供电企业基于FMEA原理和方法的设备设施安全隐患排查标准研究及开发

王东 WANG Dong；杨鹏云 YANG Peng-yun；罗鹏 LUO Peng；郭成功 GUO Cheng-gong；姜峰 JIANG Feng；陈全 CHEN Quan

（①国家电网有限公司，北京 100031；②天津理工大学环境科学与安全工程学院，天津 300384；③国网江苏省电力有限公司，南京 210024；④国网江苏省电力有限公司徐州供电公司，徐州 221005）

0 引言

安全隐患排查治理一直是我国重点强调的企业安全管理工作的重点环节。企业开展安全隐患排查治理工作时需要借助于系统、有效的安全隐患排查标准。但是我国传统的安全隐患排查治理工作，缺少系统的安全隐患排查标准做支撑，更多地依靠个人经验，只是借助一些法律法规、标准、经验等开发安全隐患排查标准。运用这样的安全隐患排查标准，不能系统、有效地排查企业存在的安全隐患。近年来，国家电网有限公司结合国家的政策要求和公司安全管理体系建设工作，开展了安全隐患排查标准制订工作，但也同样受限于对安全风险管理原理的正确理解掌握和实际应用落地问题，使得不能制订出系统、有效的安全隐患排查标准。本文基于FMEA原理和方法，对供电企业的设备设施安全隐患开展系统、全面、有效的危险源辨识，建立设备设施安全隐患的知识库，开发设备设施的安全隐患排查标准，用以提升供电企业安全隐患排查治理水平，构建面向标准化管理的全方位立体式安全隐患排查治理工作体系中重要一环。

1 原理及方法

1.1 故障类型和影响分析（FMEA）

对系统的各组成部分进行分析。系统的组成部分在运行过程中会发生故障，并且可能会产生不同类型的故障。首先找出系统中各组成部分可能产生的故障及其类型，查明各种类型故障对邻近部分的影响以及最终对系统的影响，进而识别出故障可能导致的安全风险（事故）。然后根据需要，进一步分析导致故障的原因因素，进而制定控制故障产生的相关要求。

1.2 事故因果连锁理论

用以阐明导致伤亡事故的各种原因及与事故间的关系。该理论认为，伤亡事故的发生不是一个孤立的事件，尽管伤害可能在某瞬间突然发生，却是一系列事件相继发生的结果。图1是高压气体储罐爆炸事故发生的事故因果连锁事件。

图1 高压气体储罐爆炸事故发生的事故因果连锁事件

2 供电企业设备设施安全隐患排查危险源辨识方法研究及应用

2.1 故障类型和影响分析（FMEA）研究及应用

对于供电企业涉及到的设备设施，研究使用FMEA方法对设备设施进行危险源辨识工作最为契合，因为设备设施在运行使用过程中会产生各种类型的故障，所以确定FMEA思路及方法开展设备设施的危险源辨识工作。首先运用HTA（层次分析法）将供电企业的设备设施划分为不同类型的设备，例如：

①将供电企业运行设备划分为变压器、电抗器、断路器、开关柜等；

②根据设备类型划分设备设施，例如将断路器划分为真空断路器和SF6断路器等；

③将不同设备类型的设备划分为不同的功能部分，例如将真空断路器划分为开断原件、支持原件、底座、操动机构、传动系统等；

④将功能部分划分为不同的子功能部分，例如将操动机构划分为电磁机构、弹簧机构等；

⑤最后将子功能部分划分为不同的部件，例如将电磁机构划分为二次控制回路、机构箱等部件，到此HTA（层次分析法）使用完毕。

在将设备设施逐级划分到部件后，先分析部件在运行过程中产生的故障（部件丧失预期功能的相关状态）。例如二次控制回路在运行使用过程中会产生分闸速度合格合闸速度低、合闸速度合格分闸速度低、拒分、拒合、控制电源跳闸等故障。

分析故障可能导致的安全风险（故障可能导致生产系统的事故、人身伤害、财产损失、电网停电等），例如分闸速度合格合闸速度低可能导致触头振动或处于停、滞，造成触头烧损、灭弧室爆炸、电网停电；二次回路拒分、拒合，导致二次控制回路无法正常开断，保护拒动，造成电网越级跳闸，扩大停电范围等。

然后分析可能导致部件产生故障的因素（危险源/危险因素），例如可能导致分闸速度合格合闸速度低的因素（危险源/危险因素）有：①分、合闸半轴与扣板扣接量过大；②合闸母线电压低导线压增降大，使合闸线圈端电压低；③传动系统卡滞。

最后分析减少故障产生的控制要求，例如控制绕组发热的要求有：①确保产品与投标文件或技术协议中厂家、型号、规格一致；②调节分合闸半轴上各自调节螺钉使扣接量在1.8-2.5mm之间；③调整操作电源母线电压或增大导线线径；④转动摩擦部位涂润滑油；⑤通过例行试验，与上一次检修报告试验数据进行对比，查看控制回路有无分闸速度合格合闸速度低现象，35kV及以下的断路器需4年进行一次试验，110kV及以上的断路器需3年进行一次试验；经过如上的危险源辨识工作，形成一系列相关设备设施安全风险、危险源及控制要求信息表，建立设备设施安全隐患排查的基础信息库。

2.2 事故因果连锁理论应用

事故因果连锁理论在实际使用时需要保证理论完整性，且需分析到事故的最终状态，不可停留在事故的中间状态上。因此需要分析到某种故障可能导致某种安全风险，这种安全风险最终会造成人身伤害、健康损坏、财产损失、电网停电等的最终状态，以提高使用者的可操作性，对安全风险及可能导致的事故更加明确、具体，便于落地实施及现场使用。

3 供电企业设备设施安全隐患标准开发及应用

3.1 设备设施安全隐患排查标准开发

基于FMEA思路及方法进行危险源辨识工作形成的安全风险、危险源及控制要求信息表进行设备设施安全隐患排查标准开发。由于电力企业涉及的设备设施较多，因此供电企业设备设施的安全隐患排查标准开发尤为重要。需要将信息表中的设备类型、功能部分、子功能部分、部件四列选取到安全隐患排查标准表中，将信息表中的控制要求选取到排查内容、标准一列中，将控制要求中每个排查项分解为不同的行，一个控制要求分解成的不同行对应同一个违反标准产生的风险，而违反标准产生的风险一列内容是信息表中的安全风险，增加排查方法、建议排查频次及隐患治理要求三项，将控制要求中的排查方法、排查频次填入到标准表中排查方法、建议排查频次对应的列中，再根据《国家电网有限公司十八项电网重大反事故措施》、《输变电一次设备缺陷分类标准》（QGDW1906-2013）等文件将隐患分为立即治理、尽可能立即治理、可暂缓治理三个治理要求，确定安全隐患等级，形成设备设施安全隐患排查标准（如表1国网徐州供电公司断路器设备设施安全隐患排查标准）。

表1 国网徐州供电公司断路器设备设施安全隐患排查标准

3.2 基于FMEA思路及方法开发的设备设施隐患排查标准与国网开发标准对比

基于FMEA思路及方法开发的安全隐患排查标准与国网公司、省公司的安全隐患排查标准整体比较，我们的特点及优势有：我们开发的安全隐患排查标准可以涉及到运行中的每一个设备设施，能够分析到具体的设备部件，比国网公司、省公司的安全隐患排查标准更加全面、系统。

涉及同一内容时：

①我们开发的安全隐患排查标准能够分析到每个设备部件违反标准产生的风险，有完整的事故因果连锁理论，能够具体分析到可能导致的人身伤害、健康损坏、财产损失及电网停电等；

②排查内容、标准更加具体量化，方便现场使用；

③能够分析到进行安全排查的具体排查方法，可以快速有效的进行安全隐患排查；

④确定了隐患排查的频次；

⑤从立即治理、尽可能立即治理、可暂缓治理三个层面确定隐患治理要求。

3.3 国网总公司级、江苏省公司级设备设施安全隐患排查标准开发

基于FMEA思路及方法开发的设备设施隐患排查标准并结合国网下发的《系统运行安全隐患排查清单》和《设备设施安全隐患排查清单》中提及的重大、较大的安全隐患，以及综合考虑隐患发生时的后果严重度开发国网总公司级安全隐患排查标准（如表2国家电网公司设备设施安全隐患排查标准）。

表2 国家电网公司设备设施安全隐患排查标准

基于FMEA思路及方法开发的设备设施隐患排查标准并结合江苏省公司下发的《系统运行安全隐患排查清单》和《设备设施安全隐患排查清单》中提及的重大、较大及一般的安全隐患，以及供电企业设备设施在运行使用过程中可能经常出现或难以治理的安全隐患，并且需要综合考虑隐患发生时的后果严重度开发江苏省公司级安全隐患排查标准（如表3国网江苏省公司设备设施安全隐患排查标准）。

表3 国网江苏省公司设备设施安全隐患排查标准

3.4 信息化系统介入

在完成设备设施安全隐患排查标准开发基础上，通过与公司调研，了解公司关于管控手段和知识库与信息化结合以后具体的功能需求，完成对信息系统各子系统所需要的数据和主要功能的汇总。使用信息化手段将安全隐患排查标准信息数据上传、导入，同时要求信息化系统有以下功能：

①安全隐患排查标准信息数据的查询、导出；

②安全隐患排查标准信息数据的变更管理（如图2安全隐患排查信息化系统总体架构设计）。

图2 安全隐患排查信息化系统总体架构设计

4 结语

通过开发及应用供电企业设备设施安全隐患排查治理标准能够有效防止安全事故发生，树立国家电网有限公司企业良好社会责任形象，促进企业发展。能够防止和减少事故经济损失，带动和提升企业整体管理水平，提高企业工作效率，安全合规发展，防止和减少安全事故发生，提高公司管理水平。