電事故時風(fēng)電場中最常見的事故之一，故障樹分析法可以清晰的對風(fēng)電場觸電事故進行辨識分析。通過繪制故障樹分析圖可以明確各事故因素之間的聯(lián)系。應(yīng)用邏輯代數(shù)法可以定量辨識出不同事故因素影響程度。故障樹分析法在風(fēng)電場風(fēng)險辨識中具備進一步推廣的前景。

　　參考文獻

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文章TAG標(biāo)簽：電力安全論文

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