Hvorfor termisk transientanalyse i elektriske kabinetter er vigtig for inspektioner efter brand

Eftervirkningerne af en omfattende elektrisk brand er altid noget rod. Der er masser af visuelle tegn på skader, f.eks. smeltede ledninger, brændte kabinetter eller den vedvarende lugt af brændt isolering, som er umulig at vaske af tøjet. Bag disse tegn gemmer der sig skjulte spor, som vores kriminaltekniske eksperter leder efter, f.eks. temperaturmønstre, termiske gradienter og varmespredningsveje.

Vores mål er at bestemme den nøjagtige sekvens af begivenheder ved hjælp af evidensbaserede procedurer og erfaringsbaseret indsigt. Det er her, termisk transient analyse er afgørende for vores arbejde. Vi kan modellere, hvordan varmen bevæger sig gennem et elektrisk kabinet over tid, og ikke kun bestemme, hvad der svigtede, men også hvordan, hvorfor og hvornår, som forsikringsselskaber og juridiske eksperter har brug for til at placere ansvaret.

Grænserne for visuel inspektion i undersøgelser efter brand

De fleste undersøgelser efter brande er for afhængige af brandmønstre, fysisk deformation, kortlægning af buer eller tegn på mekaniske fejl. Selv om disse indsigter giver nogle oplysninger, mangler de ofte en forståelse af, hvordan ekstern brand skader kan skjule interne fejl, eller at de mærker, der efterlades af lysbuer, for hurtigt kan forveksles med sekundære tændpunkter.

Vi ser bort fra sekventielle komponentfejl, der ofte forekommer samtidigt efter termisk kollaps. Vores mål er at reducere tvetydigheden af, hvad der skete, ved at følge strenge retningslinjer, som f.eks. NFPA 921 (Guide for Fire and Explosion Investigations), hvor videnskabelig modellering bliver stadig vigtigere, efterhånden som de fysiske beviser forringes. Det er her, vi er stærkt afhængige af termisk transient analyse.

Hvad er termisk transientanalyse?

Den grundlæggende idé med termisk transient analyse er at genskabe det, der skete, ved at simulere varmeoverførsler over tid i et kabinet, f.eks. et printkort eller et udstyrshus. Det vil hjælpe med at bestemme datapunkter som:

• Varmekildens intensitet
• Varighed af varmekilde
• Varmeledningsevne (herunder materialeanalyse)
• For lidt eller for meget luftstrøm (inde i kabinettet)
• Overfladens emissivitet
• Påvirkning fra omgivelserne
• Komponentafstand, geometri og beskyttende afskærmning

Vores erfarne og autoriserede kan retsmedicinere effektivt rekonstruere den termiske miljø over en bestemt periode. Vi kan derefter generere en tidslinje for nedbrydning og besvare spørgsmål som, hvornår afbryderen svigtede, om den termiske sikring blev beskadiget, eller om kølemekanismerne blev udløst.

Hvorfor termiske transienter er vigtige i elektriske kabinetter

Problemet med de fleste kommercielle og industrielle elektriske systemer er, at afbryderpaneler, kontrolskabe og samledåser hurtigt kan blive til trykrum under en brand. Jo mere temperaturen stiger, jo større er risikoen for, at ledere smelter, at isolering forkuller, eller at metaller fordamper, så resten af kabinettet sprænges (og brændende materiale slynges ud).

Uden en termisk transientanalyse til at bestemme årsagen til disse udstødninger kan det være svært at afgøre, om branden startede inde i eller uden for kabinettet, eller om kabinettet blev gennembrudt af en ekstern brand og svigtede på grund af en anden faktor.

Talrige Testundersøgelser af teams som NIST (National Institute of Standards and Technology) har undersøgt brande i industrielle koblingsanlæg for at afgøre, om varmeforplantning sker inde i kabinetter eller fører til sekundære lysbuer ved lederterminaler. På den måde har ingeniører som vores team flere beviser til at skelne mellem falske positiver og spore den faktiske kilde til skader under en visuel inspektion.

Fælles input til nøjagtige termiske simuleringer

Den mest effektive måde at udføre termisk transient analyse på er at indsamle så mange pålidelige data og oplysninger som muligt. Det kan omfatte at se nærmere på:

• Materialekomponenter og egenskaber for ledere, samleskinner, plastikhuse osv.
• Overvej skabsgeometrien, især i forhold til udluftningskonfigurationer
• Indsamling af tids- og temperaturdata ved hjælp af infrarøde kameraer og temperaturoptagere/-loggere
• Estimering af tændingspunkter ved hjælp af røntgenscanninger eller kortlægning af lysbuer
• Se nærmere på de omgivende forhold på det anslåede tidspunkt for hændelsen, f.eks. temperatur, luftfugtighed og luftstrøm.

I nogle unikke tilfælde, vores ekspertteam hos Dreiym Engineering vil nærme sig termisk modellering efter brand baseret på termisk billeddannelse udført under live systemtest. Det giver en baseline, som vi kan bruge til at sammenligne data efter branden. Vi bruger en kombination af moderne værktøjer og procedurer, lige fra dataindsamling i marken til simuleringssoftware og laboratorieanalyse.

I de fleste tilfælde kan vi generere omfattende rapporter, der omfatter elektriske skemaer, systemlogfiler, infrarøde og røntgenbilleder, 3D-modellering og meget mere. Disse resultater hjælper ikke kun med at forebygge fremtidige problemer i samme eller lignende systemer, men de hjælper også forsikringsselskaber med at finde ud af, hvordan de proaktivt kan forebygge sådanne risici for andre kunder.

Sådan anvendes modelleringsværktøjer i termisk transientanalyse

Vi begynder typisk med en visuel inspektion på stedet og indsamler derefter data ved hjælp af flere værktøjer. Vores mål er at lave en omvendt konstruktion af skabets geometri, hvor vi tager højde for vægtykkelse, placering af ventilationsåbninger og andre interne layouts. Vi kan bruge CAD-afledt mesh-modellering eller anvende materialespecifikke termiske parametre (ledningsevne, specifik varme, emissivitet osv.).

Derfra vil vi forsøge at bestemme et tidsbaseret termisk input ved hjælp af en simulering, der beregner temperaturfordelingen over hele kabinettets volumen. Det kan bedre identificere starten på en buen eller ildens ankomst. Vi forsøger at kalibrere oplysninger ved hjælp af data fra termiske kameraer (hvis de er tilgængelige) eller andre enheder for at fastsætte referencepunkter. Det kan også omfatte smeltemønstre, loddeforskydning og misfarvning af isolering.

Dette er blot nogle få eksempler på, hvordan vi anvender modelleringsværktøjer til termisk transient analyse. I årtier har vi udført analyser efter brande for kunder i hele Texas, Louisiana, Oklahoma, New Mexico og Colorado. Vores brandefterforskere er også Den nationale sammenslutning af brandefterforskere (NAFI), Certified Fire and Explosion Investigators (CFEI) og Certified Vehicle Fire Investigators (CVFI). Det betyder, at vi tager os tid til at sikre, at oplysningerne er så evidensbaserede og omfattende som muligt for alle interessenter.

Hvorfor termisk overgangsmodellering er vigtigere end nogensinde før

Det moderne design af elskabe bliver kun mere og mere komplekst. Kommercielle og industrielle anvendelser gør det vanskeligt at afdække fejlhændelser, som ofte ikke er så lette at fortolke. Det er almindeligt at finde systemer med programmerbare logiske controllere (PLC'er), drev med variabel frekvens (VFD'er) og smart tilsluttet overvågning til fjernmeddelelser i realtid. Dette resulterer i ikke-lineær belastningsadfærd og blandede varmeprofiler, hvilket gør den retsmedicinske undersøgelse endnu mere afgørende for at fastslå ansvaret.

Vi ser hver termisk model i lyset af den tekniske baggrund og den juridiske eller forsikringsmæssige kontekst. Vores retsmedicinske Ingeniører er ofte blevet bedt om at være eksperter. vidneudsagn i retssager, så vi skal formulere de tekniske data på en måde, der gør dem mere tilgængelige for ikke-retsmedicinske ingeniører. Denne evne til at kommunikere fejlpunkter for elektriske skabe hjælper i høj grad vores kunder med at forstå nylige hændelser, revidere nuværende systemer og forberede sig på fremtidige risici.

Teknisk indsigt, der bevæger sig ud over asken

De samlede omkostninger ved en erhvervsbrand i USA (en kombination af skader og penge brugt på forebyggelse, beskyttelse og afhjælpning) er på i alt $329 milliarder. Det var i 2011 og svarer til ca. 2.1% af det samlede antal USA's bruttonationalprodukt.

At få et erfarent og autoriseret retsmedicinsk ingeniørteam til at udføre termisk transient analyse hjælper med at identificere historien om svigt og give ansvar for at afdække eller reducere udgifter. Vores team hos Dreiym Engineering er her for at sikre, at du får alle de nødvendige oplysninger om, hvad der var ansvarligt, hvad der svigtede først, og hvordan du kan forhindre, at det sker igen.

Ring til os i dag for at aftale en konsultation, og lad os sikre, at dine systemer er bedre beskyttet i fremtiden.