Pourquoi l'analyse transitoire thermique des enceintes électriques est importante pour les inspections post-incendie

Les suites d'un incendie électrique majeur sont toujours désordonnées. De nombreux indices visuels de dommages sont présents, tels que des fils fondus, des boîtiers calcinés, ou l'odeur persistante d'isolant brûlé impossible à laver des vêtements. Cachés dans ces signes se trouvent des indices que nos ingénieurs forensiques experts recherchent, tels que des schémas de température, des gradients thermiques et des chemins de propagation de la chaleur.

Notre objectif est de déterminer la séquence exacte des événements en utilisant des procédures fondées sur des preuves et l'avis d'experts. C'est là qu'une analyse thermique transitoire est cruciale pour notre travail. Nous pouvons modéliser la façon dont la chaleur s'est propagée à travers une enceinte électrique au fil du temps, déterminant non seulement ce qui a échoué, mais aussi le comment, le pourquoi et le quand nécessaires aux compagnies d'assurance et aux experts juridiques pour attribuer les responsabilités.

Les limites de l'inspection visuelle dans les enquêtes post-incendie

La plupart des enquêtes post-incendie s'appuient trop sur les motifs de brûlage, la déformation physique, la cartographie des arcs électriques ou les signes de défaillances mécaniques. Bien que ces informations fournissent quelques éléments, elles manquent souvent d'un compréhension de la façon dont le feu extérieur les dégâts peuvent masquer l'origine des défauts internes, ou que les marques laissées par les arcs peuvent être trop rapidement confondues avec des points d'allumage secondaires.

Nous dépassons les pannes de composants séquentielles qui apparaissent souvent simultanément après un effondrement thermique. Notre objectif est de réduire l'ambiguïté de ce qui s'est passé en suivant des directives 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 physiques se dégradent. C'est là que nous nous appuyons fortement sur l'analyse thermique transitoire.

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

L'idée de base de l'analyse thermique transitoire est de recréer ce qui s'est passé en simulant les transferts de chaleur au fil du temps dans une enceinte, telle qu'une carte de circuit imprimé ou un boîtier d'équipement. Cela permettra 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)
• Trop peu ou trop d'air (à l'intérieur du boîtier)
• Émissivité de surface
• Impact des conditions ambiantes
• Espacement des composants, géométrie et blindage de protection

Nos professionnels expérimentés et agréés les ingénieurs forensiques peuvent reconstituer efficacement le thermique environnement sur une période donnée. Nous pouvons alors générer une chronologie de la dégradation, répondant à des questions telles que quand le disjoncteur a échoué, si le fusible thermique a été endommagé, ou si les mécanismes de refroidissement ont été déclenchés.

Pourquoi les transitoires thermiques sont importants dans les boîtiers électriques

Le problème avec la plupart des conceptions de systèmes électriques commerciaux et industriels est que les tableaux de disjoncteurs, les armoires de commande et les boîtes de jonction peuvent rapidement devenir des compartiments sous pression lors d'un incendie. Plus les températures grimpent, plus le risque de faire fondre les conducteurs, de carboniser l'isolant ou de vaporiser des métaux qui font éclater le reste de l'enceinte (et projettent des matières enflammées vers l'extérieur) est élevé.

Sans l'analyse des transitoires thermiques pour déterminer la cause de ces éjections, il peut être difficile de décider si l'incendie a commencé à l'intérieur ou à l'extérieur de l'enceinte, ou si l'enceinte a été violée par un incendie externe et a défailli secondairement à un autre facteur.

De nombreux études de test par des équipes comme le NIST (National Institute of Standards and Technology) ont enquêté sur les incendies d'appareillage de commutation industriels afin de déterminer si la propagation thermique se produit à l'intérieur des boîtiers ou si elle entraîne des arcs secondaires aux bornes des conducteurs. Ainsi, les ingénieurs comme notre équipe disposent de preuves supplémentaires pour distinguer les faux positifs et retracer la source réelle des dommages lors d'une inspection visuelle.

Entrées courantes pour des simulations thermiques précises

La manière la plus efficace de mener une analyse thermique transitoire est de collecter autant de données et d'informations fiables que possible. Cela peut inclure un examen plus approfondi de :

• Les composants matériels et les propriétés des conducteurs, des barres omnibus, des boîtiers en plastique, etc.
• Compte tenu de la géométrie de l'enceinte, notamment par rapport aux configurations de ventilation
• Collecte de données de température et de temps à l'aide de caméras infrarouges et d'enregistreurs/loggers de température
• Estimation des points d'allumage par balayage aux rayons X ou cartographie d'arcs
• En examinant 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 chez Dreiym Engineering adoptera une modélisation thermique post-incendie basée sur l'imagerie thermique réalisée lors des tests des systèmes en direct. Cela fournit 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 aux logiciels de simulation et à l'analyse en laboratoire.

Dans la plupart des cas, nous pouvons générer des rapports complets qui incluent des schémas électriques, des journaux système, des images infrarouges et radiographiques, la modélisation 3D, et plus encore. Non seulement ces livrables aident à prévenir les problèmes futurs dans les mêmes systèmes ou des systèmes similaires, mais ils aident également les compagnies d'assurance à trouver comment prévenir de manière proactive de tels risques pour d'autres clients.

Comment les outils de modélisation sont appliqués dans l'analyse transitoire thermique

Nous commençons généralement par une inspection visuelle sur site, puis nous collectons des données à l'aide de plusieurs outils. Notre objectif est de réaliser une ingénierie inverse 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 la modélisation par maillage dérivée de la CAO ou appliquer des paramètres thermiques spécifiques au matériau (conductivité, chaleur spécifique, émissivité, etc.).

À partir de là, nous visons à déterminer une entrée thermique basée sur le temps à l'aide d'une simulation qui calcule la distribution de température sur l'ensemble du volume de l'enceinte. Cela pourrait mieux identifier l'initiation d'un l'arc ou l'arrivée du feu. Nous essayons de calibrer des informations à l'aide de données de caméra thermique (si disponibles) ou d'autres appareils pour définir des points de référence. Cela pourrait également inclure les motifs de fusion, le déplacement de la soudure et la décoloration de l'isolant.

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

Pourquoi la modélisation thermique transitoire est plus importante que jamais

La conception moderne des coffrets électriques ne cesse de se complexifier. Les applications commerciales et industrielles rendent la découverte d'événements de défaillance qui ne sont souvent pas faciles à interpréter. Il est courant de trouver des systèmes équipés d'automates programmables industriels (API), de variateurs de fréquence (VFD) et de systèmes de surveillance connectés intelligents pour des notifications à distance en temps réel. Cela entraîne un comportement de charge non linéaire et des profils thermiques mixtes, rendant l'enquête médico-légale d'autant plus cruciale pour déterminer les responsabilités.

Nous envisageons chaque modèle thermique à travers le prisme du contexte technique et juridique ou d'assurance. Notre expertise médico-légale les ingénieurs ont souvent été sollicités pour fournir une expertise témoignages dans les procédures judiciaires, nous devons donc présenter les données techniques de manière à les rendre plus accessibles aux ingénieurs non spécialisés en criminalistique. Cette capacité à communiquer les points de défaillance des boîtiers électriques contribue grandement à aider nos clients à comprendre les événements récents, à auditer les systèmes actuels et à se préparer aux risques futurs.

L'ingénierie qui va au-delà des 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 un total de $329 milliards. C'était en 2011 et cela représente environ 2.1% du total Produit intérieur brut des États-Unis.

Faire appel à une équipe d'ingénierie forensique expérimentée et agréée pour réaliser une analyse thermique transitoire permet d'identifier la cause de la défaillance et d'établir les responsabilités pour découvrir ou réduire les coûts. Notre équipe chez Dreiym Engineering est là pour vous garantir de recevoir toutes les informations nécessaires sur ce qui a été responsable, ce qui a cédé en premier, et comment éviter que cela ne se reproduise.

Appelez-nous dès aujourd'hui pour planifier une consultation, et assurons-nous que vos systèmes soient mieux protégés à l'avenir.