Пример

На рис.13 показаны электрическая схема системы и простое дерево отказов с завершающим событием "отказ двигателя".

Рис.12. Электрическая схема системы "сеть - электрическая лампочка" (а) и дерево (б) для случая первичных отказов: 1 - сеть; 2 - выключатель; 3 - электролампа; 4 - предохранитель

Рис.13. Электрическая схема системы "генератор -двигатель" (а) и дерево (б) для случая вторичных отказов: 1 - генератор; 2 - выключатель; 3 - электродвигатель; 4 - предохранитель

Конечное событие может быть вызвано тремя причинами: первичный отказ электродвигателя, вторичный отказ и ошибочная команда (инициированный отказ).

Первичный отказ - это отказ самого двигателя (характеристики которого соответствуют техническим условиям), возникающий в результате естественного старения. Дерево отображает такие первичные события, как отказ выключателя (отсутствие замыкания) К, неисправности внутренних цепей обмотки двигателя L, сети приемника питания М и предохранителя N.

Вторичные отказы возникают из-за причин, которые лежат за пределами, заданными техническими условиями, таких как:

- неправильное техническое обслуживание Х (например, некондиционная смазка подшипников электродвигателя);
- аномальные условия эксплуатации Y, это может быть переработка (например, выключатель остался включенным после предыдущего запуска, что вызвало перегрев обмотки электродвигателя, который, в свою очередь, привел к короткому замыканию или обрыву цепи);
- воздействие на условия работы параметров внешней окружающей среды Z (например, внешняя катастрофа: пожар, наводнение и т.п.).

Вторичные отказы изображаются прямоугольником как промежуточное событие.
Случай инициированных отказов. Подобные отказы возникают при правильном использовании элемента системы, но не в установленное время. Другими словами, инициированные отказы - это сбои операций координации событий на различных уровнях дерева неисправностей: от первичных отказов до завершающего события. Типичным примером является не приведение в действие оператором какого-либо устройства управления (рис.14).

Рис.14. Случай инициированного отказа: внесенная неисправность - "не поступает электроэнергия"
Множество деревьев. Для каждой системы возможны различные аварийные ситуации, для каждой из них строят дерево отказов. Впоследствии эти деревья могут быть и связаны. Аналогично, если одна система функционирует в различных режимах, то может понадобиться анализ деревьев отказов для каждого из режимов.

ДЕРЕВО СОБЫТИЙ - ДС

Дерево событий - алгоритм рассмотрения событий, исходящих от основного события (аварийной ситуации).
Дерево событий (ДС) используется для определения и анализа последовательности (вариантов) развития аварии, включающей сложные взаимодействия между техническими системами обеспечения безопасности. Вероятность каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения вероятности основного события на вероятность конечного события. При его построении используется прямая логика. Все значения P очень малы. Дерево не дает численных решений.

ПРИМЕР.

Допустим, путем выполнения ПАО было выявлено, что критической частью реактора, т.е. подсистемой, с которой начинается риск, является система охлаждения реактора; таким образом, анализ начинается с просмотра последовательности возможных событий с момента разрушения трубопровода холодильной установки, называемого инициирующим событием, вероятность которого равна PA (рис.15), т.е. авария начинается с разрушения (поломки) трубопровода - событие A. Далее анализируются возможные варианты развития событий (B, C, D и E), которые могут последовать за разрушением трубопровода. На рис.15 изображено дерево исходных событий, отображающее все возможные альтернативы. На первой ветви рассматривается состояние электрического питания. Если питание есть, следующей подвергается анализу аварийная система охлаждения активной зоны реактора (АСОР). Отказ АСОР приводит к расплавлению топлива и к различным, в зависимости от целостности конструкции, утечкам радиоактивных продуктов.

Рис.15. Дерево событий

Для анализа с использованием двоичной системы, в которой элементы либо выполняют свои функции, либо отказывают, число потенциальных отказов равно 2N-1, где N - число рассматриваемых элементов. На практике исходное дерево можно упростить с помощью инженерной логики и свести к более простому дереву, изображенному в нижней части рис.15. В первую очередь представляет интерес вопрос о наличии электрического питания. Вопрос заключается в том, какова вероятность PB отказа электропитания и какое действие этот отказ оказывает на другие системы защиты. Если нет электрического питания, фактически никакие действия, предусмотренные на случай аварии с использованием для охлаждения активной зоны реактора распылителей, не могут производиться. В результате упрощенное дерево событий не содержит выбора в случае отсутствия электрического питания, и может произойти большая утечка, вероятность которой равна PA(PB). В случае, если отказ в подаче электрической энергии зависит от поломки трубопровода системы охлаждения реактора, вероятность PB следует подсчитывать как условную вероятность для учета этой зависимости. Если электрическое питание имеется, следующие варианты при анализе зависят от состояния АСОР. Она может работать или не работать, и ее отказ с вероятностью PC1 ведет к последовательности событий, изображенной на рис.15. Следует обратить внимание на то, что по-прежнему имеются различные варианты развития аварии. Если система удаления радиоактивных материалов работоспособна, радиоактивные утечки меньше, чем в случае ее отказа. Конечно, отказ в общем случае ведет к последовательности событий с меньшей вероятностью, чем в случае работоспособности. Рассмотрев все варианты дерева, можно получить спектр возможных утечек и соответствующие вероятности для различных последовательностей развития аварии (рис.15). Верхняя линия дерева является основным вариантом аварии реактора. При данной последовательности предполагается, что трубопровод разрушается, а все системы обеспечения безопасности сохраняют работоспособность.

Рис. 16. Гистограмма вероятностей для различных величин утечек

Дата добавления: 2015-04-30