Miksi sähkökoteloiden lämpösiirtymäanalyysillä on merkitystä palon jälkeisissä tarkastuksissa?

Laajan sähköpalon jälkimainingit ovat aina sotkuisia. On paljon visuaalisia vaurioita, kuten sulaneita johtoja, palaneita koteloita tai palaneen eristeen hajua, jota on mahdotonta pestä vaatteista. Näiden merkkien sisällä on piilotettuja johtolankoja, joita rikostekniset asiantuntijainsinöörimme etsivät, kuten lämpötilamalleja, lämpögradientteja ja lämmön leviämisreittejä.

Tavoitteenamme on määrittää tapahtumien tarkka kulku näyttöön perustuvien menettelyjen ja kokeneiden näkemysten avulla. Lämpötilan transienttianalyysi on ratkaisevan tärkeä osa työtämme. Voimme mallintaa, miten lämpö liikkui sähkökotelon läpi ajan myötä, ja määrittää paitsi sen, mikä vikaantui, myös sen, miten, miksi ja milloin, mitä vakuutusyhtiöt ja oikeudelliset asiantuntijat vaativat vastuun määrittämiseksi.

Silmämääräisen tarkastuksen rajat tulipalon jälkeisissä tutkimuksissa

Useimmat palon jälkeiset tutkimukset perustuvat liikaa palokuvioihin, fyysiseen muodonmuutokseen, kaarikartoitukseen tai mekaanisten vikojen merkkeihin. Vaikka nämä havainnot tuottavatkin jonkin verran tietoa, niistä puuttuu kuitenkin usein ymmärrys siitä, miten ulkoinen tulipalo vauriot voivat peittää sisäisen vian alkuperän, tai että valokaarimerkkien jättämät jäljet voidaan liian nopeasti sekoittaa toissijaisiin syttymispisteisiin.

Katsomme ohi peräkkäisten komponenttivikojen, jotka usein ilmenevät yhtäaikaisina termisen romahduksen jälkeen. Tavoitteenamme on vähentää epäselvyyttä siitä, mitä tapahtui, noudattamalla tiukkoja ohjeita, kuten NFPA 921 (Guide for Fire and Explosion Investigations), jossa tieteellisestä mallintamisesta tulee yhä tärkeämpää, kun fyysiset todisteet heikkenevät. Tällöin turvaudumme voimakkaasti termiseen transienttianalyysiin.

Mikä on terminen transienttianalyysi?

Lämpötilan siirtymäanalyysin perusajatuksena on jäljitellä tapahtunutta simuloimalla lämmönsiirtymistä ajan kuluessa kotelon, kuten piirilevyn tai laitekotelon, sisällä. Tämä auttaa määrittämään tietopisteet, kuten

• Lämmönlähteen intensiteetti
• Lämmönlähteen kesto
• Lämmönjohtavuus (mukaan lukien materiaalianalyysi)
• Liian vähän tai liikaa ilmavirtaa (kotelon sisällä).
• Pinnan emissiivisyys
• Ympäristöolosuhteiden vaikutus
• Komponenttien etäisyys toisistaan, geometria ja suojaava suojaus

Kokenut ja lisensoitu rikostekniset insinöörit voivat tehokkaasti rekonstruoida termisen ympäristöä tietyn ajanjakson aikana. Tämän jälkeen voimme luoda hajoamisen aikajanan ja vastata kysymyksiin, kuten milloin katkaisija petti, vaurioituiko lämpösulake tai laukesivatko jäähdytysmekanismit.

Miksi lämpösiirtymillä on merkitystä sähkökoteloissa

Useimmissa kaupallisissa ja teollisissa sähköjärjestelmissä on ongelmana se, että katkaisijakeskukset, ohjauskeskukset ja liitäntärasiat voivat palon sattuessa muuttua nopeasti painekammioiksi. Mitä enemmän lämpötila nousee, sitä suurempi on mahdollisuus, että johtimet sulavat, eristeet hiiltyvät tai metallit höyrystyvät, jolloin muu kotelo repeää (ja palava materiaali sinkoutuu ulospäin).

Ilman lämpösiirtymäanalyysiä, jonka avulla voidaan määrittää näiden ulosheittojen syy, voi olla haastavaa päättää, alkoiko tulipalo kotelon sisällä vai sen ulkopuolella, vai rikkoiko ulkoinen tulipalo kotelon ja rikkoontuiko se toissijaisesti jonkin muun tekijän vuoksi.

Lukuisat testitutkimukset NIST:n (National Institute of Standards and Technology) kaltaiset tutkimusryhmät ovat tutkineet teollisuuden kytkinlaitepaloja selvittääkseen, tapahtuuko lämmön eteneminen koteloiden sisällä vai johtaako se sekundaarisiin valokaariin johtimien liittimissä. Näin insinööreillä, kuten meidän tiimillämme, on enemmän todisteita, joiden avulla he voivat erottaa väärät positiiviset ilmiöt toisistaan ja jäljittää vaurion todellisen lähteen silmämääräisen tarkastuksen aikana.

Tarkkojen lämpösimulointien yhteiset syötteet

Tehokkain tapa suorittaa lämpösiirtymäanalyysi on kerätä mahdollisimman paljon luotettavaa tietoa. Tähän voi sisältyä esimerkiksi seuraavien seikkojen tarkempi tarkastelu:

• Johtimien, kiskojen, muovikoteloiden jne. materiaalikomponentit ja ominaisuudet.
• Kotelon geometrian huomioon ottaminen, erityisesti ilmanvaihtokanavien kokoonpanojen osalta.
• Aika-lämpötilatietojen kerääminen infrapunakameroiden ja lämpötilamittareiden/-loggaajien avulla.
• Syttymiskohtien arviointi röntgenkuvauksen tai kaarikartoituksen avulla.
• Tarkastellaan tarkemmin ympäristöolosuhteita arvioidulla tapahtumahetkellä, kuten lämpötilaa, kosteutta ja ilmavirtaa.

Joissakin ainutlaatuisissa tapauksissa, asiantuntijatiimimme Dreiym Engineeringissä lähestytään palon jälkeistä lämpömallinnusta, joka perustuu järjestelmien testauksen aikana suoritettuun lämpökuvaukseen. Näin saadaan perustaso, jota voimme käyttää palon jälkeisten tietojen vertailuun. Käytämme nykyaikaisten työkalujen ja menettelyjen yhdistelmää, joka ulottuu kenttätietojen keräämisestä simulointiohjelmiin ja laboratorioanalyyseihin.

Useimmissa tapauksissa voimme laatia kattavia raportteja, jotka sisältävät sähkökaaviot, järjestelmälokit, infrapuna- ja röntgenkuvat, 3D-mallinnuksen ja paljon muuta. Nämä tulokset auttavat ehkäisemään samojen tai samankaltaisten järjestelmien tulevia ongelmia, mutta ne auttavat myös vakuutusyhtiöitä selvittämään, miten tällaiset riskit voidaan ennaltaehkäisevästi ehkäistä muiden asiakkaiden osalta.

Miten mallinnustyökaluja sovelletaan lämpösiirtymäanalyysissä?

Aloitamme yleensä paikan päällä tehtävällä silmämääräisellä tarkastuksella ja keräämme sitten tietoja useilla eri välineillä. Tavoitteenamme on laatia kotelon geometria käänteissuunnittelu, jossa otetaan huomioon seinämän paksuus, tuuletusaukkojen sijoittelu ja muut sisäiset ulkoasut. Voimme käyttää CAD-verkkomallinnusta tai soveltaa materiaalikohtaisia lämpöparametreja (johtavuus, ominaislämpö, emissiivisyys jne.).

Tämän jälkeen pyrimme määrittämään aikaperusteisen lämpöpanoksen simuloinnin avulla, jossa lasketaan lämpötilajakauma koko kotelon tilavuudessa. Näin voitaisiin paremmin tunnistaa alkavan kaari tai tulen saapuminen. Yritämme kalibroida tietoja käyttämällä lämpökameratietoja (jos saatavilla) tai muita laitteita vertailupisteiden asettamiseksi. Siihen voisivat kuulua myös sulamismallit, juotteen siirtyminen ja eristeen värjäytyminen.

Nämä ovat vain muutamia esimerkkejä siitä, miten sovellamme mallinnustyökaluja lämpösiirtymäanalyysiin. Vuosikymmenien ajan olemme tehneet tulipalon jälkeisiä analyysejä asiakkaillemme ympäri Texasia, Louisianaa, Oklahomaa, New Mexicoa ja Coloradoa. Palontutkijamme ovat myös Palontutkijoiden kansallinen yhdistys (NAFI), sertifioidut palo- ja räjähdetutkijat (CFEI) ja sertifioidut ajoneuvopalontutkijat (CVFI). Tämä tarkoittaa, että käytämme aikaa varmistaaksemme, että tiedot ovat mahdollisimman todisteita tukevia ja kattavia kaikille sidosryhmille.

Miksi terminen transienttimallinnus on tärkeämpää kuin koskaan aiemmin

Sähkökoteloiden nykyaikainen suunnittelu on yhä monimutkaisempaa. Kaupalliset ja teolliset sovellukset tekevät vikatilanteiden paljastamisesta usein vaikeasti tulkittavaa. Yleistä on, että järjestelmissä on ohjelmoitavia logiikkaohjaimia (PLC), taajuusmuuttajia (VFD) ja älykästä kytkettyä valvontaa reaaliaikaisia etäilmoituksia varten. Tämä johtaa epälineaariseen kuormituskäyttäytymiseen ja sekoittuneisiin lämpöprofiileihin, mikä tekee rikosteknisestä tutkimuksesta entistäkin ratkaisevamman vastuun määrittämisessä.

Tarkastelemme jokaista lämpömallia teknisen taustan ja oikeudellisen tai vakuutuksellisen kontekstin kautta. Oikeuslääketieteellinen insinöörejä on usein pyydetty antamaan asiantuntija-apua. oikeudenkäynneissä, joten meidän on muotoiltava tekniset tiedot siten, että ne ovat helpommin muidenkin kuin oikeusinsinöörien saatavilla. Kyky kertoa sähkökoteloiden vikakohdat auttaa asiakkaitamme ymmärtämään viimeaikaisia tapahtumia, tarkastamaan nykyisiä järjestelmiä ja varautumaan tuleviin riskeihin.

Insight-tekniikka, joka ylittää tuhkat

Kaupallisten tulipalojen kokonaiskustannukset Yhdysvalloissa (aiheutuneet vahingot ja ennaltaehkäisyyn, suojeluun ja lieventämiseen käytetyt varat) ovat yhteensä $329 miljardia euroa. Tämä oli vuonna 2011, ja toimenpiteet olivat noin 2.1% kokonaismäärästä Yhdysvaltain bruttokansantuote.

Kokeneen ja lisensoidun rikosteknisen tiimin suorittama lämpösiirtymäanalyysi auttaa tunnistamaan vikaantumistarinan ja tarjoamaan vastuun kustannusten paljastamisesta tai vähentämisestä. Dreiym Engineeringin tiimimme varmistaa, että saat kaiken tarvittavan tiedon siitä, mikä oli vastuussa, mikä epäonnistui ensin ja miten estetään sen toistuminen.

Soita meille tänään ja varaa aika konsultaatioon, ja varmistetaan, että järjestelmänne ovat paremmin suojattuja tulevaisuutta varten.