لماذا يهم التحليل الحراري العابر في حاويات الأجهزة الكهربائية لفحص ما بعد الحريق

إن أعقاب حريق كهربائي واسع النطاق تكون دائمًا فوضوية. تظهر الكثير من علامات الضرر المرئي، مثل الأسلاك المنصهرة، أو الأغلفة المتفحمة، أو الرائحة الدائمة للعزل المحترق التي يستحيل غسلها من الملابس. داخل هذه العلامات توجد أدلة خفية يبحث عنها مهندسونا المتخصصون في الطب الشرعي، مثل أنماط درجات الحرارة، والتدرجات الحرارية، ومسارات انتشار الحرارة.

هدفنا هو تحديد التسلسل الدقيق للأحداث باستخدام إجراءات قائمة على الأدلة ورؤى الخبراء. هذا هو المكان الذي يعتبر فيه تحليل العبور الحراري حاسمًا لعملنا. يمكننا نمذجة كيفية انتقال الحرارة عبر حاوية كهربائية بمرور الوقت، وتحديد ليس فقط ما فشل، بل أيضًا كيف ولماذا ومتى، وهو ما تحتاجه شركات التأمين والخبراء القانونيون لتحديد المسؤولية.

حدود الفحص البصري في تحقيقات ما بعد الحريق

تعتمد معظم التحقيقات بعد الحرائق بشكل كبير على أنماط الاحتراق، أو التشوه المادي، أو رسم الأقواس، أو علامات الأعطال الميكانيكية. في حين أن هذه الرؤى توفر بعض المعلومات، إلا أنها غالبًا ما تفتقر إلى فهم كيفية الحريق الخارجي قد يعيق الضرر أصول الأعطال الداخلية، أو أن العلامات التي تتركها علامات القوس يمكن الخلط بينها بسرعة كبيرة مع نقاط الاشتعال الثانوية.

نتجاوز الأعطال المتسلسلة للمكونات التي غالبًا ما تظهر متزامنة بعد الانهيار الحراري. هدفنا هو تقليل الغموض حول ما حدث باتباع إرشادات صارمة، مثل NFPA 921 (دليل التحقيقات في الحرائق والانفجارات)، حيث يصبح النمذجة العلمية ضرورية بشكل متزايد مع تدهور الأدلة المادية. هذا هو المكان الذي نعتمد فيه بشكل كبير على تحليل الانتقال الحراري.

ما هو تحليل الانتقال الحراري؟

الفكرة الأساسية للتحليل الحراري العابر هي إعادة إنشاء ما حدث عن طريق محاكاة انتقال الحرارة بمرور الوقت داخل حاوية، مثل لوحة دوائر كهربائية أو غلاف معدات. سيساعد ذلك في تحديد نقاط بيانات مثل:

• شدة مصدر الحرارة
• مدة مصدر الحرارة
• الموصلية الحرارية (بما في ذلك تحليل المواد)
• تدفق هواء قليل جداً أو كثير جداً (داخل الغلاف)
• انبعاثية السطح
• تأثير الظروف المحيطة
• تباعد المكونات، والهندسة، والتدريع الواقي

ذوو الخبرة ومرخصون يمكن للمهندسين الشرعيين إعادة بناء الحرارة بفعالية بيئة خلال فترة زمنية محددة. يمكننا بعد ذلك إنشاء جدول زمني للتدهور، والإجابة على أسئلة مثل متى تعطل القاطع، وما إذا كان المصهر الحراري قد تلف، أو ما إذا كانت آليات التبريد قد تم تفعيلها.

لماذا تعتبر الانتقالات الحرارية مهمة في العبوات الكهربائية

تكمن المشكلة في معظم تصميمات الأنظمة الكهربائية التجارية والصناعية في أن لوحات القواطع، وخزانات التحكم، وصناديق التوصيل يمكن أن تتحول جميعها بسرعة إلى حجرات ضغط أثناء الحريق. كلما ارتفعت درجات الحرارة، زادت احتمالية ذوبان الموصلات، أو تفحم العزل، أو تبخير المعادن التي تمزق بقية الغلاف (وتقذف المواد المحترقة للخارج).

بدون تحليل العابر الحراري لتحديد سبب هذه المقذوفات، قد يكون من الصعب تحديد ما إذا كانت النار قد بدأت داخل أو خارج العلبة، أو ما إذا كانت العلبة قد تعرضت لخطر خارجي وفشلت بسبب عامل آخر.

عديدة دراسات اختبار من قبل فرق مثل NIST (المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا) قد حققت في حرائق المفاتيح الكهربائية الصناعية لتحديد ما إذا كان الانتشار الحراري يحدث داخل العبوات أو يؤدي إلى أقواس كهربائية ثانوية عند أطراف الموصلات. بهذه الطريقة، يمتلك المهندسون مثل فريقنا المزيد من الأدلة للتمييز بين الإنذارات الكاذبة وتتبع المصدر الفعلي للضرر أثناء الفحص البصري.

مدخلات شائعة لمحاكاة الحرارة الدقيقة

إن الطريقة الأكثر فعالية لإجراء التحليل الحراري الانتقالي هي جمع أكبر قدر ممكن من البيانات والمعلومات الموثوقة. قد يشمل ذلك النظر عن كثب في:

• المكونات والمواد وخصائص الموصلات، والموصلات الرئيسية، والأغلفة البلاستيكية، وما إلى ذلك.
• بالنظر إلى هندسة الحاوية، خاصة فيما يتعلق بتكوينات الفتحات
• جمع بيانات درجة الحرارة والوقت باستخدام كاميرات الأشعة تحت الحمراء ومسجلات/مسجلات درجة الحرارة
• تقدير نقاط الاشتعال باستخدام الأشعة السينية أو رسم الخرائط القوسية
• بالنظر بشكل أعمق إلى الظروف المحيطة في الوقت المقدر للحادث، مثل درجة الحرارة والرطوبة وتدفق الهواء

في بعض الحالات الفريدة،, فريق خبرائنا في Dreiym Engineering ستتناول النمذجة الحرارية لما بعد الحريق بناءً على التصوير الحراري الذي تم إجراؤه أثناء اختبار الأنظمة الحية. يوفر هذا خط أساس يمكننا استخدامه لمقارنة بيانات ما بعد الحريق. نحن نستخدم مزيجًا من الأدوات والإجراءات الحديثة، تتراوح من جمع البيانات الميدانية إلى برامج المحاكاة والتحليل المخبري.

في معظم الحالات، يمكننا إنشاء تقارير شاملة تتضمن المخططات الكهربائية، وسجلات النظام، والصور بالأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية، والنماذج ثلاثية الأبعاد، وغير ذلك. لا تساعد هذه المخرجات في منع المشاكل المستقبلية في نفس الأنظمة أو الأنظمة المماثلة فحسب، بل تساعد أيضًا شركات التأمين في معرفة كيفية منع مثل هذه المخاطر بشكل استباقي لعملاء آخرين.

كيفية تطبيق أدوات النمذجة في التحليل الحراري العابر

عادةً ما نبدأ بفحص بصري في الموقع ثم نجمع البيانات عبر عدة أدوات. هدفنا هو عكس هندسة الغلاف، مع مراعاة سماكة الجدران، ومواقع الفتحات، وأي تخطيطات داخلية أخرى. قد نستخدم النمذجة الشبكية المستمدة من CAD أو نطبق معلمات حرارية خاصة بالمواد (التوصيلية، الحرارة النوعية، الانبعاثية، إلخ).

من هناك، نهدف إلى تحديد مدخلات حرارية زمنية باستخدام محاكاة تحسب توزيع درجة الحرارة عبر الحجم الكامل للمغلق. هذا يمكن أن يحدد بشكل أفضل بداية القوس أو وصول النار. نحن نحاول معايرة المعلومات باستخدام بيانات الكاميرا الحرارية (إذا كانت متوفرة) أو أجهزة أخرى لضبط نقاط مرجعية. يمكن أن يشمل ذلك أيضًا أنماط الذوبان، وإزاحة اللحام، وتغير لون العزل.

هذه مجرد أمثلة قليلة لكيفية تطبيقنا لأدوات النمذجة في التحليل الحراري العابر. لعقود من الزمن، أجرينا تحليل ما بعد الحريق للعملاء في جميع أنحاء تكساس ولويزيانا وأوكلاهوما ونيو مكسيكو وكولورادو. محققي الحرائق لدينا هم أيضًا الجمعية الوطنية لمحققي الحرائق (NAFI) وخبراء التحقيق في الحرائق والانفجارات المعتمدون (CFEI) وخبراء التحقيق في حرائق المركبات المعتمدون (CVFI). هذا يعني أننا نأخذ وقتنا لضمان أن تكون المعلومات مدعومة بالأدلة وشاملة قدر الإمكان لجميع الأطراف المعنية.

لماذا أصبح نمذجة الحرارة العابرة أكثر أهمية من أي وقت مضى

إن التصميم الحديث لعلب الأجهزة الكهربائية يزداد تعقيدًا. تطبيقات التجارة والصناعة تجعل الكشف عن أحداث الفشل، التي غالبًا ما تكون صعبة التفسير، أمرًا صعبًا. من الشائع العثور على أنظمة تحتوي على وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs)، ومحركات التردد المتغيرة (VFDs)، ومراقبة ذكية متصلة لإشعارات في الوقت الفعلي عن بعد. ينتج عن هذا سلوك حمل غير خطي وملفات حرارية مختلطة، مما يجعل التحقيق الجنائي أكثر أهمية في تحديد المسؤولية.

نحن ننظر إلى كل نموذج حراري من خلال عدسة الخلفية التقنية والسياق القانوني أو التأميني. تحقيقنا الجنائي كثيراً ما يُطلب من المهندسين تقديم خبرة شهادة في الإجراءات القانونية، لذا يجب علينا تأطير البيانات الفنية بطريقة تجعلها في متناول المهندسين غير المتخصصين في الطب الشرعي. هذه القدرة على توصيل نقاط الفشل للأغلفة الكهربائية تساعد عملاءنا كثيرًا في فهم الأحداث الأخيرة، ومراجعة الأنظمة الحالية، والاستعداد للمخاطر المستقبلية.

رؤى هندسية تتجاوز الرماد

بلغت التكلفة الإجمالية لحرائق المباني التجارية في الولايات المتحدة (مزيج من الأضرار الناجمة والإنفاق على الوقاية والحماية والتخفيف) $329 مليار دولار. وكان ذلك في عام 2011 ويقيس حوالي 2.1% من الإجمالي الناتج المحلي الإجمالي للولايات المتحدة.

إن قيام فريق هندسة جنائية ذي خبرة ومرخص بإجراء تحليل حراري عابر يساعد في تحديد قصة الفشل ويوفر المساءلة للكشف عن النفقات أو تقليلها. فريقنا في Dreiym Engineering هنا لضمان حصولك على جميع المعلومات اللازمة حول ما كان مسؤولاً، وما الذي فشل أولاً، وكيفية منع حدوث ذلك مرة أخرى.

اتصل بنا اليوم لتحديد موعد استشارة, ولنتأكد من أن أنظمتك محمية بشكل أفضل في المستقبل.