火災後の検査で電気エンクロージャーの熱過渡解析が重要な理由

大規模な電気火災の余波は常に厄介だ。溶けた電線、焦げた筐体、衣服から洗い流せない絶縁体の焼けた臭いなど、視覚的な損傷の手がかりは数多く存在する。このような兆候の中には、温度パターン、熱勾配、熱伝導経路など、フォレンジック・エンジニアの専門家が探す手がかりが隠されています。.

私たちの目標は、証拠に基づいた手順と経験豊かな洞察力を駆使して、事象の正確な順序を決定することです。そのためには、熱過渡解析が不可欠です。私たちは、時間とともに電気筐体内を熱がどのように移動したかをモデル化し、何が故障したのかだけでなく、保険会社や法律の専門家が責任を負わせるために必要とする「どのように」「なぜ」「いつ」故障したのかを特定することができます。.

火災後の調査における目視検査の限界

火災後の調査のほとんどは、燃焼パターン、物理的変形、アークマッピング、機械的故障の兆候に過度に依存している。こうした洞察はある程度の情報を提供してはくれるが、多くの場合、その洞察は 外部火災の仕組み 損傷によって内部故障の原因がわからなくなったり、アークマークによって残された跡が二次点火点と混同されることがある。.

私たちは、熱崩壊の後、しばしば同時に現れる連続的なコンポーネントの故障に目を向ける。我々の目標は、以下のような厳格なガイドラインに従うことで、何が起こったのかの曖昧さを減らすことである。 NFPA 921 (火災・爆発調査の手引き）では、物的証拠の劣化に伴い、科学的モデリングがますます不可欠になっている。そこで私たちは、熱過渡解析に大きく依存しています。.

熱過渡解析とは？

熱過渡解析の基本的な考え方は、回路基板や機器の筐体など、筐体内の経時的な熱移動をシミュレーションすることで、何が起こったかを再現することです。これにより、次のようなデータポイントが決定されます：

• 熱源強度
• 熱源の持続時間
• 熱伝導率（材料分析を含む）
• エアフローが少なすぎる、または多すぎる（ハウジング内部）
• 表面放射率
• 環境条件の影響
• コンポーネントの間隔、形状、保護シールド

経験豊富なライセンス保持者 フォレンジック・エンジニアは、効果的に熱を再構築することができる。 環境を特定の期間にわたって変化させることができる。そして劣化のタイムラインを作成し、いつブレーカーが落ちたのか、温度ヒューズが損傷したのか、冷却機構が作動したのか、といった疑問に答えることができる。.

電気エンクロージャでサーマル・トランジェントが重要な理由

ほとんどの商業用および産業用電気系統の設計で問題となるのは、火災時にブレーカー・パネル、制御盤、接続箱がすべてすぐに圧力区画になってしまうことだ。温度が急上昇すればするほど、導線が溶けたり、絶縁体が炭化したり、金属が気化したりして、エンクロージャーの他の部分が破裂する（そして燃焼物が外部に放出される）可能性が高くなる。.

このような噴出の原因を特定するための熱過渡解析がなければ、火災がエンクロージャーの内部で発生したのか外部で発生したのか、あるいは外部火災によってエンクロージャーが破壊され、別の要因によって二次的に故障したのかを判断することは困難である。.

多数 試験研究 NIST（米国標準技術研究所）などのチームは、産業用開閉器の火災を調査し、熱伝導が筐体内で発生するのか、それとも導体端子の二次アークにつながるのかを特定しています。そうすることで、私たちのチームのようなエンジニアは、目視検査中に偽陽性を区別し、実際の損傷源を追跡するためのより多くの証拠を得ることができます。.

正確な熱シミュレーションのための共通入力

熱過渡解析を行う最も効果的な方法は、信頼できるデータと情報をできるだけ多く収集することです。そのためには、次のようなことを詳しく調べる必要があります：

• 導体、バスバー、プラスチックハウジングなどの材料成分と特性。.
• エンクロージャーのジオメトリー、特にベントの構成を考慮する。
• 赤外線カメラと温度レコーダー／ロガーを使って時間-温度データを収集する。
• X線スキャンまたはアークマッピングを用いた点火点の推定
• 温度、湿度、気流など、事故発生推定時刻の周囲の状況を詳しく調べる。

ユニークなケースもあります、 Dreiym Engineeringのエキスパートチーム は、実稼働中のシステム試験で実施した熱画像に基づいて、火災後の熱モデリングに取り組みます。これにより、火災後のデータを比較するためのベースラインを得ることができるのです。私たちは、現場でのデータ収集からシミュレーションソフトやラボでの解析に至るまで、最新のツールと手順を組み合わせて活用しています。.

ほとんどの場合、電気回路図、システムログ、赤外線およびX線画像、3Dモデリングなどを含む包括的なレポートを作成することができます。これらの成果物は、同じシステムや類似のシステムで将来発生する問題を未然に防ぐだけでなく、保険会社が他の顧客に対してそのようなリスクを未然に防ぐ方法を見つけ出すのにも役立ちます。.

熱過渡解析におけるモデリングツールの適用方法

通常、現場での目視検査から始め、いくつかのツールを使ってデータを収集します。私たちの目標は、エンクロージャーのジオメトリをリバースエンジニアリングし、壁の厚さ、通気口の配置、その他の内部レイアウトを考慮することです。CAD由来のメッシュモデリングを使用したり、材料固有の熱パラメータ（伝導率、比熱、放射率など）を適用することもあります。.

そこから、エンクロージャーの体積全体の温度分布を計算するシミュレーションを使って、時間ベースの熱入力を決定することを目指しています。そうすることで アークまたは火の到着. .サーマルカメラのデータ（あれば）や他の機器を使って情報を校正し、基準点を設定しようとしています。溶融パターン、はんだの変位、絶縁体の変色なども含まれる可能性があります。.

これらは、当社がモデリングツールを熱過渡解析に適用したほんの一例に過ぎません。弊社は数十年にわたり、テキサス州、ルイジアナ州、オクラホマ州、ニューメキシコ州、コロラド州全域の顧客のために火災後の解析を行ってきました。また、当社の火災調査官は 全米火災調査官協会 (NAFI）、認定火災爆発調査官（CFEI）、認定車両火災調査官（CVFI）の資格を有しています。つまり、すべての利害関係者のために、可能な限り証拠に裏打ちされた包括的な情報を提供するために時間をかけているのです。.

熱過渡現象モデリングがこれまで以上に重要になる理由

現代の電気筐体の設計は、ますます複雑になっています。商業用および工業用アプリケーションでは、しばしば解釈するのが容易でない故障事象を発見する必要があります。プログラマブルロジックコントローラ（PLC）、可変周波数ドライブ（VFD）、リアルタイムのリモート通知を行うスマートコネクテッドモニタリングを備えたシステムが一般的です。その結果、非線形の負荷挙動や混合熱プロファイルが発生し、フォレンジック調査が責任の所在を判断する上でさらに重要になります。.

私たちは、技術的背景と法律または保険の背景というレンズを通して、すべてのサーマルモデルを見ます。フォレンジック エンジニアが専門家として呼ばれることも多い。 法的手続きにおける証言では、フォレンジック・エンジニアではない人々にも理解しやすいように、技術データをフレームワーク化する必要があります。電気エンクロージャーの故障箇所を伝える能力は、クライアントが最近の出来事を理解し、現在のシステムを監査し、将来のリスクに備える上で大いに役立ちます。.

灰を超えるエンジニアリングの洞察力

米国における商業用火災の総費用（発生した損害と予防、保護、軽減に費やされた費用の合計）は$3,290億円である。これは2011年の数字であり、その対策は以下の通りである。 全体の2.1% 米国の国内総生産。.

経験豊富なフォレンジック・エンジニアリングチームが熱過渡解析を実施することで、故障の原因を特定し、費用を明らかにしたり削減したりするための説明責任を果たすことができます。Dreiym Engineeringのチームは、何が原因であったのか、何が最初に故障したのか、そして再発防止策について、必要なすべての情報を確実にお届けします。.

今すぐお電話ください。, そして、将来に向けてシステムをより確実に保護していきましょう。.