¿Por qué los sistemas eléctricos trifásicos del DC-9 usan interruptores separados y desconectados para cada fase?

Los sistemas eléctricos de las aeronaves utilizan dos tipos de electricidad:

• Corriente continua (DC) , ¹ que siempre viaja en la misma dirección (puede ser suministrada directamente desde la batería de la aeronave, si es necesario, pero generalmente se obtiene del sistema eléctrico AC a través de un rectificador).
• Corriente alterna (CA) , que invierte la dirección muchas veces cada segundo (generalmente suministrada por los generadores accionados por motor o, a veces, por el generador accionado por APU, pero, en caso de emergencia, también se puede obtener de una turbina de aire comprimido) -impulsado por un generador o pasando la salida de CC de la batería a través de un inversor).

La mayor parte del sistema eléctrico de CA de una aeronave típica utiliza CA monofásica, con solo un juego de cables; sin embargo, algunos componentes eléctricos (principalmente motores pesados) requieren CA trifásica, con tres juegos de cables. Como cualquier otro circuito eléctrico, cada una de esas tres fases está protegida por un disyuntor.

La práctica de ingeniería aceptada para los interruptores automáticos trifásicos exige conectar mecánicamente los mecanismos del interruptor para cada una de las tres fases, de modo que una falla en cualquiera de las fases también desconecte las otras dos (evitando que la electricidad de las fases sin falla de ir a lugares a los que no debería) . De hecho, al buscar en Google "disyuntor de avión trifásico" o similar, aparecen imágenes y descripciones de disyuntores con las tres fases compartiendo un solo interruptor mecánico.

Sin embargo, esta práctica estándar aparentemente no se siguió para los interruptores trifásicos en el DC-9 (o, al menos, un DC-9 en particular ; todo el énfasis y [comentarios] son ​​míos):

A las 1851:14, hora del este, [...] los tres disyuntores asociados con el motor de descarga del baño de popa y ubicados en un panel en la pared de la cabina detrás del asiento del capitán, se dispararon en rápida sucesión. (El motor es un motor trifásico de corriente alterna (CA); cada fase incorpora un disyuntor con fines de protección). Después de identificar los disyuntores , el capitán inmediatamente intentó restablecerlos ; los disyuntores no se restablecerían. El capitán asumió que el motor de descarga probablemente se había atascado y no tomó más medidas en este momento. Alrededor de las 1859:58, el capitán volvió a intentar sin éxito restablecer los tres interruptores automáticos.De acuerdo con la grabadora de voz de la cabina (CVR), le dijo al primer oficial que los interruptores automáticos "explotan cuando los empujo". [Página 7, numerada como 2.]

[...]

Los disyuntores de motor de descarga de fase A, fase B y fase C de 5 amperios se retiraron de la cabina y se tomaron rayos X, sin revelar daños internos. Durante una prueba funcional, los tres interruptores automáticos se dispararon cuando la carga eléctrica superó la clasificación de 5 amperios. Los interruptores automáticos se conectaron a una fuente de alimentación y carga y se sometieron a una sobrecarga de corriente de 10 amperios al 100 por ciento. Solo el disyuntor de la fase A excedió el límite de tiempo designado en las especificaciones, antes de dispararse. La Junta de Seguridad no pudo determinar la razón por la que el interruptor automático de la fase A no cumplió con sus especificaciones; sin embargo, los tres interruptores automáticos mostraron evidencia de daño debido a una fuente de calor externa.[Página 42/37. Si los interruptores de las tres fases se hubieran interconectado mecánicamente, según la práctica estándar de ingeniería, el interruptor de la fase A se habría visto obligado a dispararse al mismo tiempo que los otros dos.]

[...]

Las unidades individuales están protegidas por disyuntores individuales de disparo libre. Estos, cuando se disparan, no se pueden restablecer eléctricamente hasta que se enfríen. Aquellas unidades que requieran alimentación trifásica tendrán disyuntores individuales en cada fase. [Página 49/44.]

[...]

Otra posible fuente de ignición cerca del área donde se descubrió el fuego fue el mazo de cables del motor de descarga. El disparo de los tres interruptores automáticos acompañado de los sonidos de arco registrados por el CVR ocurrió a las 1851:14. Los tres disyuntores se dispararon casi simultáneamente, lo que indica que los circuitos de las tres fases se cortocircuitaron al mismo tiempo.La única evidencia de daños en el cableado se encontró donde el mazo de cables del motor de descarga pasó a través del orificio del rayo en la partición entre la sección de servicios y la sección del inodoro del lavabo. El daño observado en el mazo de cables en esta ubicación solo pudo haber sido el resultado del fuego y el calor, y la Junta de Seguridad concluye que el daño al cableado que hizo que se dispararan los tres interruptores automáticos del motor de descarga fue causado por el calor y el fuego. [Página 60/55. Si los tres interruptores hubieran estado interconectados mecánicamente, todos habrían disparado simultáneamente tan pronto como la primera de las tres fases se cortocircuitara, sin importar si las otras dos fallaron o no.]

[...]

A las 18:51:27, el capitán intentó sin éxito restablecer los disyuntores. A las 1859:58, volvió a intentar sin éxito restablecer los tres interruptores automáticos. A las tripulaciones de vuelo de Air Canada se les enseña a hacer un intento para restablecer un disyuntor disparado. Se les enseña que puede ser necesario permitir un tiempo de enfriamiento de 3 minutos antes de que un interruptor automático acepte un reinicio y que los interruptores automáticos que protegen una sola fase no se disparan; por lo tanto, no se puede completar un circuito manteniendo presionado un disyuntor monofásico desenganchado.Lo que es más importante, se les enseña que un disyuntor disparado indica que el circuito protegido por el disyuntor ya no está alimentado. La tripulación de vuelo y otro personal de vuelo de Air Canada declararon que los disparos de los interruptores automáticos durante el vuelo no son una ocurrencia poco común, y el procedimiento contenido en el DC-9/AOM de Air Canada permite al personal hacer frente adecuadamente a tales ocurrencias.

En este caso, el capitán intentó restablecer dos veces cada uno de los interruptores automáticos disparados ; el primer intento ocurrió casi inmediatamente después de que tropezaran y no tuvo éxito. Él testificó que "pensó en ese momento que la unidad (motor de lavado) podría estar sobrecalentada, así que simplemente continué con la rutina del vuelo... y después de que había pasado cierto tiempo... intenté restablecer los disyuntores nuevamente para Cerciorarse. ... Los interruptores automáticos no se movían”. Aunque el capitán no pudo detectar ningún movimiento de los interruptores automáticos, el CVR mostró que los sonidos de arco, que no eran audibles ni para el capitán ni para el primer oficial, acompañaban cada intento de restablecer cada interruptor automático.indicando que el disyuntor se había movido y se había hecho un contacto eléctrico momentáneo. Sin embargo, una vez que se hizo el contacto, el circuito de protección hizo que el interruptor se disparara nuevamente. Dado que el fuego ya estaba bien establecido, los intentos de restablecer los interruptores automáticos no tuvieron efecto en la secuencia de eventos. Aproximadamente a las 1902:40, 11 minutos y 26 segundos después del disparo inicial de los tres interruptores automáticos del motor, la azafata n.º 2 informó a la tripulación de vuelo que había un "incendio". [Páginas 64-65/59-60.]

¿Por qué los sistemas eléctricos trifásicos del DC-9 no están protegidos con interruptores trifásicos adecuados, en lugar de interruptores monofásicos separados para cada fase?

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¹ : No hay relación con DC en los nombres de los aviones Douglas, con la compañía de historietas o con la sede del gobierno de EE. UU.