Pourquoi l'analyse des transitoires thermiques dans les enveloppes électriques est-elle importante pour les inspections après incendie ?

Les conséquences d'un incendie électrique de grande ampleur sont toujours désagréables. De nombreux indices visuels de dommages sont présents, tels que des fils fondus, des boîtiers brûlés ou l'odeur persistante d'une isolation brûlée impossible à éliminer des vêtements. À l'intérieur de ces signes se cachent des indices que nos ingénieurs légistes experts recherchent, tels que les modèles de température, les gradients thermiques et les chemins de propagation de la chaleur.

Notre objectif est de déterminer la séquence exacte des événements à l'aide de procédures fondées sur des preuves et de connaissances expérimentées. C'est là que l'analyse des transitoires thermiques joue un rôle crucial dans notre travail. Nous pouvons modéliser la façon dont la chaleur s'est déplacée dans un boîtier électrique au fil du temps, en déterminant non seulement ce qui a échoué, mais aussi le comment, le pourquoi et le quand dont les compagnies d'assurance et les experts juridiques ont besoin pour attribuer les responsabilités.

Les limites de l'inspection visuelle dans les enquêtes après incendie

La plupart des enquêtes menées après un incendie s'appuient trop fortement sur les modèles de brûlures, les déformations physiques, la cartographie des arcs ou les signes de défaillances mécaniques. Bien que ces éléments fournissent certaines informations, ils manquent souvent d'une vision globale de la situation. la compréhension de la manière dont les incendies externes Les dommages peuvent masquer les origines des défauts internes, ou les marques laissées par les marques d'arc peuvent être trop rapidement confondues avec des points d'allumage secondaires.

Nous allons au-delà des défaillances séquentielles de composants qui semblent souvent simultanées après l'effondrement thermique. Notre objectif est de réduire l'ambiguïté de ce qui s'est passé en suivant des lignes directrices strictes, telles que NFPA 921 (Guide pour les enquêtes sur les incendies et les explosions), où la modélisation scientifique devient de plus en plus essentielle à mesure que les preuves matérielles se dégradent. C'est là que nous nous appuyons fortement sur l'analyse des transitoires thermiques.

Qu'est-ce que l'analyse transitoire thermique ?

L'idée de base de l'analyse thermique transitoire est de recréer ce qui s'est passé en simulant les transferts de chaleur dans le temps à l'intérieur d'une enceinte, telle qu'une carte de circuit imprimé ou un boîtier d'équipement. Cela permet de déterminer des points de données tels que :

• Intensité de la source de chaleur
• Durée de la source de chaleur
• Conductivité thermique (y compris l'analyse des matériaux)
• Flux d'air trop faible ou trop important (à l'intérieur du boîtier)
• Émissivité de la surface
• Impact des conditions ambiantes
• Espacement des composants, géométrie et blindage de protection

Notre équipe expérimentée et agréée Les ingénieurs légistes peuvent reconstituer efficacement la température de l'eau. sur une période donnée. Nous pouvons alors établir une chronologie de la dégradation et répondre à des questions telles que le moment où le disjoncteur est tombé en panne, si le fusible thermique a été endommagé ou si les mécanismes de refroidissement ont été déclenchés.

L'importance des transitoires thermiques dans les boîtiers électriques

Le problème avec la plupart des systèmes électriques commerciaux et industriels est que les panneaux de disjoncteurs, les armoires de commande et les boîtes de jonction peuvent rapidement devenir des compartiments sous pression en cas d'incendie. Plus les températures grimpent, plus le risque de fusion des conducteurs, de carbonisation de l'isolation ou de vaporisation des métaux est grand, ce qui entraîne la rupture du reste de l'enceinte (et l'éjection de matériaux brûlants vers l'extérieur).

Sans l'analyse des transitoires thermiques pour déterminer la cause de ces éjections, il peut être difficile de décider si l'incendie s'est déclaré à l'intérieur ou à l'extérieur de l'enceinte, ou si l'enceinte a été percée par un incendie externe et s'est rompue à la suite d'un autre facteur.

Nombreux études d'essai par des équipes comme le NIST (National Institute of Standards and Technology) ont enquêté sur les incendies d'appareillages industriels afin de déterminer si la propagation thermique se produit à l'intérieur des boîtiers ou si elle conduit à des arcs secondaires aux bornes des conducteurs. De cette manière, les ingénieurs comme notre équipe disposent de plus d'éléments pour distinguer les faux positifs et remonter à la source réelle des dommages lors d'une inspection visuelle.

Données communes pour des simulations thermiques précises

La manière la plus efficace d'effectuer une analyse thermique transitoire est de rassembler autant de données et d'informations fiables que possible. Il peut s'agir d'examiner de plus près :

• Les composants matériels et les propriétés des conducteurs, des barres omnibus, des boîtiers en plastique, etc.
• Prise en compte de la géométrie de l'enceinte, en particulier en ce qui concerne les configurations des évents
• Collecte de données temps-température à l'aide de caméras infrarouges et d'enregistreurs de température
• Estimation des points d'allumage à l'aide de scanners à rayons X ou de cartographie d'arc
• Examiner de plus près les conditions ambiantes à l'heure estimée de l'incident, telles que la température, l'humidité et la circulation de l'air.

Dans certains cas particuliers, notre équipe d'experts à Dreiym Engineering abordera la modélisation thermique post-incendie en se basant sur l'imagerie thermique réalisée pendant les essais des systèmes en direct. Nous disposons ainsi d'une base de référence que nous pouvons utiliser pour comparer les données post-incendie. Nous utilisons une combinaison d'outils et de procédures modernes, allant de la collecte de données sur le terrain au logiciel de simulation et à l'analyse en laboratoire.

Dans la plupart des cas, nous pouvons produire des rapports complets comprenant des schémas électriques, des journaux de système, des images infrarouges et à rayons X, des modélisations en 3D, etc. Ces rapports permettent non seulement d'éviter de futurs problèmes dans les mêmes systèmes ou des systèmes similaires, mais ils aident également les compagnies d'assurance à déterminer comment prévenir de manière proactive de tels risques pour d'autres clients.

Comment les outils de modélisation sont appliqués dans l'analyse des transitoires thermiques

Nous commençons généralement par une inspection visuelle sur place, puis nous recueillons des données à l'aide de plusieurs outils. Notre objectif est de procéder à une rétro-ingénierie de la géométrie de l'enceinte, en tenant compte de l'épaisseur des parois, de l'emplacement des évents et de toute autre disposition interne. Nous pouvons utiliser un modèle de maillage dérivé de la CAO ou appliquer des paramètres thermiques spécifiques aux matériaux (conductivité, chaleur spécifique, émissivité, etc.).

À partir de là, nous visons à déterminer un apport thermique basé sur le temps à l'aide d'une simulation qui calcule la distribution de la température dans l'ensemble du volume de l'enceinte. Cela permettrait de mieux identifier le déclenchement d'une l'arc ou l'arrivée du feu. Nous essayons de calibrer les informations en utilisant les données des caméras thermiques (si elles sont disponibles) ou d'autres dispositifs pour établir des points de référence. Cela pourrait également inclure les modèles de fusion, le déplacement de la soudure et la décoloration de l'isolation.

Ce ne sont là que quelques exemples de la manière dont nous appliquons les outils de modélisation à l'analyse des transitoires thermiques. Depuis des décennies, nous effectuons des analyses après incendie pour des clients au Texas, en Louisiane, en Oklahoma, au Nouveau-Mexique et au Colorado. Nos enquêteurs incendie sont également Association nationale des enquêteurs en incendie (NAFI), les enquêteurs certifiés en incendie et en explosion (CFEI) et les enquêteurs certifiés en incendie de véhicules (CVFI). Cela signifie que nous prenons le temps de nous assurer que les informations sont aussi complètes et étayées que possible pour toutes les parties prenantes.

Pourquoi la modélisation des transitoires thermiques est plus importante que jamais

La conception moderne des armoires électriques devient de plus en plus complexe. Les applications commerciales et industrielles permettent de découvrir des événements de défaillance qui ne sont pas toujours faciles à interpréter. Il est courant de trouver des systèmes dotés d'automates programmables (PLC), d'entraînements à fréquence variable (VFD) et d'une surveillance intelligente et connectée pour des notifications à distance en temps réel. Il en résulte un comportement non linéaire de la charge et des profils thermiques mixtes, ce qui rend l'enquête médico-légale encore plus cruciale pour déterminer les responsabilités.

Nous considérons chaque modèle thermique sous l'angle de l'expérience technique et du contexte juridique ou d'assurance. Notre expertise médico-légale Les ingénieurs ont souvent été appelés à fournir des expertises Nous devons donc formuler les données techniques de manière à les rendre plus accessibles aux ingénieurs non juristes. Cette capacité à communiquer les points de défaillance des enveloppes électriques aide grandement nos clients à comprendre les événements récents, à auditer les systèmes actuels et à se préparer aux risques futurs.

Des connaissances techniques qui dépassent les cendres

Le coût total d'un incendie commercial aux États-Unis (combinaison des dommages causés et de l'argent dépensé pour la prévention, la protection et l'atténuation) s'élève à $329 milliards. C'était en 2011 et les mesures sont de l'ordre de 2.1% du total Produit intérieur brut des États-Unis.

Faire appel à une équipe d'ingénieurs légistes expérimentés et agréés pour effectuer une analyse des transitoires thermiques permet d'identifier l'origine de la défaillance et de rendre compte de la découverte ou de la réduction des dépenses. L'équipe de Dreiym Engineering est là pour veiller à ce que vous receviez toutes les informations nécessaires sur les responsables, sur ce qui a échoué en premier et sur la manière d'éviter que cela ne se reproduise.

Appelez-nous dès aujourd'hui pour prendre rendez-vous, et faisons en sorte que vos systèmes soient mieux protégés pour l'avenir.