Всё об энергетике

Всё об энергетике

Типы электрических схем, их назначение и правила выполнения в РФ регламентированы ЕСКД, а именно ГОСТ 2.701, 2.702, 2.709, 2.710, 2.721, 2.755. Далее в статье рассмотрены типы электрических схем, их назначение и правила выполнения.

Типы электрических схем

Схема — это документ, на котором показаны в виде условных изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними [1, п.4.1] . Электрические схемы в зависимости от их основного назначения подразделяются на типы [1, таб.2] :

  • Схема структурная;
  • Схема функциональная;
  • Схема принципиальная (полная);
  • Схема соединений (монтажная);
  • Схема подключения;
  • Схема общая;
  • Схема расположения;
  • Схема объединённая.

Примечание — в скобках указаны названия для электрических схем энергетических сооружений.

Назначение типов электрических схем

Электрические схемы разрабатываются для целей проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделия. Для упрощения и ускорения работы над изделием для него разрабатывается несколько типов электрических схем, каждая из которых имеет своё назначение.

Схема структурная

Документ, определяющий основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи [1, таб.2] . Основная цель составления структурной схемы — ознакомительная. Глядя на неё можно не углубляясь в подробности технических решений быстро определить основные функциональные части изделия , понять их логику работы и назначение изделия в целом.

Рисунок 1 — Схема структурная цифрового силового контроллера Si8250

Схема функциональная

Документ, разъясняющий процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия или изделия в целом [1, таб.2] . Зачастую в составлении функциональной схемы нет необходимости — достаточно структурной схемы. Функциональная схема, а точнее схемы составляются тогда, когда изделие состоит из набора более простых изделий для каждого из которых и составляется структурная схема. Можно сказать что функциональная схема это структурная схема для отдельной части изделия.

Схема принципиальная (полная)

Документ, определяющий полный состав элементов и взаимосвязи между ними и, как правило, дающий полное (детальное) представления о принципах работы изделия [1, таб.2] . Принципиальная схема, кроме того что даёт полное представление о принципах работы изделия , служит ещё одной цели — позволяет произвести расчёт режимов работы изделия.

Рисунок 2 — Схема принципиальная усилителя «Ланзар»

Схема соединений (монтажная)

Документ, показывающий соединения составных частей изделия и определяющий провода, жгуты, кабели или трубопроводы, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединений и ввода (разъёмы, платы, зажимы и т.п.) [1, таб.2] . Монтажные схемы отражают фактическое положение всех составных частей изделия и их соединения, поэтому наиболее актуальными при сборке/монтаже изделия. Кроме того монтажная схема важна для оценки влияния составных частей изделия друг на друга, температурного режима изделия и оценки стабильности его работы в целом.

Рисунок 3 — Схема монтажная STP-30

Схема подключения

Документ, показывающий внешние подключения изделия [1, таб.2] . Используется при подключении изделия.

Рисунок 4 — Схема подключения АЦП ADC0804

Схема общая

Документ, определяющий составные части комплекса и соединения их между собой на месте эксплуатации [1, таб.2] . Общая схема актуальна для сложных изделий, включающих в себя большое количество других изделий.

Рисунок 5 — Схема общая

Схема расположения

Документ, определяющий относительное расположение составных частей изделия (установки), а при необходимости, также жгутов (проводов, кабелей), трубопроводов, световодов и т.п. [1, таб.2] . Так же как и общая, схема расположения актуальна для сложных изделий, включающих в себя большое количество других изделий. В ней помимо самого изделия и его функциональных частей может быть отражена конструкция, помещение или местность , на которых это изделие или его функциональные части будут расположены [2, п.5.7.1]

Рисунок 6 — Схема расположения оборудования силового шкафа

Схема объединённая

Документ, содержащий элементы различных типов схем одного вида [1, таб.2] .

— При разработке изделия следует помнить, что количество типов схем на изделие должно быть минимальным, но в совокупности они должны содержать сведения в объёме, достаточном для проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделия [1, п. 5.1.1] . Иначе говоря, не требуется выполнение всего приведённого выше набора схем.

— При разработке изделия вместо нескольких схем разных типов допускается выполнить для них объединённую схему. Например на монтажной схеме изделия показать его внешние подключения [1, с. 3] .

— Если из-за особенностей изделия недостаточно перечисленных выше типов схем, то допускается разрабатывать схемы иных типов [1, с. 4] .

— Схема может быть выполнена однолинейной и многолинейной. При многолинейном исполнении каждую цепь и включенные в неё элементы изображают отдельно, а при однолинейном исполнении — одной цепью. Однолинейное исполнение уместно, когда изображаемые цепи выполняют одну и ту же функцию и достаточно рассмотреть одну из них [2, п. 5.2.8-10] .

— Рисунки 1-6 приведенные выше не являются эталоном выполнения соответствующих типов схем, они показывают лишь принцип построения этих схем.

Правила выполнения электрических схем

Правила выполнения электрических схем регламентированы в [1] — [6], ниже приведены лишь основные моменты.

Общие требования к электрическим схемам

Номенклатура (текст основной надписи) схем на изделие определяется в зависимости от самого изделия. Следует стремится к минимальному количеству типов схем [1, п.5.1.1] .

Схемы выполняются на форматах установленных в [7] и [8] .

Электрические схемы выполняются без соблюдения масштаба и без учёта действительного расположения составных частей. Исключение — схема соединений (монтажная) [1, п.5.3.1] .

Для обозначения элементов электрических схем (резисторов, конденсаторов, транзисторов и т.п.) применяют условные графические обозначения (далее УГО) установленные в [3] — [6] . Если перечня УГО приведенного в [3] — [6] недостаточно, допускается применять нестандартизированные УГО. При этом на схеме нужно привести пояснения [1, п.5.4.1] .

Линии взаимосвязи следует выполнять толщиной от 0,2 до 1,0 мм. Рекомендуется толщина линий 0.3 ÷ 0,4 мм [1, п.5.5.1] .

Допускается помещать на схемы технические данные изделия в виде диаграмм, таблиц или текста. При этом содержание текста и таблиц должно быть кратким и точным, а диаграмм, кроме того, понятным. Тестовые данные как правило указывают внутри УГО либо сверху/справа от него, а таблицы и диаграммы располагают на свободном поле схемы [1, п.5.6.1-4] .

Требования к структурным и функциональным схемам

На структурной (функциональной) схеме изображают все основные функциональные группы изделия и связи между ними. Основное требование — схема должна обеспечивать наилучшее представление о последовательности взаимодействия её функциональных групп [2, п.5.1.1,3; 5.2.1,3] .

Требования к принципиальным схемам

В принципиальной схеме необходимо отразить все электрические элементы изделия и взаимосвязи между ними. Такие схемы выполняются для отключенного положения изделия. Всем элементам принципиальной схемы должно быть присвоено своё обозначение (например: R, L и т.п.) и порядковый номер (например: L1, L2, L3 и т.п.). Кроме того, рекомендуется указывать параметры входных и выходных цепей [2, п.5.3.1,3,7-10,23] .

Требования к схемам соединений (монтажным)

На схемах соединений изображают все устройства и элементы изделия, их входные и выходные элементы и соединения между ними. Устройства и элементы на схеме лучше изображать в виде упрощенных внешних очертаний, а их положение должно примерно соответствовать действительному положению в изделии. Также на схеме соединений указываются обозначения, присвоенные элементам на принципиальной схеме. Кроме этого, указываются номера проводов жил и кабелей [2, п.5.4.1-3,5,20] .

Читайте также  Какая система заземления из перечисленных относится к системе тт

Требования к схемам подключения

На схеме подключения отражают изделие (в виде упрощенных внешних очертаний или прямоугольника) и его входные и выходные контакты с подводимыми к ним концами проводов и кабелей других изделий. Для всех элементов схемы следует указывать его буквенно-цифровое обозначение [2, п.5.5.1-6] .

Требования к общим схемам

На общей схеме изображают устройства и элементы, входящие в комплекс, а также провода и кабели их соединяющие. Общая схема по своей сути похожа на схему подключения [2, п.5.6.1] .

Требования к схемам расположения

На схеме расположения изображают составные части изделия, а при необходимости конструкцию, помещение или местность, на которых эти составные части будут расположены. Составные части изделия изображают в виде упрощенных внешних очертаний, а их расположение должно примерно соответствовать действительному размещению [2, п.5.7.1,2,4] .

Требования к объединённым схемам

Для схем этого типа нет отдельных требований, поскольку они складываются из требований к отдельному типу схемы, входящей в состав объединённой.

Назначение каждой электросхемы

Структурная

Этот тип документа является наиболее простым и дает понимание о том, как работает электроустановка и из чего она состоит. Графическое изображение всех элементов цепи позволяет изначально увидеть общую картину, чтобы переходить к более сложному процессу подключения или же ремонта. Порядок чтения обозначается стрелочками и поясняющими надписями, что позволяет разобраться в структурной электрической схеме даже начинающему электрику. Принцип построения Вы можете увидеть на примере ниже:

Функциональная

Функциональная электросхема установки, по сути, не слишком отличается от структурной. Единственное отличие – более подробное описание всех составляющих узлов цепи. Выглядит этот документ следующим образом:

Принципиальная

Принципиальная электрическая схема чаще всего применяется в распределительных сетях, т.к. дает самое раскрытое пояснение о том, как работает рассматриваемое электрооборудование. На таком чертеже должны обязательно быть указаны все функциональные узлы цепи и вид связи между ними. В свою очередь, принципиальная электросхема может иметь две разновидности: однолинейная или полная. В первом случае на чертеже изображают только первичные сети, называемые также силовыми. Пример однолинейного изображения Вы можете увидеть ниже:

Полная принципиальная схема может быть развернутой или элементной. Если электроустановка несложная и на один главный чертеж можно нанести все пояснения, достаточно сделать развернутый план. Если же Вы имеете дело со сложной аппаратурой, которая имеет в составе цепь управления, автоматизации и измерения, лучше разнести все отдельные узлы на разные листы, чтобы не запутаться.

Существует также принципиальная электросхема изделия. Этот тип документа представляет собой своеобразную выкопировку из общего плана, на которой обозначено только, как работает и из чего состоит определенный узел.

Монтажная

Эту разновидность электрических схем мы чаще всего используем на сайте, когда рассказываем о том, как самостоятельно выполнить монтаж электропроводки. Дело в том, что на монтажной электросхеме можно показать точное расположение всех элементов цепи, способ их соединения, а также буквенно-цифровые характеристики составляющих чертеж установок. Если взять за пример схему электропроводки в однокомнатной квартире, на ней мы увидим, где нужно размещать розетки, выключатели, светильники и остальные изделия.

Основное назначение монтажной схемы – руководство для проведения электромонтажных работ. Согласно подготовленному чертежу можно понять, где, что и как нужно подключать.

Кстати, монтажной также считается электросхема соединений, которая предназначена для подключения электрооборудования, а также соединения установок между собой в пределах одной цепи. При подключении бытовой техники руководствуются именно монтажной схемой.

Объединенная

Ну и последней из применяемых в распределительных сетях электросхемой является объединенная, которая может включать в себя несколько видов и типов документов. Ее используют в том случае, если можно без сильного нагромождения чертежа обозначить все важные особенности цепи. Используют объединенный проект чаще всего на предприятиях. Домашним мастерам такой тип схемы вряд ли может встретиться. Пример Вы можете увидеть ниже:

Существует также схема кабельных трасс, которая представляет собой упрощенный план прокладки кабельной линии к распределительным пунктам и трансформаторным подстанциям. Ее назначение аналогично монтажной электросхеме – с помощью данного документа монтажники руководствуются как вести линию от точки А к точке Б.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели основные виды и типы электрических схем, а также их назначение и характеристики. Зная условные обозначения и имея под рукой всю нужную документацию совсем не сложно разобраться в том, как работает та или иная установка.

Будет интересно прочитать:

Другие типы электрических схем

Стоит отметить, что существует еще несколько типов электросхем. Поговорим о них вкратце.

Топологическая схема (схема расположения) – показывается расположение составных частей (элементов) электроустройства. 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.

Сама по себе электрическая схемы мало что дает, если человек не умеет ее правильно читать. О том как правильно читать электрические схемы можно узнать здесь. Особенно это относится к электрическим принципиальным схемам – такие схемы бывают весьма сложными и громоздкими и на их изучение может понадобиться много времени.

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 и другое электрооборудование, не пользуясь при этом специальным описанием (мануалом).

Это наиболее полный тип схемы электропроводки. На этой схеме обозначаются все электрические элементы (розетки, светильники и т.п.) и бытовые устройства (плита, джакузи, теплый пол, кондиционеры). Точно отображаются линии прокладки всех кабелей электропроводки. Расположение распаячных коробок, шин соединения на входах и выходах электрических цепей. Пример принципиальной схемы электропроводки смотрите ниже.

Обозначения радиодеталей на принципиальных схемах

УГО — это условно графическое изображения радиодетали на схеме. Некоторые УГО различаются друг от друга.

Например, в США обозначение резисторов отличается от СНГ и Европы.

Из-за этого меняется восприятие схемы.

Однако внешне и по обозначениям они похожи. Или например, транзисторы. Где-то они чертятся с кругами, а где-то без. Могут различаться размеры и угол стрелок. В таблице представлены УГО отечественных радиодеталей.

Читайте также  Очиститель проводов

Порядок создания сборной электросхемы

Применяется несколько методов разработки монтажной электрической схемы, подбор того или иного из них может зависеть как от способа монтажа составляющих, так и от операторного предназначения оснащения. К примеру, для изображения коммутации вторичной цепи применяется адресная маркировка.

Первым делом на чертеж наносят контур устройства, куда вписывают применяемые в оборудовании детали, к примеру, клеммники или опоры с зажимами. Масштаб здесь можно не выдерживать. Свыше чертежа (над контуром) уточняется, что именно обозначено на схеме, например, «Передняя стенка ящика».

Каждый указанный в схеме компонент приобретает уникальный адрес. Чтобы его наглядно представить, наносят окружность диаметром 10−12 мм, поделенную в горизонтальном расположении надвое. В верхнюю сторону окружности заносится номер элемента, в нижнюю — условное обозначение, соответствующее элементу схемы. К примеру, для клеммовой колодки, которая состоит из 10 зажимов, в сборной схеме каждому можно присвоить индивидуальный адрес.

Следует отметить, что деталям, переключающим силовые цепи, выдается лишь условное обозначение, которое не имеет уникального номера компонента.

Создание схемы должно начинаться с формирования заготовки в соответствии с правилами. После ее создания можно приступать к обозначению узлов, при этом применяются адреса, а не линии. Такой подход к маркировке даёт возможность свободно определять направления проводки, что значительно облегчает процесс монтажа.

Этап первый

Рассмотрим пример создания монтажного символа контактора для схемы соединений КМ1. Смотрим ГОСТ 2.702-75 «Правила выполнения электрических схем», который дает следующие рекомендации по созданию монтажных символов для схем соединений: «При изображении элементов в виде прямоугольников или упрощенных внешних очертаний допускается внутри них помещать условные графические обозначения элементов».

Как советуют, так и сделаем. Чтобы не отрисовывать заново графику монтажного символа контактора, возьмем его из принципиальной схемы, предварительно «разбив» в простую графику (рис. 4).

Рис. 4. Монтажный символ контактора

С помощью инструмента «Конструктор графических образов» (рис. 5) создаем компоновочный образ.

Для этого, как минимум, нужно использовать один атрибут P_TAG1, которого вполне достаточно, чтобы система воспринимала символ как компоновочный образ. Я же добавил еще атрибуты DESK1 (первая строка описания), MFG (производитель) и CAT (номер заказа по каталогу). Опять же, это не аксиома, а мое видение: обязательным является только атрибут P_TAG1, а остальное — на усмотрение проектировщика.

Рис. 5. Конструктор графических образов

В чем же отличие компоновочного образа от монтажного символа с точки зрения AutoCAD Electrical? В наличии точек подключения, установленных с помощью пункта «Конструктор графических образов» -> «Номера клемм/проводов». Именно в этих точках будет формироваться информация о подключении к этому элементу (рис. 6).

Рис. 6. Расстановка точек подключения

Для нашего монтажного символа контактора необходимо создать пять верхних и пять нижних точек подключения, так как этот монтажный символ расположен горизонтально. После «расстановки клемм/проводов» наш монтажный символ контактора можно сохранять как внешний блок — командой «ПБЛОК» в том же окне «Конструктор графических образов».

Точно по такому же алгоритму создаем остальные монтажные элементы: автомат, предохранитель, кнопки. На этом заканчивается первый этап создания монтажных символов.

Разрабатываются на первом этапе проектирования. На структурных схемах отображаются основные элементы (трансформаторы, линии).

Функциональные электрические схемы — Это наиболее общие схемы в отношении уровня абстракции и обычно показывают лишь функциональные связи между составляющими данного объекта и раскрывающими его сущность и дающие представление о функциях объекта, изображённого на данном чертеже. Каких-либо стандартов в изображении условных графических обозначениях этих схем нет. Действуют лишь общие требования к оформлению конструкторской документации или технологической.

Схема подключения электрического пускателя

Также в частном доме пригодится монтажная схема подключения пускателя, например, электродвигателя на небольшом станке. Это необходимо при замене деталей, чтоб избежать путаницы элементов. На схеме должны быть указаны основные детали, включая крепление, диаметр и материал провода.

Нужно, чтоб на схемах также было сечение проводов, расстояние между центрами крепежных отверстий, основные прилегающие детали и прочее, что может быть важно при замене линии, оборудования, чтобы достаточно было одного тщательного просмотра схемы и можно было сказать, подходит новый элемент или нет.

Если поломался пускатель (стартер) на автомобиле, то без схемы подключения не обойтись. Очень удобно использовать не простую схему, а объемную, где указаны основные узлы подключения, что для новичка без наставника является залогом успеха.

Монтажная схема является неотъемлемым элементом для любого строительного и ремонтного процесса, без нее не построить трубопровод в дом, не стоит пренебрегать этой важной деталью для качественного ремонта любого дома.