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Système électrique
Description du système électrique
Trois alternateurs à entraînement intégré (IDG) de 115 V c.a., triphasés, 120 kVA, 400 Hz, entraînés par les moteurs constituent la principale source d'alimentation pour le fonctionnement en vol des circuits électriques c.a. et c.c. Chaque IDG est raccordé à un boîtier d'entraînement des accessoires moteur par un accouplement rapide. Chaque IDG comprend aussi un entraînement hydromécanique à vitesse constante et un alternateur. La partie entraînement à vitesse constante est conçue pour fournir une vitesse de rotation de sortie constante, quelle que soit la vitesse de rotation d'entrée provenant du boîtier d'entraînement des accessoires moteur. Cette vitesse constante produit une sortie constante de 400 Hz.
Il est aussi possible d'alimenter le système électrique au moyen d'un groupe auxiliaire de bord (APU) ou d'une source externe au moyen de deux prises de courant externe (prise principale et prise office). Le groupe auxiliaire de bord est installé dans l'empennage et il fournit le courant électrique nécessaire aux opérations au sol. Il tient aussi lieu de source de courant supplémentaire en vol, le cas échéant.
Alimentation c.a. et distribution
Chaque alternateur à entraînement intégré est relié par un relais d'alternateur à son propre bus d'alternateur. Chaque bus d'alternateur est par la suite relié aux bus c.a. connexes. Le fonctionnement en parallèle des bus d'alternateur se fait par l'intermédiaire du bus de couplage c.a. Ainsi, un ou plusieurs alternateurs à entraînement intégré peuvent alimenter toutes les charges électriques.
Le bus d'alternateur 1 alimente normalement le bus c.a. d'urgence gauche; le bus d'alternateur 2 alimente normalement le bus service c.a. par le relais de couplage du bus service c.a.; et le bus d'alternateur 3 alimente normalement le bus d'urgence droit. Le bus service permet l'utilisation d'une alimentation provenant du groupe auxiliaire de bord ou d'une alimentation externe pour accomplir les opérations au sol. Les bus d'alternateur et le bus service c.a. alimentent la plupart des charges à courant élevé ou des charges centrales, ou les deux, comme les pompes hydrauliques, la plupart des pompes à carburant et l'office. L'alimentation destinée aux charges non centrales à courant inférieur et aux charges essentielles provient de trois bus c.a., des bus c.a. cabine, du bus service et de deux bus c.a. d'urgence. Des bus d'instruments distincts alimentent leurs charges respectives.
Production de courant continu
Les bus d'alternateur distribuent le courant à quatre transformateurs-redresseurs (TR) non régulés de 75 A. Les transformateurs-redresseurs convertissent l'alimentation triphasée de 115 V c.a., 400 Hz, en alimentation de 28 V c.c. La charge totale du circuit de c.c. est inférieure à l'alimentation que peuvent fournir deux transformateurs-redresseurs. Les quatre transformateurs-redresseurs fonctionnent en général en parallèle; toutefois, il est possible d'isoler un transformateur-redresseur pour qu'il alimente seulement son bus. Lorsque les transformateurs-redresseurs sont tous isolés, TR1 est alimenté par le bus d'alternateur 1, TR2A est alimenté par le bus d'alternateur 2, TR2B est alimenté par le bus d'alternateur service et TR3 est alimenté par le bus c.a. droit d'urgence.
Commande et protection
L'alimentation et la commande électriques relèvent en général du module de commande d'alimentation électrique (EPCU), des trois relais d'alternateur (GCU) et du régulateur d'alternateur du groupe auxiliaire de bord. Si le système automatique tombe en panne, l'équipage de conduite peut commander le système électrique à partir du panneau supérieur avant. Le module de commande d'alimentation électrique transmet des données système, des données d'état et des données de panne à l'écran d'affichage des indications moteur et des alertes (EAD) ainsi qu'à l'écran d'affichage du système. Les alertes pertinentes du système s'affichent sur ces deux écrans.
Chacun des quatre régulateurs d'alternateur commande son relais d'alternateur respectif, ses relais de couplage de bus, son sectionneur d'alternateur à entraînement intégré (commandé par l'équipage) et les coupleurs c.c. 1 et 3. Chaque régulateur d'alternateur régule aussi la tension de l'alternateur à entraînement intégré et de la génératrice du groupe auxiliaire de bord ainsi que la fréquence de l'alternateur à entraînement intégré. Chaque régulateur d'alternateur limite aussi le courant et régule la charge de l'alternateur à entraînement intégré et de la génératrice du groupe auxiliaire de bord. Chaque régulateur protège son propre alternateur contre les défaillances électriques. Les régulateurs d'alternateur réinitialisent automatiquement l'alternateur à entraînement intégré à la suite de déclenchements protecteurs de l'alternateur ou de réinitialisations consécutives à des pannes du bus d'alternateur. Les régulateurs d'alternateur fournissent aussi des indications de la température et de la pression de l'huile dans l'alternateur à entraînement intégré en vue d'en relever les défaillances.
Le module de commande d'alimentation électrique
- empêche le délestage des charges;
- protège l'alimentation externe principale; et
- protège l'alimentation externe de l'office.
Alimentation de secours
Le circuit d'alimentation de secours de gauche se compose d'une batterie de 28 V c.c., d'un chargeur de batterie, d'un convertisseur statique et d'un alternateur éolien à déploiement manuel. La batterie principale est formée de deux batteries au nickel-cadmium de 14 V c.c. raccordées en série. Le chargeur de batterie convertit le c.a. en c.c. régulé pour maintenir la batterie entièrement chargée. Le convertisseur statique de 2 400 VA se trouve dans le compartiment avionique. Il convertit le c.c. de la batterie en alimentation monophasée de 115 V c.a., 400 Hz. L'alternateur éolien est un turbo-alternateur triphasé de 115 V c.a., 400 Hz, 25 kVA, refroidi à l'air qui se compose d'une éolienne, d'un alternateur sans balais et d'un régulateur de tension.
Le sélecteur EMER PWR se trouve sur le panneau supérieur avant. Le sélecteur offre trois positions : OFF, ARM et ON. Les positions ON et OFF commandent le relais de commande de secours gauche. La fonction de chaque position est la suivante :
- OFF : la batterie n'alimente pas le convertisseur statique pour le bus c.a. de secours gauche ni le bus c.c. de secours gauche.
- ARM : le module de commande d'alimentation électrique transfère automatiquement l'alimentation de la batterie vers le convertisseur statique et le bus c.c. lorsque l'état du circuit est approprié.
- ON : la batterie alimente le bus c.a. de secours gauche par l'intermédiaire du convertisseur statique et le bus c.c. de secours.
Lorsque le sélecteur EMER PWR se trouve à la position OFF et que l'avion est sous tension, le voyant Emergency Power OFF du panneau supérieur avant s'allume en jaune.
Lorsque le sélecteur EMER PWR se trouve à la position ARM et que le commutateur BATTERY se trouve à la position ON, une panne de courant dans les bus c.a. ou c.c. de secours entraîne le module de commande d'alimentation électrique à transférer automatiquement l'alimentation de la batterie principale vers le bus c.c. de secours gauche et vers le convertisseur statique, qui alimente alors le bus c.a. de secours gauche. Cette panne de courant suppose que le sélecteur SMOKE ELEC/AIR ne se trouve pas à la position 1/2 OFF. La batterie peut fournir du courant pendant environ 15 minutes à l'équipement de vol essentiel du commandant de bord lorsque tous les moteurs ou tous les alternateurs sont en panne. Lorsque le sélecteur EMER PWR se trouve à la position ON, le même transfert d'alimentation a lieu vers la batterie.
Lorsqu'il se déploie, l'alternateur éolien fonctionne dans l'un ou l'autre des modes suivants : hydraulique ou électrique. En mode hydraulique, le commutateur ELECTRIC de l'alternateur éolien se trouve à la position OFF, et l'alternateur éolien fournit le courant électrique à la pompe hydraulique auxiliaire 1 à entraînement électrique. Lorsque le sélecteur EMER PWR est sur ON et que l'alternateur éolien est en mode hydraulique, l'alternateur éolien alimente la pompe hydraulique auxiliaire 1 et le bus c.a. de secours gauche.
En mode électrique, le commutateur ELECTRIC de l'alternateur éolien est réglé à ON. Lorsque le sélecteur EMER PWR est sur ON, l'alternateur éolien alimente les bus c.a. de secours gauche et droit, lesquels alimentent l'équipement essentiel au vol du commandant de bord et du copilote. Le bus de secours droit alimente aussi TR3, qui achemine le courant vers le bus de la batterie ainsi que vers les bus c.c. de secours gauche et droit. Le bus c.a. de secours droit alimente le chargeur de la batterie, qui, en parallèle avec la batterie, alimente le bus permanent de la batterie. Lorsque le commutateur BATTERY est réglé à ON, l'alternateur éolien charge les batteries.
Commutateur CABIN BUS
Description
Le commutateur CABIN BUS se trouve sous cache sur le panneau supérieur avant, directement sous le sélecteur SMOKE ELEC/AIR. Le commutateur CABIN BUS commande l'alimentation acheminée vers le bus cabine et le bus service. Il fonctionne en modes automatique et manuel du système électrique.
Lorsque le commutateur est enfoncé, un message d'alerte de niveau 1, « ELEC », apparaît sur l'écran d'affichage des indications moteur et des alertes, et le message « CABIN BUS SW OFF » apparaît sur l'écran d'affichage du système. Le commutateur CABIN BUS allume le voyant ambre « OFF » pour indiquer l'absence de courant dans les bus suivants : bus cabine c.a. 1 et 3 (bus de l'office, ventilateurs d'air individuel et ventilateurs de recirculation de la cabine, et éclairage de la cabine), bus service c.a. des parties avant et milieu de la cabine de même que bus service c.a. de la partie arrière de la cabine et de l'extrados.
L'actionnement du commutateur CABIN BUS permet d'acheminer du courant à partir du bus batterie de 28 V c.c. vers le disjoncteur de commande B1-879 des divers voyants du panneau de secours et du bus cabine, situé à la position C-28 sur le tableau de distribution supérieur, puis vers les relais de commande R2-5774 et R2-5775 du bus cabine, montés sur le panneau des relais avant de la baie d'équipement située dans le compartiment avionique. Lorsque les relais R2-5774 et R2-5775 sont excités, ils déclenchent huit disjoncteurs commandés à distance (RCCB) qui coupent le courant acheminé vers le bus cabine et le bus service. Lorsque ces deux relais ne sont plus alimentés, les bus cabine reçoivent de nouveau du courant si l'alimentation principale est disponible.
Examen
Les divers voyants du panneau de secours et le disjoncteur de commande du bus cabine se trouvaient dans une zone de chaleur intense (pouvant atteindre 343 °C). Le disjoncteur n'a pas été identifié.
On a identifié le disjoncteur B1-112 qui se trouve à la position C-30 (RCCB BACKUP POWER). La bague d'indication blanche du disjoncteur présentait un dépôt de suie. Le chemin de câbles allant du disjoncteur de commande des divers voyants du panneau de secours et du bus cabine vers les relais de commande du bus cabine se trouvait aussi dans une zone de chaleur intense.
Conclusion
On n'a pas identifié le disjoncteur de commande des divers voyants du panneau de secours et du bus cabine; toutefois, il est possible que la chaleur intense dans cette zone ait déclenché ce disjoncteur. Si ce disjoncteur se déclenchait, l'alimentation serait rétablie aux bus cabine et en partie aux ventilateurs d'air individuel, aux ventilateurs de recirculation et aux lumières de la cabine.
Le dépôt de suie observé sur le disjoncteur B1-112 à la position C-30 laisse croire que ce dernier se serait déclenché avant l'impact (on ne sait pas par contre si le déclenchement du disjoncteur a été causé par la production d'arcs électriques ou la chaleur ambiante).
Les effets de la chaleur ou de l'incendie sur le chemin de câbles allant du disjoncteur de commande des divers voyants du panneau de secours et du bus cabine vers les relais de commande du bus cabine auraient pu déclencher le disjoncteur ou produire un circuit ouvert, ce qui, dans les deux cas, rétablirait l'alimentation des bus cabine.
Circuits électriques alimentés au moment de l'impact
| Composant électrique en service | Bus de l'avion | Disjoncteur | Emplacement du disjoncteur |
|---|---|---|---|
| Pompe de transfert gauche du réservoir d'empennage | Bus d'alternateur 1 de 115 V c.a. | B1-394 triphasé |
Position B21 du tableau de distribution principal supérieur |
| Pompe de transfert droite du réservoir auxiliaire supérieur | Bus d'alternateur 1 de 115 V c.a. | B1-1250 triphasé |
Position B23 du tableau de distribution principal supérieur |
| Pompe d'appoint avant du réservoir 1 | Bus d'alternateur 1 de 115 V c.a. | B1-614 triphasé |
Position B24 du tableau de distribution principal supérieur |
| Pompe de transfert du réservoir 3 | Bus d'alternateur 1 de 115 V c.a. | B1-618 triphasé |
Position B26 du tableau de distribution principal supérieur |
| Commande de la pompe de transfert gauche du réservoir d'empennage | Bus 1 de 115 V c.a. | B1-542 | Position E22 du tableau de distribution principal supérieur |
| Commande de la pompe de transfert droite du réservoir auxiliaire supérieur | Bus 1 de 115 V c.a. | B1-1206 | Position E23 du tableau de distribution principal supérieur |
| Commande de la pompe d'appoint avant du réservoir 1 | Bus 1 de 115 V c.a. | B1-615 | Position E24 du tableau de distribution principal supérieur |
| Commande de la pompe de transfert du réservoir 3 | Bus 1 de 115 V c.a. | B1-619 | Position E26 du tableau de distribution principal supérieur |
| Ventilateur de refroidissement du compartiment central des accessoires (CCA) 1 | Bus 1 de 115 V c.a. | B1-270 triphasé | Position L18 du tableau de distribution principal supérieur |
| Ventilateurs de recirculation d'air de la cabine | Bus 1 de 115 V c.a. ou bus 3 de 115 V c.a. ou les deux | ||
| Ventilateur de refroidissement du compartiment avionique | Bus 2 de 115 V c.a. | B1-357 triphasé |
Position M11 du tableau de distribution principal supérieur |
| Pompe d'appoint arrière du réservoir 1 | Bus d'alternateur 3 de 115 V c.a. | B1-612 triphasé |
Position D24 du tableau de distribution principal supérieur |
| Pompe de transfert du réservoir 2 | Bus d'alternateur 3 de 115 V c.a. | B1-756 triphasé |
Position D25 du tableau de distribution principal supérieur |
| Commande de la pompe d'appoint arrière du réservoir 1 | Bus 3 de 115 V c.a. | B1-613 | Position G24 du tableau de distribution principal supérieur |
| Commande de la pompe de transfert du réservoir 2 | Bus 3 de 115 V c.a. | B1-757 | Position G25 du tableau de distribution principal supérieur |
| Voyant de surchauffe du compartiment avionique | Bus 3 de 28 V c.c. | B1-320 | Position S08 du tableau de distribution principal supérieur |