Proč je pro kontroly po požáru důležitá analýza tepelných přechodových jevů v elektrických skříních?

Následky rozsáhlého požáru elektroinstalace jsou vždy nepříjemné. Vizuální stopy poškození, jako jsou roztavené vodiče, ohořelé skříně nebo přetrvávající zápach spálené izolace, který nelze smýt z oděvu, jsou přítomny ve velkém množství. Uvnitř těchto příznaků se skrývají stopy, které naši odborní forenzní inženýři hledají, jako jsou teplotní vzorce, tepelné gradienty a cesty šíření tepla.

Naším cílem je určit přesný sled událostí pomocí postupů založených na důkazech a zkušenostech. Právě v tom má pro naši práci zásadní význam tepelná přechodová analýza. Dokážeme modelovat, jak se teplo v průběhu času pohybovalo elektrickou skříní, a určit nejen to, co selhalo, ale také jak, proč a kdy, což pojišťovny a právní experti vyžadují pro určení odpovědnosti.

Limity vizuální kontroly při vyšetřování po požáru

Většina vyšetřování po požáru se příliš spoléhá na vzorce hoření, fyzikální deformace, mapování oblouků nebo známky mechanických poruch. Tyto poznatky sice poskytují určité informace, ale často jim chybí porozumění tomu, jak vnější požár poškození může zakrýt vnitřní původ poruchy, nebo že stopy zanechané obloukovými značkami mohou být příliš rychle zaměněny za sekundární zapalovací body.

Pomineme postupná selhání součástí, která se často objevují současně po tepelném kolapsu. Naším cílem je snížit nejednoznačnost toho, co se stalo, dodržováním přísných zásad, jako např. NFPA 921 (Guide for Fire and Explosion Investigations), kde je vědecké modelování stále důležitější, protože fyzické důkazy se zhoršují. Zde se ve velké míře spoléháme na tepelnou přechodovou analýzu.

Co je tepelná přechodová analýza?

Základní myšlenkou tepelné analýzy přechodových dějů je simulací přenosu tepla v čase v prostoru, jako je deska s plošnými spoji nebo kryt zařízení, obnovit to, co se stalo. To pomůže určit údaje, jako např:

• Intenzita zdroje tepla
• Doba trvání zdroje tepla
• Tepelná vodivost (včetně analýzy materiálu)
• Příliš malé nebo příliš velké proudění vzduchu (uvnitř krytu)
• Emisivita povrchu
• Vliv okolních podmínek
• Vzdálenost, geometrie a ochranné stínění součástí

Naše zkušené a licencované forenzní inženýři mohou účinně rekonstruovat tepelné prostředí za určité období. Poté můžeme vytvořit časovou osu degradace a odpovědět na otázky, kdy došlo k selhání jističe, zda byla poškozena tepelná pojistka nebo zda se spustily chladicí mechanismy.

Proč jsou tepelné přechodové jevy v elektrických rozváděčích důležité?

Problém většiny komerčních a průmyslových elektrických systémů spočívá v tom, že jističové panely, rozvodné skříně a rozvodné skříně se při požáru mohou rychle stát tlakovými prostory. Čím více teploty stoupají, tím větší je pravděpodobnost roztavení vodičů, zuhelnatění izolace nebo odpařování kovů, které roztrhnou zbytek skříně (a vymrští hořící materiál ven).

Bez analýzy tepelných přechodových dějů, která by určila příčinu těchto výronů, může být obtížné rozhodnout, zda požár vznikl uvnitř nebo vně skříně, nebo zda byla skříň porušena vnějším požárem a selhala sekundárně v důsledku jiného faktoru.

Četné testovací studie týmy, jako je NIST (National Institute of Standards and Technology), zkoumaly požáry průmyslových rozváděčů, aby zjistily, zda k šíření tepla dochází uvnitř skříní nebo zda vede k sekundárnímu oblouku na svorkách vodičů. Inženýři, jako je náš tým, tak mají k dispozici více důkazů, které jim umožní rozlišit falešně pozitivní případy a vysledovat skutečný zdroj poškození během vizuální kontroly.

Běžné vstupy pro přesné tepelné simulace

Nejefektivnějším způsobem, jak provést tepelnou přechodovou analýzu, je shromáždit co nejvíce spolehlivých údajů a informací. To může zahrnovat bližší zkoumání:

• Materiálové složky a vlastnosti vodičů, přípojnic, plastových krytů atd.
• S ohledem na geometrii skříně, zejména ve vztahu ke konfiguraci ventilačních otvorů.
• Sběr časových a teplotních údajů pomocí infračervených kamer a záznamníků teploty.
• Odhad bodů vznícení pomocí rentgenových snímků nebo obloukového mapování
• bližší zkoumání okolních podmínek v odhadovaném čase události, jako je teplota, vlhkost a proudění vzduchu.

V některých výjimečných případech, náš tým odborníků ve společnosti Dreiym Engineering přiblíží tepelné modelování po požáru na základě termovizního snímkování provedeného během testování systémů za provozu. Tím získáme základní údaje, které můžeme použít k porovnání údajů po požáru. Využíváme kombinaci moderních nástrojů a postupů, od sběru dat v terénu až po simulační software a laboratorní analýzu.

Ve většině případů můžeme vytvořit komplexní zprávy, které obsahují elektrická schémata, systémové protokoly, infračervené a rentgenové snímky, 3D modelování a další. Tyto výstupy nejenže pomáhají předcházet budoucím problémům ve stejných nebo podobných systémech, ale také pomáhají pojišťovnám zjistit, jak proaktivně předcházet těmto rizikům u dalších klientů.

Jak se modelovací nástroje používají při analýze tepelných přechodových dějů

Obvykle začínáme vizuální kontrolou na místě a poté shromažďujeme údaje pomocí několika nástrojů. Naším cílem je zpětně zkonstruovat geometrii skříně s ohledem na tloušťku stěn, umístění ventilačních otvorů a další vnitřní uspořádání. Můžeme použít síťové modelování odvozené z CAD nebo použít tepelné parametry specifické pro daný materiál (vodivost, měrné teplo, emisivita atd.).

Poté se snažíme určit časový tepelný příkon pomocí simulace, která vypočítá rozložení teploty v celém objemu skříně. To by mohlo lépe identifikovat iniciaci oblouk nebo příchod ohně. Snažíme se kalibrovat informace pomocí údajů z termokamery (pokud jsou k dispozici) nebo jiných zařízení pro stanovení referenčních bodů. To by mohlo zahrnovat také vzory tání, posun pájky a změnu barvy izolace.

To je jen několik příkladů, jak používáme modelovací nástroje pro analýzu tepelných přechodových dějů. Po desetiletí jsme prováděli analýzy po požárech pro klienty v Texasu, Louisianě, Oklahomě, Novém Mexiku a Coloradu. Naši vyšetřovatelé požárů jsou také Národní asociace vyšetřovatelů požárů (NAFI), certifikovaní vyšetřovatelé požárů a výbuchů (CFEI) a certifikovaní vyšetřovatelé požárů vozidel (CVFI). To znamená, že věnujeme čas tomu, abychom zajistili, že informace budou pro všechny zúčastněné strany co nejvíce podložené důkazy a komplexní.

Proč je modelování tepelných přechodů důležitější než kdy jindy

Moderní konstrukce elektrických skříní je stále složitější. Komerční a průmyslové aplikace umožňují odhalit poruchové události, které často není tak snadné interpretovat. Běžně se setkáváme se systémy s programovatelnými logickými automaty (PLC), frekvenčními měniči (VFD) a chytrým připojeným monitorováním pro vzdálená upozornění v reálném čase. To má za následek nelineární chování zátěže a smíšené tepelné profily, což činí forenzní vyšetřování ještě zásadnějším pro určení odpovědnosti.

Na každý tepelný model se díváme optikou technického zázemí a právního nebo pojistného kontextu. Naše forenzní inženýři byli často vyzváni, aby poskytli odborné svědectví v soudních řízeních, proto musíme technické údaje formulovat tak, aby byly přístupnější i pro nesoudní inženýry. Tato schopnost sdělit místa poruch elektrických rozvaděčů je pro naše klienty velkou pomocí při pochopení nedávných událostí, auditu současných systémů a přípravě na budoucí rizika.

Inženýrský vhled, který přesahuje popel

Celkové náklady na komerční požáry v USA (kombinace způsobených škod a peněz vynaložených na prevenci, ochranu a zmírnění následků) činí celkem $329 miliard. To bylo v roce 2011 a opatření o 2.1% z celkového počtu Hrubý domácí produkt USA.

Zkušený a licencovaný tým forenzních inženýrů, který provádí analýzu tepelných přechodových jevů, pomáhá identifikovat příčinu poruchy a zajistit odpovědnost za odhalení nebo snížení nákladů. Náš tým Dreiym Engineering je zde, aby vám zajistil všechny potřebné informace o tom, co bylo příčinou, co selhalo jako první a jak zabránit tomu, aby se to opakovalo.

Zavolejte nám ještě dnes a domluvte si konzultaci, a zajistíme, aby vaše systémy byly lépe chráněny do budoucna.