Warum verwenden die dreiphasigen elektrischen Systeme des DC-9 separate, nicht verbundene Unterbrecher für jede Phase?

Elektrische Flugzeugsysteme verwenden zwei Arten von Elektrizität:

• Gleichstrom (DC) , ¹ , der immer in die gleiche Richtung fließt (kann bei Bedarf direkt von der Flugzeugbatterie geliefert werden, wird jedoch normalerweise über einen Gleichrichter aus dem Wechselstromsystem bezogen).
• Wechselstrom (AC) , der jede Sekunde viele Male die Richtung umkehrt (normalerweise von den motorbetriebenen Generatoren oder manchmal vom APU-betriebenen Generator geliefert, kann aber im Notfall auch von einer Stauluftturbine bezogen werden -angetriebener Generator oder indem der DC-Ausgang der Batterie durch einen Wechselrichter geleitet wird).

Die meisten Wechselstromsysteme eines typischen Flugzeugs verwenden einphasigen Wechselstrom mit nur einem Kabelsatz. Einige elektrische Komponenten (hauptsächlich schwere Motoren) benötigen jedoch dreiphasigen Wechselstrom mit drei Kabelsätzen. Wie jeder andere Stromkreis ist jede dieser drei Phasen durch einen Leistungsschalter geschützt.

Die anerkannte technische Praxis für dreiphasige Leistungsschalter erfordert die mechanische Verbindung der Leistungsschaltermechanismen für jede der drei Phasen, so dass ein Fehler in einer der Phasen auch die anderen beiden offline auslöst (wodurch verhindert wird, dass Strom von den nicht fehlerhaften Phasen kommt von Orten zu gehen, an denen es nicht sein sollte) . Wenn Sie „3-Phasen-Leistungsschalter für Flugzeuge“ oder ähnliches googeln, werden Bilder und Beschreibungen von Leistungsschaltern angezeigt, bei denen alle drei Phasen einen einzigen mechanischen Kippschalter teilen.

Diese Standardpraxis wurde jedoch anscheinend nicht für die dreiphasigen Leistungsschalter des DC-9 befolgt (oder zumindest eines bestimmten DC-9 ; alle Hervorhebungen und [Kommentare] stammen von mir):

Um 18:51:14 Uhr östlicher Tageslichtzeit [...] lösten sich die drei Leistungsschalter, die mit dem Spülmotor der hinteren Toilette verbunden waren und sich auf einer Tafel an der Cockpitwand hinter dem Kapitänssitz befanden, in schneller Folge aus. (Der Motor ist ein Dreiphasen-Wechselstrommotor; jede Phase enthält zu Schutzzwecken einen Leistungsschalter.) Nachdem er die Leistungsschalter identifiziert hatte , unternahm der Kapitän sofort einen Versuch, sie zurückzusetzen ; Die Leistungsschalter würden nicht zurückgesetzt. Der Kapitän ging davon aus, dass sich der Spülmotor vermutlich festgesetzt hatte und unternahm zu diesem Zeitpunkt keine weiteren Maßnahmen. Um 18:59:58 Uhr versuchte der Kapitän erneut erfolglos, die drei Leistungsschalter zurückzusetzen.Laut dem Cockpit-Diktiergerät (CVR) sagte er dem Ersten Offizier, dass der/die Leistungsschalter „knallt, wenn ich ihn drücke“. [Seite 7, nummeriert als 2.]

[...]

Die bündigen 5-Ampere-Motorschutzschalter der Phasen A, Phase B und Phase C wurden aus dem Cockpit entfernt und geröntgt, wobei keine inneren Schäden festgestellt wurden. Bei einem Funktionstest lösten alle drei Sicherungsautomaten aus, als die elektrische Last die 5-Ampere-Nennleistung überschritt. Die Leistungsschalter wurden an eine Stromquelle und eine Last angeschlossen und einer 100-prozentigen Stromüberlastung von 10 Ampere ausgesetzt. Nur der Leistungsschalter der Phase A hat die in den Spezifikationen festgelegte Zeitgrenze überschritten, bevor er ausgelöst hat. Das Safety Board konnte den Grund für das Versagen des Phase-A-Leistungsschalters, seine Spezifikationen zu erfüllen, nicht ermitteln; Alle drei Leistungsschalter zeigten jedoch Anzeichen von Schäden aufgrund einer externen Wärmequelle.[Seite 42/37. Wären die Unterbrecher für die drei Phasen mechanisch miteinander verbunden gewesen, wie es die übliche Ingenieurspraxis vorsieht, hätte der Unterbrecher der Phase A gleichzeitig mit den anderen beiden auslösen müssen.]

[...]

Einzelne Einheiten werden durch einzelne auslösefreie Leistungsschalter geschützt. Diese können, wenn sie ausgelöst werden, nicht elektrisch zurückgesetzt werden, bis sie abgekühlt sind. Die Einheiten, die eine dreiphasige Versorgung benötigen, haben in jeder Phase individuelle Unterbrecher. [Seite 49/44.]

[...]

Eine weitere mögliche Zündquelle in der Nähe der Brandstelle war der bündige Motorkabelbaum. Das Auslösen der drei Leistungsschalter, begleitet von den vom CVR aufgezeichneten Lichtbogengeräuschen, erfolgte um 18:51:14 Uhr. Die drei Leistungsschalter lösten fast gleichzeitig aus, was darauf hinweist, dass die Schaltkreise aller drei Phasen gleichzeitig kurzgeschlossen wurden.Der einzige Beweis für einen Kabelschaden wurde dort gefunden, wo der Kabelbaum des Spülmotors durch das Blitzloch in der Trennwand zwischen dem Toilettenbereich und dem Toilettenbereich der Toilette geführt wurde. Die an dieser Stelle im Kabelbaum festgestellten Schäden können nur durch Feuer und Hitze verursacht worden sein, und das Sicherheitsgremium kommt zu dem Schluss, dass die Beschädigung der Verkabelung, die zum Auslösen der drei bündigen Motorschutzschalter führte, durch Hitze und Feuer verursacht wurde. [Seite 60/55. Wären die drei Leistungsschalter mechanisch miteinander verbunden gewesen, hätten sie alle gleichzeitig ausgelöst, sobald die erste der drei Phasen kurzgeschlossen wurde, unabhängig davon, ob die anderen beiden fehlerhaft waren oder nicht.]

[...]

Um 18:51:27 Uhr versuchte der Kapitän erfolglos, die Leistungsschalter zurückzusetzen. Um 18:59:58 versuchte er erneut erfolglos, die drei Leistungsschalter zurückzusetzen. Den Flugbesatzungen von Air Canada wird beigebracht, einen Versuch zu unternehmen, einen ausgelösten Leistungsschalter zurückzusetzen. Ihnen wird beigebracht, dass es notwendig sein kann, eine 3-minütige Abkühlzeit zuzulassen, bevor ein Leistungsschalter ein Zurücksetzen akzeptiert, und dass Leistungsschalter, die eine einzelne Phase schützen, nicht ausgelöst werden; Daher kann ein Stromkreis nicht geschlossen werden, indem ein unverklinkter einphasiger Leistungsschalter gehalten wird.Am wichtigsten ist, dass ihnen beigebracht wird, dass ein ausgelöster Leistungsschalter bedeutet, dass der durch den Leistungsschalter geschützte Stromkreis nicht mehr mit Strom versorgt wird. Die Flugbesatzung und anderes Flugpersonal von Air Canada gaben an, dass Auslösungen des Leistungsschalters während des Flugs keine Seltenheit seien und das in Air Canadas DC-9/AOM enthaltene Verfahren es dem Personal ermögliche, solche Vorkommnisse angemessen zu bewältigen.

In diesem Fall versuchte der Kapitän zweimal, jeden der ausgelösten Leistungsschalter zurückzusetzen ; Der erste Versuch fand fast unmittelbar nach dem Stolpern statt und war erfolglos. Er sagte aus, dass er „damals dachte, dass die Einheit (Spülmotor) überhitzt sein könnte, also setzte ich einfach die Flugroutine fort … und nachdem eine gewisse Zeit vergangen war … versuchte ich, die Leistungsschalter erneut auf zurückzusetzen stellen Sie sicher. ... Die Leistungsschalter bewegten sich nicht.“ Obwohl der Kapitän keine Bewegung der Leistungsschalter feststellen konnte, zeigte der CVR, dass Lichtbogengeräusche, die weder für den Kapitän noch für den Ersten Offizier hörbar waren, jeden Versuch, jeden Leistungsschalter zurückzusetzen, begleitetenwas darauf hinweist, dass sich der Leistungsschalter bewegt hat und ein vorübergehender elektrischer Kontakt hergestellt wurde. Sobald der Kontakt jedoch hergestellt war, bewirkte die Schutzschaltung, dass der Unterbrecher erneut auslöste. Da sich der Brand bereits gut etabliert hatte, hatten die Versuche, die Sicherungsautomaten zurückzusetzen, keinen Einfluss auf den Ablauf. Um 19:02:40 Uhr, 11 Minuten und 26 Sekunden nach dem ersten Auslösen der drei bündigen Motorschutzschalter, informierte der Flugbegleiter Nr. 2 die Flugbesatzung, dass es ein „Feuer“ gab. [Seiten 64-65/59-60.]

Warum sind die dreiphasigen elektrischen Systeme des DC-9 nicht mit geeigneten dreiphasigen Unterbrechern geschützt, anstatt mit einzelnen separaten einphasigen Unterbrechern für jede Phase?

¹ : Keine Beziehung zum DC im Namen von Douglas-Flugzeugen, zur Comic-Firma oder zum Sitz der US-Regierung.