Назначение электрических схем

Теперь остается выяснить, что же такое схема, и каково ее назначение. Поскольку сайт посвящен электротехнической тематике, речь будет идти только об электрических схемах.

В общепринятом выражении схемой можно назвать документ, включающий в себя составные части какого-либо устройства (изделия), а с помощью условных обозначений на схемах наглядно показываются связи между этими составными частями.

Существует такая штука – сборочный чертеж. Его назначение похоже по смыслу на схему, однако это не одно и то же – в отличие от сборочного чертежа на схеме не показывается конструктивное устройство деталей (составных частей), из которых состоит изделие. К тому же на схеме, как правило, обозначаются далеко не все детали (такие, например, как крепеж или корпус).

Электрическая схема – это тоже документ, где обозначены электрические связи между составными частями устройства, работающими при помощи электрической энергии.

Таким образом основное назначение электрической схемы – дать понимание принципа работы того или иного устройства (электроустановки).

Наличие схемы позволяет:

Выполнять монтаж (сборку) установки в соответствии с электрической схемой.

Осуществлять сверку со схемой при монтаже (для исключения ошибок) и пусконаладочных работах.

Диагностировать и устранять неисправности при ремонтных работах

Электрическая схема подразделяется на несколько типов, и в зависимости от типа электросхемы технические сведения об устройстве и принципе его работы могут быть полными или общими.

Основные типы электрических схем:

· Структурные.

· Функциональные.

· Принципиальные.

· Монтажные.

· Соединения

· Подключения

Существуют определенные правила выполнения (черчения) электрических схем. Для всех типов схем таким документом является ГОСТ 2.702-2011.

При выполнении электромонтажных работ вы вряд ли столкнетесь со всеми типами электросхем – наличие двух-трех типов бывает вполне достаточно для решения большинства задач.

Как правило, работать приходится с принципиальными, монтажными и структурными схемами.

Структурная схема

Такая схема дает общее представление о принципе действия устройства (электроустановки) и об основных его функциональных узлах (частях).

Разработка проекта, как правило, начинается именно с такой схемы. Изображение функциональных узлов (частей) выполняется в виде прямоугольников или условных графических изображений.

Реальное расположение этих узлов может не учитываться. Связи между узлами изображаются линиями, а направление протекания электрических процессов – стрелками на этих линиях.

Так же на схеме указывают технические параметры функциональных частей в виде поясняющих надписей.

Структурная схема импульсного источника питания

Функциональная схема

Эта схема очень схожа со структурной схемой.

Основное отличие состоит в том, что функциональная схема более подробно разъясняет принцип работы устройства (изделия, установки).

На такой схеме поясняются протекающие процессы между функциональными узлами (частями).

 

Функциональная схема преобразователя частоты

Принципиальная схема

Самый распространенный тип электрических схем, дающий наиболее полное представление о работе электрических цепей установки.

Здесь показываются все электрические и магнитные связи между функциональными частями и компонентами электроустановки.

Принципиальная электрическая схема может быть как полной, так и однолинейной. Однолинейная схема проще по уровню восприятия и довольно широко используется в электроэнергетике.

Принципиальная схема трехфазного выпрямителя

 

Монтажная схема

Такая схема (чертеж) показывает реальное расположение узлов и компонентов установки (объекта, изделия), а также связи между ними – электрические кабели и провода.

В схеме используется буквенно-цифровое обозначение всех элементов электрической цепи (электрические аппараты, разъемы и т.д.) и нумерация проводов и кабелей. После монтажа реальной схемы эта нумерация сохраняется и наносится на провода посредством бирок или цифровых маркеров.

Монтажная схема используется для непосредственного производства работ или для изготовления объекта.

Примером такой схемы может быть схема трубной разводки – здесь указывается реальное расположение труб, даются все размеры для их установки.

Монтажная схема может носить другие названия – схема соединений или схема подключения.

Монтажная схема квартирной электросети

Схемы соединений

Схема соединений показывает соединения составных частей изделия между собой и определяет провода, жгуты, кабели, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединения и ввода (зажимы, соединители). На схеме соединений должны быть изображены все устройства и элементы, входящие в состав изделия, их входные и выходные элементы (разъемы, платы, зажимы и т.п.), а также соединения между этими устройствами и элементами.

Элементы и устройства на схеме изображают в виде прямоугольников, внешних очертаний или условных графических обозначений, входные и выходные элементы — в виде условных графических обозначений или таблиц. Вводные элементы, через которые проходят провода, жгуты и кабели, изображают в виде условных графических обозначений, установленных в стандартах ЕСКД (рис. 6.15).

Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме

должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии, а расположение входных и выходных элементов внутри устройства — действительному размещению их в устройстве.

На схеме около графических обозначений устройств указывают позиционные обозначения, присвоенные им на принципиальной схеме. Допускается указывать также наименование, тип, основные параметры элементов и устройств.

На схеме следует указывать обозначения выводов (контактов) элементов и устройств, нанесенные на изделие или установленные в их документации. При изображении на схеме нескольких одинаковых устройств обозначения выводов допускается указывать на одном из них, например маркировка обмоток трансформаторов на рис. 6.16.

При изображении на схеме разъемов допускается применять условные графические обозначения, не показывающие отдельные контакты, при этом сведения о подключении контактов приводят в таблице, размещаемой около разъема или на свободном поле схемы (рис. 6.17).

При использовании многоконтактных элементов допускается указывать сведения о присоединении проводов и жил кабеля к контактам одним из следующих способов:

многоконтактное изделие изображают в виде прямоугольника, внутри которого условно изображают контакты и провода или жилы кабеля; концы линий направляют в сторону соответствующего жгута или кабеля и обозначают (рис. 6.18);

у изображения многоконтактного устройства помещают таблицу с указанием подключения контактов (рис. 6.19).

Провода, группы проводов, жгуты и кабели должны быть показаны на схеме отдельными линиями. Для упрощения графики схемы допускается сливать отдельные провода, идущие на схеме в одном направлении, в общую линию. При подходе к контактам каждый провод изображают отдельной линией. Провода, жгуты и кабели должны быть обозначены порядковыми номерами в пределах изделия отдельно для каждого вида проводников. Номера кабелей проставляют в окружностях, помещенных в разрывах линий, изображающих кабель, вблизи мест разветвления жил, номера жгутов — на полках линий-выносок, номера групп проводов — около линий-выносок (рис. 6.20). Жилы кабелей, нумеруют в пределах кабеля.

Если на принципиальной схеме электрическим цепям были присвоены обозначения, то всем проводам и жилам кабелей должны быть присвоены те же обозначения, при этом для удобства

чтения схемы рекомендуется нумеровать порядковыми числами отдельные участки цепи в пределах цепи, отделяя их от номера цепи знаком дефис.

Допускается линии, изображающие провода, группы проводов, жгуты и кабели, не проводить или обрывать около мест присоединения, при этом около обрыва линии связи и мест присоединения должны быть указаны адреса присоединений (см. рис. 6.17, 6.21).

На схеме должны быть указаны: для проводов — марка, сечение, при необходимости расцветка; для кабелей — марка, количество и сечение жил, а также количество занятых жил.

Количество занятых жил указывают в прямоугольнике справа от обозначения данных кабеля. Например, на рис. 6.17 обозначение кабеля РШМ12х1 мм2 8 означает: РШМ — марка кабеля, 12 — число всех жил, 1 мм2 — сечение жилы, 8 — число занятых жил.

Если данные о проводах и кабелях указывают около линий, изображающих провода и кабели, допускается обозначения проводам и кабелям не присваивать. Одинаковые данные (марки, сечения) о всех или большинстве проводов рекомендуется указывать на поле схемы (см. рис. 6.16).

Сведения о проводах и присоединениях могут быть указаны в таблице, размещаемой на поле схемы, на первом листе, как правило, над основной надписью на расстоянии не менее 12 мм от нее. Продолжение таблицы помещают слева от основной надписи, повторяя головку таблицы. Таблица соединений может быть выполнена в виде самостоятельного документа на формате А4 с основной надписью по ГОСТ 2.104-68* (форма 2 и 2а), при этом ей присваивается наименование «Таблица соединений». Форма таблицы соединений может выполняться в двух вариантах, представленных на рис. 6.22.

В графах таблиц указывают: в графе «Обозначение провода» — обозначение провода, жилы кабеля;

в графах «Откуда идет», «Куда поступает»— условные буквенно-цифровые обозначения соединяемых элементов или устройств;

в графе «Соединения» — условные буквенно-цифровые обозначения соединяемых элементов или устройств, разделяя их запятой;

в графе «Данные провода»: для провода — марку, сечение и при необходимости расцветку; для кабеля — марку, сечение и количество жил;

в графе «Примечание» — дополнительные данные.

При выполнении соединений жгутами проводов или жилами кабелей перед записью проводов и жил помещают заголовок, например «Жгут 1» или «Жгут АВГД.ХХХХХХ.085». Провода жгута или жилы кабеля записывают в порядке возрастания номеров, присвоенных проводам и жилам.

При выполнении соединений отдельными проводами, жгутами проводов и кабелями в таблицу соединений записывают вначале отдельные провода (без заголовка), а затем, с соответствующими заголовками, жгуты проводов и кабели. Пример заполнения таблицы соединений приведен на рис. 6.20. Если на отдельные провода должны быть надеты изоляционные трубки, экранирующие оплетки и т.п., то в графе «Примечание» помещают соответствующие указания. Допускается эти указания помещать на поле схемы.

На поле схемы над основной надписью допускается помещать необходимые технические требования: о недопустимости совместной прокладки некоторых проводов, жгутов и кабелей; значения минимально допустимых расстояний между ними; о специфике прокладки И др.

Схемы подключения

Схема подключения показывает внешние подключения изделия. На схеме должны быть изображены изделие, его входные и выходные элементы (разъемы, зажимы и т.п.) и подводимые к ним концы проводов и кабелей внешнего монтажа, указаны данные о подключении изделия (характеристики внешних цепей, адреса).

Изделие изображают в виде прямоугольника или внешних очертаний, входные и выходные элементы — в виде условных графических обозначений или внешних очертаний. Размещение изображений входных и выходных элементов относительно изделия

должно примерно соответствовать их действительному размещению в изделии. Всем этим элементам присваивают буквенно-цифровые позиционные обозначения согласно принципиальной схеме или схеме соединений. Допускается также указывать наименование и тип разъемов, к которым присоединяется внешний монтаж.

Вводные элементы, через которые проходят провода и кабели, изображают графически (см. рис. 6.15).

На всех элементах, изображенных на схеме, должна быть показана маркировка, предусмотренная в конструкции этих элементов. Изображение и обозначение проводов внешнего монтажа показаны на рис. 6.23. Следует обратить внимание на обозначение жил кабеля. Если номер жилы кабеля совпадает с маркировкой входного элемента, то номер жилы кабеля не обозначают. Жилы кабеля 9, кабеля 23, кабеля 12 (номера 1... 6, 8, 9) не обозначены. Количество задействованных жил кабеля указано в квадратной рамке.

Сведения о внешнем подключении указывают в таблице подключения, расположенной на поле схемы над основной надписью. Форма таблицы произвольная.

В таблице должны быть указаны характеристики внешних цепей и адреса.

 

Другие типы схем

Существует еще несколько типов схем, не затронутых в описании.

· Топологическая схема (схема расположения) – на такой схеме показывается расположение составных частей (элементов) устройства. Также на схеме может указываться расположение устройства или объекта на местности (например, подстанции). Для лучшего восприятия топологическая схема часто выполняется в виде трехмерной модели. Расположение составных частей на схеме соответствует действительному расположению частей объекта в конструкции или на местности.

· Мнемоническая схема – такой тип схемы выполняется в виде плаката, на котором показывается реальное состояние коммутационных аппаратов (их действующее положение) на управляемом ими объекте. Основное применение таких схем – диспетчерские пункты на объектах электроэнергетики. Значение мнемонических схем постепенно снижается благодаря повсеместному внедрению компьютеризированных систем управления контролем и сигнализацией.

· Кабельные планы – это схема (чертеж) расположения электрических кабелей и проводов с указанием их маркировки.

Еще немного о схемах

Факт наличия электрической схемы сам по себе мало что дает, если человек не умеет ее читать.

Особенно это относится к электрическим принципиальным схемам – такие схемы бывают весьма сложными и громоздкими и на их разбор может понадобиться приличное время.

Чтобы читать принципиальную схему необходимо знать и понимать принцип действия отдельных приборов, элементов, аппаратов и узлов. Разобравшись в том, как связаны между собой все эти части схемы, можно понять как, собственно, функционирует схема.

Другими словами, зная основы построения схем и разбираясь в протекающих там электрических процессах, можно научиться понимать, как работает электроустановка, станок и другое электрооборудование, не пользуясь при этом специальным описанием (мануалом).

У неопытных электриков сложность принципиальной схемы может вызвать некоторый ступор – возникает путаница и неуверенность, что, в свою очередь, ведет к ошибкам или даже к приостановке работ.

В этом случае разбор принципа работы установки лучше начать со структурной схемы – здесь проще понять, как связаны между собой отдельные блоки (части) установки.

Разобравшись в структурной схеме, можно обращаться к схеме принципиальной, сверяться с ней и решать возникшие проблемы.