基于物元模型的地下变电站安全风险评价.doc

基于物元模型的地下变电站安全风险评价体系研究摘要：本文通过对当今地下变电站工程安全风险现状的分析，高度概括了地下变电站所面临的诸多安全隐患，提出了构建以物元模型基础的地下变电站安全风险评价体系。首先我们概括了地下变电站工程的定义，分析了地下变电站工程项目的特点。其次我们分析了国内外地下变电站工程的现状以及地下变电站发生的安全事故，了解了地下变电站工程安全风识别的原则、方法、基本流程。再次，我们学习了物元理论基本原理，确定了地下变电站工程安全风险等级的物元集合以及评价地下变电站工程关于各风险等级的关联度，进一步将物元理论应用到地下变电站安全隐患的分析以及风险等级量化之中，提出了构建基于物元模型基础上的地下变电站工程安全风险评价指标体系的设想。接下来我们进行了地下变电站工程物元模型的应用实例分析，运用物元理论，建立了该地下变电站安全评价的物元模型，这个模型以定量数值表示道路交通安全状况属于某等级的程度大小，并且提出了地下变电站工程安全风险应对策略措施。通过对基于物元模型的地下变电站安全风险评价体系课题的深入研究，能过提高地下变电站的安全性能，为企业和政府提供了一种解决了问题的捷径，同时也为政府、行业在制定法规与行业准则是提供了依据。关键词：地下变电站；物元模型；安全风险评价Safety risk assessment research for underground substation based on matter-element modelAbstract: This article through to the underground substation project safety risk the analysis of the present situation in the highly generalization underground substation of facing many potential safety problems, put forward the construction to the matter-element model of underground substation based security risk evaluation system.First we summarized the definition of underground substation project, this paper analyzes the characteristics of the engineering project underground substation. Next we analyzed the present situation of domestic and foreign underground substation project and the safety accidents happened underground substation, understanding of theunderground substation project safety wind identification of the principles, methods, basic process. Again, we study the basic principle of the matter-element theory, determined the underground substation project safety risk levels of matter-element collections and underground substation project evaluation about the risk rank correlation, further the matter-element theory is applied to the analysis of the underground substation security hidden danger and risk level of quantification, put forward the construction based on the matter-element model on the basis of the underground substation project safety risk evaluation index system of ideas. Next we conducted an underground substation project matter-element model using the example analysis, using matter-element theory, establish the underground substation safety assessment of the matter-element model, this model to quantitative numerical said road traffic safety conditions on the level of the belongs to a degree size, and put forward the underground substation project safety risk strategy measures. Through the safety risk assessment research for underground substation based on matter element model of subject research, can improve the safety performance of the underground substation, for the enterprise and the government provides the solution to the problem, but also for the government, the industry in regulations and industry rules is to provide the basis. Keywords: Underground substation ； Matter-element model ；Safety risk assessment绪论随着城市规模的不断扩大和城市经济的不断向前发展，必然引起城市用电负荷迅猛增长，之前的变电站布点已经不能满足城市用电负荷的需求，再加之城市土地资源的稀缺性，这两点要求我们投入更多的资金建设更高密度的地下变电站以满足城市用电的需求，地下变电站的大面积建设意味着我们将面临地下变电站安全风险的严峻的考验。据统计，2015年全社会用电量将达6.3万亿千瓦时，最大负荷将至10.1亿千瓦，“十二五”期间年均增长率分别为8.6%和8.9%，今后20年，我国电力需求将持续增长，新增电量将达6.2万亿千瓦时，新增负荷将达10.7亿千瓦。十二五期间国家电网计划建设连接中国大型能源基地和主要负荷中心、“三纵三横”结构的特高压骨干网站，打造高度智能化的输配电网络，建设110千伏及以上智能变电站6100座。从实际情况来看，我国的地下变电站工程安全风险评价的认识与西方国家相比经验不足，在行业规范和标准方面还有一定的差距，需要进一步改善和提高。在地下变电站安全风险评价上，企业仍然面临诸多的难题。在地下变电站大量建设时期，我们应该科学的分析和总结地下变电站的安全风险评价现状，将理论与实践相结合建立一套完善的地下变电站安全风险评价体系，进一步推动社会主义新秩序的完善发展。做好地下变电站安全风险评价的工作，可以有效加强和完善地下变电站安全风险评价体系建设，有利于地下变电站项目参与单位为社会大众提供优质的电力服务，也是符合我国社会主义所倡导的可持续发展的基本原则。地下变电站安全风险评价体系是保障人民生命和财产的重要环节，我们应该应进一步加强安全管理，进一步提高设施安全、设备现代化，进一步加大安全监管力度，更好地维护和完善社会主义市场新秩序。本文试图建立，以物元模型为基础的地下变电站安全风险评价体系，从而能够为企业和政府建设地下变电站工程提供一条减少人员和财产损失的新思路。1. 地下变电站工程地下变电站是电力系统的一部分，其功能是变换电压等级、汇集配送电能，这个系统主要包括线路开关设备、母线、变压器、建筑物及电力系统安全和控制所需的设施，地下变电站是将高压配电装置、主变压器和主控制室等主要设施布置在地下，这是与一般的地上变电站不同的。21世纪以来国民经济水平高速增长的背景下，城市规模的不断扩大，许多大城市正在进行跨越式的经济大发展和更多的基础工程建设，城区尤其是中心城区，地下变电站的建设也面临诸多新的变化。1)随着城市用电负荷的迅猛增涨，更由于负荷密度的加速增长，过去的变电站布局已经不能满足当今城区用电负荷需求，这将意味着需要建设更多的站点覆盖各供电区域。2)城市土地资源的日趋稀缺以及变电站选址工作难度逐年递增，这导致即使有可用地块，但是往往也会常常因为面积非常小或者不规整，而进一步增大建设的难度。3)由于城区土地资源越来越稀缺，地下变电站选址也面临着拆迁等工作，然而拆迁成本很高，进一步加大了拆迁的难度，选址代价可能远远高于建设变电站本体，导致变电站的造价进一步上升。4)地下变电站选址一般在中心城区，这是因为用电负荷主要集中在中心城区，但是中心城区往往为繁华的商业用地，商业价值明显，在土地资源非常有限和宝贵的情况下，仅仅开发建造1座几层的地下变电站，土地资源就不能发挥它的最大机会成本，就会产生极大的浪费，所以这就需要我们综合去衡量利与弊，从而做出正确的选择。5)中心城区地下变电站对防爆、防火、防噪声以及与周围环境相适应的要求特别高。由于外部条件的时刻变化，即使是现在运行的地下变电站也不能完全满足综合性的要求，因此对变电站进行设计时，就需要全面衡量各个方面，借鉴国内外大城市建设地下变电站的先进经验。在地下建设变电站，地面上可做其他工程项目开发，这样就可以充分利用土地资源，成为目前解决问题的现实方案。1.1地下变电站工程的特点地下变电站的这些特点决定了其安全风险（1）地下变电站工程的特殊性，室内机构设计复杂，导致方位辨认困难大。地下变电站由进出口、洞室和通道等部分组成，与外面连接的通道少且面积狭小，洞室按照不同的安装设备大小进行分室，且每层的洞室较多，大型机械设备进入室内有一定的困难。（2）地下变电站空间多封闭，很难拥有良好的自然采光和通风，这就需要空调和照明等辅助系统，这些系统运行的情况影响着电气设备能否安全运行以及室内工作人员的健康与安全。（3）无油化设备应用多。地下变电站大量采用无油化设备，目的是为了简化消防系统，减少火灾的风险，减少易燃、易爆危险源。1.2国内外地下变电站工程现状国内，到现在为止，地下变电站工程主要集中在发达的大城市比如，北京、上海，广东，北京1969年东城35 kV战备用地下变电站建成投运，1989年国贸110 kv地下变电站投运，从1996年开始，新东安、神路街、广安门、白家庄、航华、苏州街等18座110 kV地下变电站相继建成投运，相继建立了位于王府井东方广场地下的王府井220 kv变电站。此后，西大望半地下变电站、朝阳门全地下变电站相继建成投运。根据调查资料，除上述省市外，国内有许多城市正在建设全地下或半地下变电站，如呼和浩特、天津等。国外，日本先后在雨龙、水上、须田贝、今市等地建起了二十几座地下变电站，在新宿、九段等地区建设了十几座地下变电站，收到了良好的经济效益。现在欧洲、美国等国家也建立了多处地下原子能变电站，地下变电站的建设正在对电网的完善起着重要的作用。1.2.1国内外地下变电站主要布置类型（1）全部在地下的变电站形式所谓的全部地下变电站形式是指主要设备集中在地下安置，例如，主变压器以及全部电气设备内置在地下，通风口以及人员出入通道主要安置在地上，以及有可能布置于地上的大型主变压器的冷却设备或者主控制室等。全地下变电站由主要分为两种，一种是独立的，一种是与其他建筑辅助的，由于全地下变电站地下建筑较深，与半地下形式相比，从设计、建设的难度加大，运行维护条件困难，但是对外部条件响应较好。从地下变电站历史运行的情况来看，全地下变电站的综合效果特别是社会效应更理想，所以近几年来主要建设全地下形式。（2）部分在地下的变电站形式半地下变电站顾名思义是指以地下建筑为主，部分建筑在地上，部门建筑在地下，主变压器或者其他主要电气设备部分布置在地下建筑内。北京和上海均有一定数量半地下站，由于主变压器布置于地面，这就有利于通风、消防两大难题的处理，而且有利于主设备的运行巡视和检修；由于地下建筑的深度降低，地基在设计和施工过程中的难度也有所降低，降低了建设成本。1.2.2国内外地下变电站的设计、建设难点（1）基坑防护全地下变电站的基坑开挖深度在地下15米左右，基坑护壁困难大，基坑支护非常重要，关系到整个工程的安危，为保证基础工程各项工序顺利进行，施工前应该进行单独降水设计，我们根据工程特点可以采用多种降水的方法。基坑的边坡的土体主要是粉质粘土、人工填土、砂土层、粉土及卵石层，抗压强度高但是抗剪强度不高，很有可能出现危险，是深基坑开挖的不稳定的重要因素，因此基坑开挖时必须采取适当的基坑支护措施，以保证施工人员、设备以及基坑四周已完成工程的安全。在施工过程中还要时刻注意基坑变形监测工作，以及时的判断是否要增加钢筋用量来控制基坑形状，保证基坑的安全。另外还要特别注意施工前应联合有关机构对周边房屋的现状进行调查取证，做好证据保全工作，以应对法律风险。（2）抗浮锚杆处理四川地处南方，局部地区地下水位常年在7米以上，在周围进行降水处理后，正常最高潜水位为地下2米，但是地下变电站要在地下10米以下，这就导致主体结构基础位于地下水位以下，长期承受水的浮力，必须采取措施平衡地下变电站所承受的巨大浮力。我们常用的方法有是结构进行抗浮稳定计算，适当加大结构截面尺寸，这样可以加大结构自身重力或者加大外围护墙厚度、加大筏板厚度等来抵抗浮力；我们需要根据现场的具体情况应用恰当的方法。（3）抗渗、防潮及防洪遵循“防水、排水、截水、堵水相结合的基本原则，是地下变电站设计的基本规范，变电站防水等级为一级，我们要充分体现刚柔相济，因地制宜，综合治理的原则处理好抗渗、防潮及防洪。地下外墙应该采用外包防水和自防水相结合的方法，并在施工过程中采取抗渗、防潮的特殊的方法和防水材料达到预期的效果。地下变电站与管线通道的连接处是防水防潮的重点部位，同时应特别注意变电站排水方式的处理，处理好变电站外管沟底部与变电站的孔洞高差，做好管沟穿越变电站处的封堵工作，将防水和封堵相结合，防止水从此处进入变电站。（4）采暖、通风、空气调节地下变电站由于地下室内空间条件有限制，自然通风困难，主要采用自然进风、机械排风的通风方法，排风由设置在各设备间的低噪音风机机械排出。通过热力学计算来确定每个配电装置的通风量。由于地下变电站产生的气体无法自然排出，发生火灾时面临着疏散面临困难，这就需要保证设备正常，及时进行排风维护和保证疏散通道安全。地下变电站通风条件差，需要根据人员数量及设备发热情况进行通风补充新风，保证室内环境满足人员活动和设备运行的要求。此外，主控制室须就地布置冷暖空调机，夏季供冷风，冬季供热风，以保证机械设备正常运行。 （5）运输设备设备的吊装方式对建设期设备的安装及后期的运行检修非常重要，应结合变电站周围环境的具体情况来做好临时方案。地下变电站应该分别设置不同大小的吊装口。小吊装设置在变电站主入口处，供常规检修使用，大吊装口主要负责变压器等大型设备吊装使用，吊装口也可以与进风口合并。吊装口处应具备大型运输设备起重车辆的工作条件，有条件时最好布置在主要运输通道旁。（6）防火按照国家消防技术标准、电力行业消防规范以及变电站内保护区的特点，为早期发现火情和扑灭火灾，应该设置安装自动报警系统，并进行灭火器材、消火栓灭火的人员培训。对于主变压器，需根据其型式，经过详细的技术经济方案的对比，慎重选择安全可靠的经济的方案。结合全站通风的情况设置消防排烟系统。消防电源应该采用从变电站站用配电盘消防专用接口。（7）排水系统给水从市政给水管道引入，应该满足技术参数的要求，使供水安全性和可靠性得到有效的保障。由于地下变电站出现洪水险情时，地下设备房间容易积水，因此如何将积水及时排除到站外是非常重要的。为了排除事故积水，地下室下层标高层建设事故排水集水坑，同时配置两台潜水泵。平时两台潜水泵轮流启动，防止水泵长时间闲置而生锈，不能正常启动。对选用油浸式变压器的变电站，主变压器有火情时，消防废水和主变压器油汇集在油池内，经过油池的油水分离后，主变压器内的油留在油池内，便于回收。消防废水排入废水池内，经污水提升泵排入站外市政污水管网。室内消火栓系统可以采用消防泵房加压供水。各层均设置消火栓，按要求设置消火栓间距，保证两个灭火水龙能够到达同着火点。室内消火栓给水管采用环状给水管网，并在环状管网上设置水泵接合器一座，这样可以保证消火栓系统供水安全。1.3国外地下变电站安全事故2009年1月，长沙市区中心地段，某工程队作业钻断了附近地下变电站的一条电缆发生爆炸，使得数十万民居及部分企事业单位停电。这起惊人的停电事故带来了巨大损失，让人们又一次开始关注地下变电站的安全问题。北京时间2011年3月11日13时46分，日本发生9.0 级地震并引发高达10米的强烈海啸，导致东京电力公司下属的福岛核电站一二三号运行机组紧急停运，反应堆控制棒插入，机组进入次临界的停堆状态。在后续的事故过程当中，因地震的原因，导致其失去场外交流电源，紧接着因海啸的原因导致其内部应急交流电源（柴油发电机组）失效，从而导致反应堆冷却系统的功能全部丧失并引发事故。2. 地下变电站工程安全风险识别地下变电站工程安全风险识别是指在地下变电站安全风险事故发生之前，人们运用各种手段，系统的、连续的认识所正在面临的各种安全风险以及分析安全风险事故发生的潜在原因，安全风险识别是风险管理的第一步,也是风险管理的基础，只有在正确识别出自身所面临的风险的基础上,人们才能够主动选择适当有效的方法进行的处理.2.1地下变电站工程安全风险的识别原则（1）全面概括基本原则要对风险进行识别，就该整体地了解各种安全风险事件存在和会发生的概率，以及危害的严重程度，以及安全风险因素的出现而导致其他问题。危害发生的概率及其后果的严重性，直接影响人们对危害的认识，最终决定安全风险指标的选择。因此，必须全面概括地了解各种风险的存在和发生及其将引起的损失后果的详细情况，以便及时而清楚地为决策者提供比较完备的决策信息（2）系统考察基本原则我们面临的安全风险是一个复杂的系统，其中包括不同性质、不同类型、不同危害程度的各种风险。由于这样系统的存在，使得单一的独立的分析方法不可能对全部风险奏效，因此，必须综合使用多种分析方法，我们将安全风险划分三大类:一是直接危害。直接损失顾名思义就是直接因素产生的后果，而不是间接由其他因素引起的，识别直接财产损失的方法很多，拿生产企业来说，比如清点公司财务、查看银行借贷对账单等。二是间接危害。它是指部门遭受到损失之后，在修复前而影响公司生产增值和获取利润所造成的经济损失，间接损失有时候要大于直接损失。间接损失可以用投人产出、 分解分析等方法来识别。（3）实事求是基本原则安全风险识别的目标就是为安全风险管理提供前提和安全风险决策者提供依据，以保证企业和个人以尽可能小的支出来获得最大的安全风险保障，减少不必要的风险损失。例如，在经费限制的条件下，企业必须根据现实情行和自身的财务承受能力，来选择效果最好、费用最低的识别方法。企业或个人在 安全风险识别和衡量的同时，应将该项活动所引起的成本列人财务报表，作综合的考察分析，以保证用较小的支出，来换取较大的收益。（4）科学分析基本原则对安全风险进行识别的过程，就是对企业的经营状况以及目前所处的市场环境核算的具体过程。安全风险的识别与衡量都要用数学理论作为分析工具，在普遍估计的基础上，进行统计和计算，以得出比较科学合理的分析结果。（5）系统化基本原则为了保证开始分析的准确性，就应该进行全面系统的实地的调查分析，将风险进行综合归类，阐述其性质、类型及后果。如果没有科学系统的方法来识别和衡量，就不可能对安全风险有一个总体的综合认识，就难以确定哪种安全风险是可能发生的，也难以合理地选择控制和处置的方法。国内危险品物流管理现状2.2地下变电站工程安全风险的识别方法（1）现场调查法现场调查法也是一种常用的识别风险的方法。现场调查法是安全风险管理人员亲临现场，通过直接观察风险管理单位的设备、操作和流程等，了解风险管理单位的投资活动，调查其中存在的风险隐患，并出具调查报告书。我们可以到地下变电站现场来进行安全风险调查，经过现场实地的考察，得出科学的结论。（2）事故树分析法事故树分析法起源于故障树分析法（Fault Tree Analysis，简称FTA），是从要分析的特定事故或故障（顶上事件）开始，层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因（底事件）为止。这些底事件又称为基本事件，它们的数据已知或者已经有统计或实验的结果。我们将事故树分析法应用于地下变电站安全风险，用这种方法可以安全风险故进行层层分析，直到找到风险发生的原因。（3）头脑风暴法头脑风暴法又称智力激励法、BS法、自由思考法，是由美国创造学家AF奥斯本于1939年首次提出、1953年正式发表的一种激发性思维的方法，这个方法要求参与者尽可能的解放思维，自由的思考，不用顾及自己的说法是否离经叛道或者荒唐可笑，它的目的在于是参与者产生新观念或激发创新设想。我们将头脑风暴法应用于地下变电站安全风险评价的讨论，这样有利于决策者产生更多的产新思维。（4）德尔菲法德尔菲法是采用背对背的通信方式征询专家小组成员的预测意见，经过几轮征询，使专家小组的预测意见趋于集中，最后做出符合市场未来发展趋势的预测结论。我们利用德尔菲法针对变电站安全风险向专家进行调查分析，采用向不同的专家寻求意见，并且采用匿名发表意见的方式，即团队成员之间不得互相讨论，不发生横向联系，只能与调查人员发生关系，以反覆的填写问卷，以集结问卷填写人的共识及搜集各方意见，可用来构造团队沟通流程，应对复杂任务难题的管理技术。2.3地下变电站工程安全风险识别流程地下变电站安全风险流程是将风险主体按照其工作流程以及各个环节之间的内在逻辑联系绘成流程图，并针对流程中的关键环节和薄弱环节调查风险、识别风险的方法。 地下变电站安全风险 环境污染 电网安全 人身安全 水浸危害 辅助设备系统设备可靠性地下结构施工质量防洪设施可靠性SF6气体泄漏火灾有害气体排放故障概率修复能力停电影响触电机械伤害坍塌图1 地下变电站安全风险识别3地下变电站工程安全风险评价指标体系的构建3.1地下变电站工程安全风险评价指标体系设计地下变电站安全管理涉及人员、设备、环境、电网、水浸等方面，是一个包括人员安全管理控制、环境管理、设备故障处理机制、电网正常运行控制以及渗水安全控制等工作内容的综合系统。此外，地下变电站人员安全制度、设备安全综合规划、环境保护机制、设备故障及时处理制度、电网安全保障管理以及抵御水浸措施是解决地下变电站安全问题必不可少的重要内容。因此，地下变电站安全综合评价体系具有多层次结构，必须采取多目标原则的思路来构建。在这些众多因素中，有些因素之间可能存在较大的相关性，或者至少在目前情况下难以获取有些指标的数据。见表2表2 地下变电站工程安全风险评价指标体系设计评价体系评价指标权重评价等级一二三四五人身安全触电0.05451-23-1415-3940-9899-100机械伤害0.03641-23-1415-3940-9899-100坍塌0.01821-23-1415-3940-9899-100火灾0.14541-23-1415-3940-9899-100SF6气体泄漏0.12731-23-1415-3940-9899-100环境污染有害气体排放0.09091-22-45-67-99-10辅助设备系统设备可靠性0.0545100-9089-7574-5049-2524-0电网安全故障概率0.07270.0-0.30.3-0.60.6-0.80.8-0.90.9-1.0修复能力0.10911.0-0.90.9-0.80.8-0.60.6-0.30.3-0.0停电影响0.10910.0-0.30.3-0.60.6-0.80.8-0.90.9-1.0水浸危害防洪设施可靠性0.0727100-9089-7574-5049-2524-0地下结构施工质量0.1091100-9089-8079-6059-5049-03.2地下变电站安全风险等级量化从已经确定的地下变电站安全评价各分项指标的等级标准，根据实际情况判断地下变电站安全的综合状况，我们可以归结为一个识别问题，从而利用物元理论分析方法建立地下变电站多指标性能参数的地下变电站安全评价模型。可把地下变电站安全分成一、二、三、四、五共5个等级，并总结出各等级的标准数据范围。将待评价的地下变电站各项实际指标代入各等级的集合中进行多指标评定。评定结果按它与某个等级集合的关联度大小进行比较，关联度越大，它与某等级集合的符合程度就愈佳。 4地下变电站工程安全风险物元模型的建立4.1物元理论概述物元理论是利用物元模型解决实际问题，既可以利用物元可拓性的物元方法，又可以采用可拓集合理论，通过关联函数进行定量计算 。关于物元理论的运用，可以设N为给定事物的名称，它关于特征C的量值为V，以有序三元：R=N,V,C组作为描述事物的基本元，简称物元。一个事物有多个特征，如果事物N有n个特征C1 ，C2 ，C3，,Cn和相应量值 V1，V2 ，V3 ，,Vn 和描述，则表述为 R= （4-1） 式中：N 为n维物元，简记为R=N，V，C物元方法为解决根据事物关于特征的量值集合程度的识别问题提供了一种新途径。物元中可拓集合的思想与识别问题是一致的，描述可拓集合的关联函数则使识别方法更加精细化。因而，可以建立一套识别既是而非的以及可变性事物的方法。4.2确定地下变电站工程安全风险等级的物元集合（1）确定经典域Rj=（Nj ,Ci,Xji）= （4-2）式中：Nj 为所划分的j个评价指标等级，j=1，2， ,m；ci为等级的特征，即分项指标，i=1，2， ，n ；区间Xji=( ajn ,bjn )为Nj关于Cj所规定的量值范围，即地下变电站安全等级关于对应指标所取的数据范围。（2）确定节域Rj=（Nj ,Ci,Xji）= (4-3） 式中：Np 为评价指标等级的全体；区间Xpi =( apn , bpn)为Np 关于Ci所取的量值范围，称为节域，显然有XjiXpi （3）确定待评物元对待评价的地下变电站，把所有分析得到的各分项指标值用物元表示，称为待评物元。Rp=( Np,Ci, Xpi)= (4-4)式中：No为待评价的地下变电站；X0i为N0关于Ci所取的量值，即待评价道路的实际指标值。4.3确定待评价地下变电站工程关于各风险等级的关联度（1）距的计算点xo与有限实区间 X=(a,b)的距为 =（x0，X）=x0(a+b)/2-0.5(b-a)= （4-5） 采用距的概念可以较好地解决没有考虑实际数据落在等级标准区间中何处位置的问题。（2）关联函数K(X)的计算根据距计算关联函数值 Kj(Xi)= （4-6） 其意义为待评价道路在第i个分项状况上属于j等级的程度。对于每个分项状况指标Ci，若其权数位为ai 则令Kj(N0)= （4-7） 式中：Kj(N0)为待评价高速公路关于路况等级j的关联度。4.4地下变电站工程安全风险的综合评定若Kj0(N0)=MaxKj(N0)，j0(1，2， ，m)，贝判定N0属于等级j0。直接利用已制定出的各分项安全等级标准，以Ki(xi)为基础，采用关联度进行等级识别，克服了不同指标值域换算不足。此外，关联度的大小还反映出地下变电站的安全状况符合某等级标准的程度；数值越大，符合程度就越高；如果对于一切Jo ，Ki(xi)0，表示地下变电站安全已不在所划分的一、二、三、四、五等级之内，应当重新加以识别。5地下变电站工程物元模型的应用实例分析5.1 工程背景利用北京某地下变电站安全状况数据表3，利用表2所示的等级评价标准，计算各指标等级的关联度，并进行物元模型应用分析，评价结果见表4所示。表3 为北京某地下变电站安全评价实例评价体系评价指标权重实际得分评价等级一二三四五人身安全触电0.054521-23-1415-3940-9899-100机械伤害0.036411-23-1415-3940-9899-100坍塌0.018211-23-1415-3940-9899-100火灾0.1454101-23-1415-3940-9899-100SF6气体泄漏0.1273201-23-1415-3940-9899-100环境污染有害气体排放0.09092.51-22-45-67-99-10辅助设备系统设备可靠性0.054585100-9089-7574-5049-2524-0电网安全故障概率0.07270.70.0-0.30.3-0.60.6-0.80.8-0.90.9-1.0修复能力0.10910.71.0-0.90.9-0.80.8-0.60.6-0.30.3-0.0停电影响0.10910.80.0-0.30.3-0.60.6-0.80.8-0.90.9-1.0水浸危害防洪设施可靠性0.072780100-9089-7574-5049-2524-0地下结构施工质量0.109170100-9089-8079-6059-5049-05.2计算步骤（详细步骤）每一个关联度计算：都要按照公式（4 -1）进行第一部检验，对xo与a+b/2 进行大小判断，算出=（xo，X）和(x0i, Xpi )的数值，然后再利用公式（4 -2）判断x0i是否属于Xji ，来选择公式 （4 -2）里面的公式，最后计算出每个评价指标的关联度，最后用加权公式（ 4-3 ）计算出地下变电站安全风险综合评价各个等级的数值表4地下变电站安全风险综合评价指标评价体系评价指标权重实际指标值关联度等级一等级二等级三等级四等级五人身安全触电0.054520-0.5-0.929-0.974-0.900机械伤害0.036410-1-1-1-1坍塌0.018210-1-1-1-1火灾0.145410-0.4710.800-0.455-0.769-0.908SF6气体泄漏0.127320-0.486-0.2400.208-0.523-0.806环境污染有害气体排放0.09092.5-0.2500.250-0.625-0.75-0.813辅助设备系统设备可靠性0.054585-0.5000.364-0.423-0.706-0.803电网安全故障概率0.07270.7-0.517-0.2500.500-0.250-0.400修复能力0.10910.7-0.400-0.2500.500-0.25-0.4停电影响0.10910.8-0.714-0.50000-0.333水浸危害防洪设施可靠性0.072780-0.3330.3570.231-0.601-0.737地下结构施工质量0.109170-0.400-0.250.474-0.268-0.412地下变电站安全风险综合评价-0.407-0.055-0.066-0.354-0.6645.3计算结果分析按照物元模型评定准则，由于 (No)=MaxK(No)，Jo(1，2， ，m)，故判定该地下变电站安全综合评价等级为二级。6地下变电站工程安全风险应对策略措施6.1风险因素分析人身安全风险分析地下变电站内部结构复杂，连接外部空间的通道少，自然通风严重不良，需要辅助机械通风系统，在地下变电站从事电力生产活动时，不仅仅要面临着常规土建工程所遇到的建筑施工五大害，坍塌、机械损害、触电、高空坠落、物体打击等危险外，还有其他一些危险因素。（1）火灾对人员安全的影响与地上建筑相比，地下空间更具有危险性：由于地下空间封闭性大，造成烟雾不易散出；毒气浓重，更加容易造成人员在疏散过程中晕倒；人员逃生、疏散困难；火灾扑救难度大。一旦地下变电站发生火灾，可能出现以下几种情况：a)参观者以及新上岗工作人员，对地下变电站建筑空间结构不熟悉，在辨认方向会出现困难，从而引起心理上的紧张与慌乱，容易造成疏散、逃生延误。b)人员在逃生时，往往依赖事故照明、逃生标识指引等，但是由于地下变电站空间的封闭性，火灾造成烟雾更加浓，逃生标志不明显，造成逃生困难。c)当变电站人员过多，发生危限情况时，如果缺乏消防安全知识和自我保护能力，再加上地下空间有限，容易发生因为急于逃生互相拥挤和踩踏而造成人身伤害的事故。（2）SF6气体泄漏对人员安全的影响地下变电站会大量使用SF6电气设备。SF6在常态下是一种无色、无味、无毒的非燃烧性的惰性气体，在相同的状态下密度约为空气的5倍。SF6气体在电弧、火花放电和电晕的情况下，能分解和游离多种产物，电气设备内的SF6气体与分解物和绝缘材料结合会生成一些有毒产物。由于地下变电站的空间狭小，自然通风不良，如发生气体泄漏事故或报警系统、通风系统失灵的故障，则会对直接接触SF6气体的人员身体健康带来不利的影响，轻则恶心、呕吐，重则导致肌肉损伤，甚至死亡 。环境遭到破坏的风险地下变电站内部的气体是通过机械通风系统排到大气中的，大部分是集中排放。地下变电站的地上部分一般用作广场或其他建筑使用，人员密度比较大。SF6是温室气体之一，火灾也会产生大量有毒气体。如变电站发生火灾或设备发生SF6气体泄漏，而SF6气体及其分解物回收、再处理不当时，排出外部的气体会给大气环境造成一定的破坏，产生不良的环境影响。设备遭到损坏的风险地下变电站内部环境的温度控制是通过冷却系统和通风系统等辅助系统来实现的，以符合机械设备运行环境的要求。当冷却系统和通风系统出现故障时，地下空间温度将不适应设备运行环境的温度要求，对设备的安全运行产生影响。电网稳定安全风险由于地下变电站结构复杂，大型机械不容易进入，只能通过预留的吊装口进入，因此，当设备发生故障需要进行维修时，由于设备在内部的搬运、安装和维护等都有一定的难度，因而延长了故障处的时间，从而延长了电网恢复正常运行的时间，对电网的安全稳定运行将产生影响。水浸风险地下变电站处于地下，发生洪水时或者防洪措施不当时，雨水将会进入变电站，造成水淹事件，损害设备。受地下水和施工质量的影响，地下建筑常见有沉降缝渗漏水、施工缝漏水、对拉螺栓渗水和固定架渗漏水等现象，当防水工程的质量存在缺陷时，地下水会渗入变电站，如不及时进行排泄或排泄系统发生故障，积累的渗水将会对室内环境构成威胁。6.2 对策措施6.2.1地下变电站运行的准备阶段地下变电站的主体工程和安全设施必须遵守同时设计、施工、投入生产和使用的“三同时”重要原则，地下变电站在投运前要做好与运行环境相协调的人员、设施、器材等工作。运行环境和运行方式的在线监测对地下变电站安全运行非常重要，值班室要有专业人员值班，并且及时处理信号。安装SF6电气设备的洞室的低位区应该配有，SF6气体净化回收装置，同时还要配置SF6泄漏报警仪。通风、空调系统的运行状况应具有在线监控功能。消防系统应配备充足数量、合适的灭火器材、防毒面具和呼吸器。并且及时检查消防设施。发生紧急情况时，标识以及照明是人员快速逃离危险场所的必需条件。逃生路线必须配置有高亮度的照明并且有清晰的标识以保障逃生需要。标识应选用发光材料制作以保证标志灯的图形和文字有足够的亮度。在地下空间环境中，由于环境具有封闭性，没有窗户提供日光，因此遇到大面积停电时，提供应急灯光就变得尤为重要。应急照明灯安装数量要充足，布点要合理，应急转换要可靠，应急持续工作时间要达到标准。建筑模型是非常重要的，要使模型设计给参观者直接的视觉效果，这能给参观人员对相关人员迅速掌握地下电站的布局起到重要的作用。地下变电站的首层必须设有变电站整体建筑模型，每层入口处要放置本层的平面布置图或者立体模型，每个洞室应挂有位置指示图和逃生示意图。地下变电站的运行人员长期处于地下环境中，面临的安全风险高，同时他们也担负着对外来人员普及应急知识的重要工作，是保护外来人员在站内活动安全的重要人员。地下变电站的运行人员必须经过相关的上岗前培训，尤其要经过有关的逃生培训，树立逃生意识，掌握逃生技能，提高在突发事故中自救互救的能力。地下变电站辅助设施的维护必须做到专业化，以提高设备维护的能力和质量，同时维护辅助系统的专业队伍要熟悉站内环境，并经过相关的应急培训。6.2.2编写预防方案完善的应急预案有助于在突发事故发生时做出及时的应急响应，降低事故的危害程度。预案的制定和演练是处理好事故的前提，定期进行演习，有助于提高人员对地下变电站风险的认识和防范意识。地下变电站的现场应急预案应与本单位的综合、专项应急预案相衔接，对现场具体救援活动应具有指导性、可操作性、针对性。应急预案编制应充分考虑火灾事故、人身事故、环境污染、渗水、设备事故、辅助设备失灵等情况，建立专项预案或预案中包括相关的应急内容。6.2.3应急物资储备由于地下变电站空间狭小，地下的设备故障处理和日常维护方便性降低。应急资源应该充足，以保证设备及时恢复正常。除了关键的设备应配置相应的备品备件外，辅助系统有利于维护设备运行环境，是保障地下变电站重要设备正常运行的关键，也应配备相应的备品备件。大型设备进出地下变电站需要依靠吊装机械、设备，必要时还需要社会救援的力量，因此，配备合适的设备、吊装机械和建立社会救援力量也是十分必需的。堵漏材料、应急药品、防洪物资和个体防护设备也是地下变电站的必配品。6.2.4应急管理我们应该将应急管理工作融人日常的运行管理的工作中，时刻提高人们的应急管理意识。应急资源和设备已有的也会随着时间的增长而发生变化，运行人员也应该不断积累应急知识，定期修编和改进应急预案，提高预案的适应性和先进性，并且定期演练。外来人员包括外来参观人员、外单位施工人员，由于对地下变电站工作环境不熟悉，属于高风险人