Dlaczego analiza termicznych stanów przejściowych w obudowach elektrycznych ma znaczenie dla kontroli po pożarze?

Następstwa rozległego pożaru instalacji elektrycznej są zawsze nieładne. Występuje wiele wizualnych oznak uszkodzeń, takich jak stopione przewody, spalone obudowy lub utrzymujący się zapach spalonej izolacji, którego nie można zmyć z odzieży. Wewnątrz tych znaków znajdują się ukryte wskazówki, których szukają nasi eksperci kryminalistyczni, takie jak wzorce temperatury, gradienty termiczne i ścieżki rozprzestrzeniania się ciepła.

Naszym celem jest określenie dokładnej sekwencji zdarzeń przy użyciu procedur opartych na dowodach i doświadczeniu. To właśnie w tym obszarze analiza stanów nieustalonych termicznie ma kluczowe znaczenie dla naszej pracy. Możemy modelować, w jaki sposób ciepło przemieszczało się przez obudowę elektryczną w czasie, określając nie tylko, co zawiodło, ale także jak, dlaczego i kiedy, czego wymagają firmy ubezpieczeniowe i eksperci prawni, aby przypisać odpowiedzialność.

Ograniczenia kontroli wzrokowej w dochodzeniach popożarowych

Większość badań po pożarze opiera się w zbyt dużym stopniu na wzorcach spalania, deformacji fizycznej, mapowaniu łuku lub oznakach uszkodzeń mechanicznych. Chociaż te spostrzeżenia dostarczają pewnych informacji, często brakuje w nich zrozumienie, w jaki sposób ogień zewnętrzny uszkodzenia mogą zaciemniać wewnętrzne źródła usterek lub że ślady pozostawione przez łuki mogą być zbyt szybko mylone z wtórnymi punktami zapłonu.

Patrzymy poza sekwencyjne awarie komponentów, które często pojawiają się jednocześnie po załamaniu termicznym. Naszym celem jest zmniejszenie niejednoznaczności tego, co się stało, poprzez przestrzeganie ścisłych wytycznych, takich jak NFPA 921 (Guide for Fire and Explosion Investigations), gdzie modelowanie naukowe staje się coraz bardziej istotne, ponieważ dowody fizyczne ulegają degradacji. W tym przypadku polegamy w dużej mierze na analizie przejściowych stanów termicznych.

Czym jest analiza przejściowych stanów termicznych?

Podstawową ideą analizy przejściowych stanów termicznych jest odtworzenie tego, co się stało, poprzez symulację transferu ciepła w czasie w obudowie, takiej jak płytka drukowana lub obudowa sprzętu. Pomoże to określić punkty danych, takie jak:

• Intensywność źródła ciepła
• Czas trwania źródła ciepła
• Przewodność cieplna (w tym analiza materiału)
• Zbyt mały lub zbyt duży przepływ powietrza (wewnątrz obudowy)
• Emisyjność powierzchni
• Wpływ warunków otoczenia
• Rozstaw komponentów, geometria i ekranowanie ochronne

Nasz doświadczony i licencjonowany Inżynierowie kryminalistyczni mogą skutecznie zrekonstruować temperaturę środowisko w określonym czasie. Następnie możemy wygenerować oś czasu degradacji, odpowiadając na pytania, takie jak kiedy wyłącznik uległ awarii, czy bezpiecznik termiczny został uszkodzony lub czy mechanizmy chłodzenia zostały uruchomione.

Dlaczego stany nieustalone termicznie mają znaczenie w obudowach elektrycznych

Problem z większością komercyjnych i przemysłowych projektów instalacji elektrycznych polega na tym, że panele wyłączników, szafy sterownicze i skrzynki połączeniowe mogą szybko stać się przedziałami ciśnieniowymi podczas pożaru. Im większy skok temperatury, tym większa szansa na stopienie przewodów, zwęglenie izolacji lub odparowanie metali, które rozrywają resztę obudowy (i wyrzucają płonący materiał na zewnątrz).

Bez analizy termicznych stanów nieustalonych w celu określenia przyczyny tych wyrzutów, może być trudno zdecydować, czy pożar rozpoczął się wewnątrz czy na zewnątrz obudowy, czy też obudowa została naruszona przez ogień zewnętrzny i uległa awarii z powodu innego czynnika.

Liczne badania testowe Zespoły takie jak NIST (National Institute of Standards and Technology) badały pożary rozdzielnic przemysłowych w celu ustalenia, czy propagacja termiczna występuje wewnątrz obudów, czy też prowadzi do wtórnych łuków na zaciskach przewodów. W ten sposób inżynierowie, tacy jak nasz zespół, mają więcej dowodów na rozróżnienie fałszywych alarmów i śledzenie rzeczywistego źródła uszkodzeń podczas inspekcji wizualnej.

Typowe dane wejściowe dla dokładnych symulacji termicznych

Najskuteczniejszym sposobem przeprowadzenia analizy przejściowych stanów termicznych jest zebranie jak największej ilości wiarygodnych danych i informacji. Może to obejmować bliższe przyjrzenie się:

• Składniki materiałowe i właściwości przewodów, szyn zbiorczych, plastikowych obudów itp.
• Uwzględnienie geometrii obudowy, zwłaszcza w odniesieniu do konfiguracji otworów wentylacyjnych
• Zbieranie danych czasowo-temperaturowych za pomocą kamer na podczerwień i rejestratorów/loggerów temperatury
• Szacowanie punktów zapłonu przy użyciu skanów rentgenowskich lub mapowania łukowego
• Bliższe przyjrzenie się warunkom otoczenia w szacowanym czasie zdarzenia, takim jak temperatura, wilgotność i przepływ powietrza.

W niektórych wyjątkowych przypadkach, Nasz zespół ekspertów w Dreiym Engineering podejdziemy do modelowania termicznego po pożarze w oparciu o obrazowanie termiczne wykonane podczas testów systemów na żywo. Zapewnia to punkt odniesienia, który możemy wykorzystać do porównania danych po pożarze. Wykorzystujemy kombinację nowoczesnych narzędzi i procedur, począwszy od gromadzenia danych w terenie po oprogramowanie symulacyjne i analizę laboratoryjną.

W większości przypadków możemy wygenerować kompleksowe raporty, które obejmują schematy elektryczne, dzienniki systemowe, obrazowanie w podczerwieni i rentgenowskie, modelowanie 3D i wiele innych. Raporty te nie tylko pomagają zapobiegać przyszłym problemom w tych samych lub podobnych systemach, ale także pomagają firmom ubezpieczeniowym dowiedzieć się, jak proaktywnie zapobiegać takim zagrożeniom dla innych klientów.

Jak narzędzia do modelowania są stosowane w analizie przejściowych stanów termicznych?

Zazwyczaj zaczynamy od oględzin na miejscu, a następnie zbieramy dane za pomocą kilku narzędzi. Naszym celem jest inżynieria odwrotna geometrii obudowy, biorąc pod uwagę grubość ścianek, rozmieszczenie otworów wentylacyjnych i wszelkie inne wewnętrzne układy. Możemy skorzystać z modelowania siatkowego opartego na CAD lub zastosować parametry termiczne specyficzne dla materiału (przewodność, ciepło właściwe, emisyjność itp.).

Stamtąd zamierzamy określić czasowy wkład termiczny za pomocą symulacji, która oblicza rozkład temperatury w całej objętości obudowy. Mogłoby to lepiej zidentyfikować inicjację łuk lub nadejście ognia. Próbujemy skalibrować informacje przy użyciu danych z kamery termowizyjnej (jeśli są dostępne) lub innych urządzeń w celu ustalenia punktów odniesienia. Może to również obejmować wzory topnienia, przemieszczenie lutowia i odbarwienie izolacji.

To tylko kilka przykładów tego, w jaki sposób stosujemy narzędzia modelowania do analizy przejściowych stanów termicznych. Od dziesięcioleci przeprowadzamy analizy popożarowe dla klientów w Teksasie, Luizjanie, Oklahomie, Nowym Meksyku i Kolorado. Nasi śledczy ds. pożarów są również Krajowe Stowarzyszenie Inspektorów Ochrony Przeciwpożarowej (NAFI), Certified Fire and Explosion Investigators (CFEI) oraz Certified Vehicle Fire Investigators (CVFI). Oznacza to, że poświęcamy czas, aby zapewnić, że informacje są poparte dowodami i wyczerpujące, jak to tylko możliwe dla wszystkich zainteresowanych stron.

Dlaczego modelowanie nieustalonych temperatur ma większe znaczenie niż kiedykolwiek wcześniej

Nowoczesne konstrukcje obudów elektrycznych stają się coraz bardziej złożone. Zastosowania komercyjne i przemysłowe sprawiają, że odkrywanie zdarzeń związanych z awariami często nie jest łatwe do zinterpretowania. Często spotyka się systemy z programowalnymi sterownikami logicznymi (PLC), napędami o zmiennej częstotliwości (VFD) i inteligentnym połączonym monitorowaniem w celu zdalnego powiadamiania w czasie rzeczywistym. Skutkuje to nieliniowym zachowaniem obciążenia i mieszanymi profilami cieplnymi, co sprawia, że dochodzenie sądowe jest jeszcze ważniejsze dla ustalenia odpowiedzialności.

Patrzymy na każdy model termiczny przez pryzmat zaplecza technicznego i kontekstu prawnego lub ubezpieczeniowego. Nasz kryminalistyczny Inżynierowie byli często wzywani do zapewnienia ekspertyzy zeznania w postępowaniu sądowym, więc musimy przedstawić dane techniczne w sposób, który sprawi, że będą one bardziej dostępne dla inżynierów niebędących biegłymi sądowymi. Zdolność do informowania o punktach awarii obudów elektrycznych znacznie pomaga naszym klientom zrozumieć ostatnie wydarzenia, przeprowadzić audyt obecnych systemów i przygotować się na przyszłe ryzyko.

Inżynieria, która wykracza poza popioły

Całkowity koszt pożaru komercyjnego w USA (połączenie spowodowanych szkód i pieniędzy wydanych na zapobieganie, ochronę i łagodzenie skutków) wynosi łącznie $329 miliardów. Było to w 2011 roku i wyniosło około 2.1% całości Produkt krajowy brutto USA.

Zlecenie doświadczonemu i licencjonowanemu zespołowi inżynierii sądowej przeprowadzenia analizy przejściowych stanów termicznych pomaga zidentyfikować historię awarii i zapewnić odpowiedzialność za ujawnienie lub zmniejszenie wydatków. Nasz zespół w Dreiym Engineering jest tutaj, aby zapewnić, że otrzymasz wszystkie niezbędne informacje o tym, co było odpowiedzialne, co zawiodło jako pierwsze i jak temu zapobiec.

Zadzwoń do nas już dziś, aby umówić się na konsultację, i zapewnijmy lepszą ochronę systemów w przyszłości.