供電企業基于FMEA原理和方法的設備設施安全隱患排查標準研究及開發

王東 WANG Dong；楊鵬云 YANG Peng-yun；羅鵬 LUO Peng；郭成功 GUO Cheng-gong；姜峰 JIANG Feng；陳全 CHEN Quan

（①國家電網有限公司，北京 100031；②天津理工大學環境科學與安全工程學院，天津 300384；③國網江蘇省電力有限公司，南京 210024；④國網江蘇省電力有限公司徐州供電公司，徐州 221005）

0 引言

安全隱患排查治理一直是我國重點強調的企業安全管理工作的重點環節。企業開展安全隱患排查治理工作時需要借助于系統、有效的安全隱患排查標準。但是我國傳統的安全隱患排查治理工作，缺少系統的安全隱患排查標準做支撐，更多地依靠個人經驗，只是借助一些法律法規、標準、經驗等開發安全隱患排查標準。運用這樣的安全隱患排查標準，不能系統、有效地排查企業存在的安全隱患。近年來，國家電網有限公司結合國家的政策要求和公司安全管理體系建設工作，開展了安全隱患排查標準制訂工作，但也同樣受限于對安全風險管理原理的正確理解掌握和實際應用落地問題，使得不能制訂出系統、有效的安全隱患排查標準。本文基于FMEA原理和方法，對供電企業的設備設施安全隱患開展系統、全面、有效的危險源辨識，建立設備設施安全隱患的知識庫，開發設備設施的安全隱患排查標準，用以提升供電企業安全隱患排查治理水平，構建面向標準化管理的全方位立體式安全隱患排查治理工作體系中重要一環。

1 原理及方法

1.1 故障類型和影響分析（FMEA）

對系統的各組成部分進行分析。系統的組成部分在運行過程中會發生故障，并且可能會產生不同類型的故障。首先找出系統中各組成部分可能產生的故障及其類型，查明各種類型故障對鄰近部分的影響以及最終對系統的影響，進而識別出故障可能導致的安全風險（事故）。然后根據需要，進一步分析導致故障的原因因素，進而制定控制故障產生的相關要求。

1.2 事故因果連鎖理論

用以闡明導致傷亡事故的各種原因及與事故間的關系。該理論認為，傷亡事故的發生不是一個孤立的事件，盡管傷害可能在某瞬間突然發生，卻是一系列事件相繼發生的結果。圖1是高壓氣體儲罐爆炸事故發生的事故因果連鎖事件。

圖1 高壓氣體儲罐爆炸事故發生的事故因果連鎖事件

2 供電企業設備設施安全隱患排查危險源辨識方法研究及應用

2.1 故障類型和影響分析（FMEA）研究及應用

對于供電企業涉及到的設備設施，研究使用FMEA方法對設備設施進行危險源辨識工作最為契合，因為設備設施在運行使用過程中會產生各種類型的故障，所以確定FMEA思路及方法開展設備設施的危險源辨識工作。首先運用HTA（層次分析法）將供電企業的設備設施劃分為不同類型的設備，例如：

①將供電企業運行設備劃分為變壓器、電抗器、斷路器、開關柜等；

②根據設備類型劃分設備設施，例如將斷路器劃分為真空斷路器和SF6斷路器等；

③將不同設備類型的設備劃分為不同的功能部分，例如將真空斷路器劃分為開斷原件、支持原件、底座、操動機構、傳動系統等；

④將功能部分劃分為不同的子功能部分，例如將操動機構劃分為電磁機構、彈簧機構等；

⑤最后將子功能部分劃分為不同的部件，例如將電磁機構劃分為二次控制回路、機構箱等部件，到此HTA（層次分析法）使用完畢。

在將設備設施逐級劃分到部件后，先分析部件在運行過程中產生的故障（部件喪失預期功能的相關狀態）。例如二次控制回路在運行使用過程中會產生分閘速度合格合閘速度低、合閘速度合格分閘速度低、拒分、拒合、控制電源跳閘等故障。

分析故障可能導致的安全風險（故障可能導致生產系統的事故、人身傷害、財產損失、電網停電等），例如分閘速度合格合閘速度低可能導致觸頭振動或處于停、滯，造成觸頭燒損、滅弧室爆炸、電網停電；二次回路拒分、拒合，導致二次控制回路無法正常開斷，保護拒動，造成電網越級跳閘，擴大停電范圍等。

然后分析可能導致部件產生故障的因素（危險源/危險因素），例如可能導致分閘速度合格合閘速度低的因素（危險源/危險因素）有：①分、合閘半軸與扣板扣接量過大；②合閘母線電壓低導線壓增降大，使合閘線圈端電壓低；③傳動系統卡滯。

最后分析減少故障產生的控制要求，例如控制繞組發熱的要求有：①確保產品與投標文件或技術協議中廠家、型號、規格一致；②調節分合閘半軸上各自調節螺釘使扣接量在1.8-2.5mm之間；③調整操作電源母線電壓或增大導線線徑；④轉動摩擦部位涂潤滑油；⑤通過例行試驗，與上一次檢修報告試驗數據進行對比，查看控制回路有無分閘速度合格合閘速度低現象，35kV及以下的斷路器需4年進行一次試驗，110kV及以上的斷路器需3年進行一次試驗；經過如上的危險源辨識工作，形成一系列相關設備設施安全風險、危險源及控制要求信息表，建立設備設施安全隱患排查的基礎信息庫。

2.2 事故因果連鎖理論應用

事故因果連鎖理論在實際使用時需要保證理論完整性，且需分析到事故的最終狀態，不可停留在事故的中間狀態上。因此需要分析到某種故障可能導致某種安全風險，這種安全風險最終會造成人身傷害、健康損壞、財產損失、電網停電等的最終狀態，以提高使用者的可操作性，對安全風險及可能導致的事故更加明確、具體，便于落地實施及現場使用。

3 供電企業設備設施安全隱患標準開發及應用

3.1 設備設施安全隱患排查標準開發

基于FMEA思路及方法進行危險源辨識工作形成的安全風險、危險源及控制要求信息表進行設備設施安全隱患排查標準開發。由于電力企業涉及的設備設施較多，因此供電企業設備設施的安全隱患排查標準開發尤為重要。需要將信息表中的設備類型、功能部分、子功能部分、部件四列選取到安全隱患排查標準表中，將信息表中的控制要求選取到排查內容、標準一列中，將控制要求中每個排查項分解為不同的行，一個控制要求分解成的不同行對應同一個違反標準產生的風險，而違反標準產生的風險一列內容是信息表中的安全風險，增加排查方法、建議排查頻次及隱患治理要求三項，將控制要求中的排查方法、排查頻次填入到標準表中排查方法、建議排查頻次對應的列中，再根據《國家電網有限公司十八項電網重大反事故措施》、《輸變電一次設備缺陷分類標準》（QGDW1906-2013）等文件將隱患分為立即治理、盡可能立即治理、可暫緩治理三個治理要求，確定安全隱患等級，形成設備設施安全隱患排查標準（如表1國網徐州供電公司斷路器設備設施安全隱患排查標準）。

表1 國網徐州供電公司斷路器設備設施安全隱患排查標準

3.2 基于FMEA思路及方法開發的設備設施隱患排查標準與國網開發標準對比

基于FMEA思路及方法開發的安全隱患排查標準與國網公司、省公司的安全隱患排查標準整體比較，我們的特點及優勢有：我們開發的安全隱患排查標準可以涉及到運行中的每一個設備設施，能夠分析到具體的設備部件，比國網公司、省公司的安全隱患排查標準更加全面、系統。

涉及同一內容時：

①我們開發的安全隱患排查標準能夠分析到每個設備部件違反標準產生的風險，有完整的事故因果連鎖理論，能夠具體分析到可能導致的人身傷害、健康損壞、財產損失及電網停電等；

②排查內容、標準更加具體量化，方便現場使用；

③能夠分析到進行安全排查的具體排查方法，可以快速有效的進行安全隱患排查；

④確定了隱患排查的頻次；

⑤從立即治理、盡可能立即治理、可暫緩治理三個層面確定隱患治理要求。

3.3 國網總公司級、江蘇省公司級設備設施安全隱患排查標準開發

基于FMEA思路及方法開發的設備設施隱患排查標準并結合國網下發的《系統運行安全隱患排查清單》和《設備設施安全隱患排查清單》中提及的重大、較大的安全隱患，以及綜合考慮隱患發生時的后果嚴重度開發國網總公司級安全隱患排查標準（如表2國家電網公司設備設施安全隱患排查標準）。

表2 國家電網公司設備設施安全隱患排查標準

基于FMEA思路及方法開發的設備設施隱患排查標準并結合江蘇省公司下發的《系統運行安全隱患排查清單》和《設備設施安全隱患排查清單》中提及的重大、較大及一般的安全隱患，以及供電企業設備設施在運行使用過程中可能經常出現或難以治理的安全隱患，并且需要綜合考慮隱患發生時的后果嚴重度開發江蘇省公司級安全隱患排查標準（如表3國網江蘇省公司設備設施安全隱患排查標準）。

表3 國網江蘇省公司設備設施安全隱患排查標準

3.4 信息化系統介入

在完成設備設施安全隱患排查標準開發基礎上，通過與公司調研，了解公司關于管控手段和知識庫與信息化結合以后具體的功能需求，完成對信息系統各子系統所需要的數據和主要功能的匯總。使用信息化手段將安全隱患排查標準信息數據上傳、導入，同時要求信息化系統有以下功能：

①安全隱患排查標準信息數據的查詢、導出；

②安全隱患排查標準信息數據的變更管理（如圖2安全隱患排查信息化系統總體架構設計）。

圖2 安全隱患排查信息化系統總體架構設計

4 結語

通過開發及應用供電企業設備設施安全隱患排查治理標準能夠有效防止安全事故發生，樹立國家電網有限公司企業良好社會責任形象，促進企業發展。能夠防止和減少事故經濟損失，帶動和提升企業整體管理水平，提高企業工作效率，安全合規發展，防止和減少安全事故發生，提高公司管理水平。