مدلسازی ریسک زیست محیطی فرآیند تعمیر و نگهداری پست‌های انتقال و فوق توزیع برق زنجان با استفاده از روش‌های نوین یکپارچگی FMEA و ETBA

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فن اوری و محیط زیست معدنی، دانشکده مهندسی معدن دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشکده محیطزیست، سازمان حفاظت محیط زیست، تهران، ایران

3 دانشکده محیط زیست، سازمان حفاظت محیط زیست، تهران، ایران

4 دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف: ارزیابی ریسک به‌ویژه در حوزه زیست‌محیطی ابزاری کلیدی برای شناسایی، کنترل و کاهش مخاطرات ناشی از فعالیت‌های انسانی و صنعتی است. این فرآیند با تحلیل جامع تهدیدهای موجود، امکان مدیریت نظام‌مند و پیشگیری از پیامدهای منفی را فراهم می‌کند.
با به‌کارگیری رویکردهای کاهش، حذف و جایگزینی، می‌توان ریسک‌های با شدت و احتمال بالا را شناسایی و به سطح پایین‌تری کاهش داد. این اقدامات به ایجاد تعادل میان فعالیت‌های انسانی و حفاظت از محیط‌زیست کمک کرده و از تخریب بیشتر اکوسیستم‌ها جلوگیری می‌کند.
ادغام ارزیابی ریسک زیست‌محیطی در مراحل مختلف برنامه‌ریزی و اجرای پروژه‌ها تضمین می‌کند که تهدیدها شناسایی و کنترل شده و تأثیرات منفی به حداقل ممکن برسد. این فرآیند نقش مهمی در ایجاد محیطی پایدار و مدیریت صحیح منابع دارد، که در نهایت به ارتقاء کیفیت زندگی و حفظ منابع طبیعی برای نسل‌های آینده منجر می‌شود.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش به بررسی مسائل محیط زیست در بخش فرآیند تعمیر و نگهداری پست‌های انتقال و فوق توزیع برق در استان زنجان در سال 1397، با استفاده از دو مدل؛ ارزیابی ریسک حالات شکست و تجزیه و تحلیل اثرات و ردیابی انرژی و تجزیه و تحلیل حفاظ‌ها پرداخته شده است. که در هر یک از مدل‌های مورد اشاره، تعداد 64 ریسک شناسایی شد.
نتایج و بحث: در نتیجه تلفیق این دو روش ریسک‌های محیط زیستی به طور کامل شناسایی شد. که از‏آن‏جمله می‌توان به ریسک تلفات انرژی، آسیب به پرندگان و حیوانات، پسماندهای ویژه اشاره نمود. در پایان برای کنترل و مدیریت ریسک پیشنهاداتی ارائه شد. که از‏آن‏جمله: محصور کردن تجهیزات با فنس، بستن وروی و خروجی کانال‌ها برای جلوگیری از ورود حیوانات به داخل کانال را می‌توان نام برد. نتایج این تحلیل شامل شناسایی انواع مختلف انرژی و نحوه رها شدن ناگهانی و غیرمنتظره آن‌ها، شناسایی انواع موانع و سیستم‌های کنترل انرژی، تعیین اهدافی که ممکن است تحت تأثیر آزادسازی ناخواسته انرژی قرار گیرند، محاسبه مقادیر ریسک مربوطه، ارزیابی عملکرد موانع و سیستم‌های کنترل انرژی، و ارائه توصیه‌هایی برای کاهش سطح ریسک و تعیین مقدار ریسک باقیمانده بود.
نتیجه گیری: این مطالعه با استفاده از دو روش FMEA و ETBA به ارزیابی جامع ریسک‌های زیست‌محیطی در فرآیند تعمیر و نگهداری پست‌های انتقال و فوق‌توزیع برق استان زنجان پرداخته شد با شناسایی و تحلیل 64 ریسک، نشان داده شد که سطوح شناسایی ریسک‌ها در هر دو روش مشابه است. از مهم‌ترین ریسک‌های شناسایی‌شده، تلفات انرژی بود که کاهش آن از طریق اصلاح و توسعه شبکه، بهینه‌سازی تجهیزات، برنامه‌ریزی مناسب برای تعمیرات و کاهش نشتی‌ها پیشنهاد شد. برای ریسک‌های متوسط نظیر آسیب به حیوانات و پرندگان، راهکارهایی چون محصور کردن تجهیزات با فنس، عایق‌کاری باسبارها، و مطالعه رفتارشناسی حیوانات منطقه ارائه شد. در زمینه مدیریت پسماندهای خطرناک، مانند روغن‌های معدنی، تدوین دستورالعمل‌های جامع، جمع‌آوری مناسب و تحویل به مراکز بازیافت پیشنهاد شد. همچنین، کاهش مصرف آب و برق با اقداماتی از جمله استفاده از آبیاری قطره‌ای، تجهیزات کم‌مصرف و پنجره‌های دوجداره تأکید گردید. در نهایت، برای مدیریت پسماندهای اداری و حذف کاغذ از فرآیندهای اداری، توسعه سیستم‌های دیجیتال و فرهنگ‌سازی در تفکیک و مدیریت پسماند مطرح شد که نقش مؤثری در کاهش آلودگی‌ها و بهبود مستمر ایفا می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Environmental Risk Modeling of Maintenance Processes in Zanjan's Transmission and High-Voltage Electrical Substations Using Innovative Integrated FMEA and ETBA Methods

نویسندگان [English]

  • Hamid Sarkheil 1
  • Masoud Sadeghian 2
  • Ahmad Talebi 3
  • Armita Partovi Hajidehi 4
1 Department of Mining Technology and Environment, Faculty of Mining Engineering, School of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Environment, Department of Environment, Tehran, Iran
3 College of Environment, Department of Environment, Tehran, Iran
4 School of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and Objective:Risk assessment, particularly in the environmental domain, serves as a critical framework for systematically identifying, controlling, and mitigating the hazards that emerge from human and industrial activities. This process plays a fundamental role in enhancing the management of potential threats and preventing adverse outcomes through comprehensive analysis. By employing structured strategies such as risk reduction, elimination, and substitution, high-severity and high-likelihood risks can be effectively mitigated to medium or low levels. These measures not only reduce the potential for environmental harm but also contribute to the harmonious coexistence of human activities and nature, thus preventing further degradation of ecosystems. The integration of environmental risk assessment into various stages of project planning and implementation is essential. This ensures that potential hazards are thoroughly identified and managed, resulting in minimized negative impacts on the environment. Such an approach fosters sustainability by encouraging the responsible utilization of natural resources while safeguarding ecological integrity. Moreover, it enhances the overall quality of life by promoting safer industrial practices and supporting long-term preservation of resources for future generations. Environmental risk assessment thus serves as a cornerstone for achieving a balance between economic development and environmental stewardship.
Materials and Methods:This study addresses environmental concerns associated with maintenance processes in transmission and high-voltage electrical substations in Zanjan Province. Two well-established models, Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) and Energy Trace and Barrier Analysis (ETBA), were utilized to evaluate and quantify risks. Both models facilitated the identification of 64 distinct risks, enabling a structured and detailed approach to environmental risk management.
Results and Discussion: The combined use of FMEA and ETBA provided a comprehensive framework for identifying and assessing environmental hazards. These hazards included significant risks such as energy losses, harm to birds and animals, and hazardous waste generation. The dual-method approach enhanced the depth and accuracy of risk identification by addressing both failure scenarios and energy flow pathways. For each identified risk, targeted recommendations for control and management were provided. These included physical interventions, such as the installation of barriers and sealing canal openings, as well as procedural enhancements aimed at minimizing harm to the environment. The analysis outcomes encompassed key aspects such as identifying various forms of energy release, assessing the efficiency of protective barriers, calculating risk indices, and proposing actionable strategies for risk reduction. Notably, the study emphasized the importance of monitoring and improving existing safety measures to ensure optimal performance over time.
Conclusion:The findings of this study underscore the effectiveness of FMEA and ETBA in environmental risk assessment, demonstrating a consistent level of risk identification between the two methods. Among the most critical risks identified was energy loss, for which mitigation strategies, including network optimization, equipment upgrades, and proper maintenance, were recommended. Moderate risks, such as harm to wildlife, were addressed through habitat protection measures and behavior analysis. The study also highlighted the importance of managing hazardous waste and reducing resource consumption through strategic interventions. Overall, the integration of digital tools, awareness campaigns, and environmentally conscious practices offers significant potential to reduce pollution and foster sustainability.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Failure Mode and Effects Analysis
  • Energy Trace and Barrier Analysis
  • Power Industry
  • Transmission and High-Voltage Substation
  • Maintenance