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  Механизм ручки двери

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.

Типы электрических схем электропроводки в квартире

Все электрические схемы электропроводки отображают основные функциональные части проводки (розетки, светильники, автоматы защиты, УЗО и т.п.) и основные взаимосвязи между ними.

К основным типам электрических схем электропроводки в квартире относятся:

  • Структурная схема;
  • Функциональная схема;
  • Принципиальная схема;
  • Расчетная схема;
  • Монтажная схема (соединений).

На диаграмме ниже я отобразил типы электрических схем с небольшими примерами.

Разберем каждый тип электрических схем в отдельности.

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).

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:

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  Короткие шторы в детскую

Для чего необходима электрическая функциональная схема

Есть еще один вид электрической схемы под названием функциональная. Она требуется для того, чтобы разъяснить процесс, проводящийся в каждой отдельной функциональной цепи конкретного устройства и нескольких изделий одновременно. Для того чтобы провести обозначение сложного оборудования, нужно создать несколько функциональных схем, каждая из которых будет отвечать за пояснение отдельного процесса, происходящего при конкретном режиме работы.

От особенностей оборудования зависит то:

  • Сколько будет разрабатываться функциональных схем;
  • С какой степенью детализации будет осуществляться их отображение;
  • В каком масштабе будет проводиться составление чертежа.

На схеме обязательно нужно отобразить все функциональные части оборудования. В частности, составляющие элементы, устройства, функциональные группы, связи между ними. За счет графического построения схем, можно получить наглядное отражение того, в какой последовательности происходит функциональный процесс, происходящий внутри изделия.

Стоит заметить, что допустимо не учитывать вид действительного расположения каждого элемента.

Для того чтобы определить каждую функциональную часть между элементами изделия, потребуется использовать условные графические изображения, в соответствии с установленными стандартами для конкретной группы элементов. В данном варианте стоит руководствоваться правилами, по которым выполняется составление принципиальной схемы. Для отображения каждой отдельной функциональной части на схеме, можно использовать прямоугольники. Это будет напоминать вид структурной схемы.

Функциональная схема может использоваться для указания функциональной группы, для чего используется обозначение, присвоенное ей в составлении принципиальной схемы, каждого из составляющих изделия, для чего используются условные графические изображения, в частности буквы, цифры, которые были указаны в принципиальной схеме, и всех устройств, отмеченных значком прямоугольника, который присваивался при составлении принципиальной схемы. Как правило, те элементы, для обозначения которых использовался прямоугольник, должны быть подписаны прямо на схеме внутри этого прямоугольника. Если есть какие-либо сокращения, то расшифровка отмечается на полях в схеме.

Принципиальные электрические схемы

Принципиальные электрические схемы — это чертежи, показывающие полные электрические и магнитные, и электромагнитные связи элементов объекта, а также параметры компонентов, составляющих объект, изображённый на чертеже. Здесь существуют много стандартов как на оформление чертежей, так и на условные графические изображения компонентов. На территории бывшего СССР действует государственный стандарт, однако с появлением принципиально новых компонентов пришлось отступать от стандартов, так как условных изображений просто не существует, поэтому реально наиболее общего стандарта на УГО фактически нет. В зарубежных странах приняты стандарты IEC, DIN и ANSI и другие национальные стандарты, но на практике у производителей очень часто используется корпоративные стандарты, однако этот чертёж не учитывает габаритных размеров и расположения деталей объекта. В энергетике используются как однолинейные, так и полные схемы.

Эта разновидность схем предназначена в основном для наиболее полного понимания всех процессов, происходящих в цепи или на участке цепи, а также для расчёта параметров компонентов.

По уровню абстракции занимают среднее положение между функциональными и монтажными.

Назначение чертежной документации

Для техобслуживания, проведения ремонтных работ, установки или настройки оснащения требуется понимать как алгоритм его функционирования, так и метод работы. Именно поэтому сопроводительная документация готовой продукции в обязательном порядке включает схемы-чертежи, где в точном соответствии с реальным положением вещей показаны условные обозначения составляющих и компонентов узлов конструкции, а также имеющиеся между ними связи.

Создание таких схем производится по нормам ЕСКД, регулируемым соответствующим ГОСТом. Такие чертежи особенно актуальны на стадии создания проекта, выпуска, а также в ходе использования оборудования. Исходя их назначения электрические схемы классифицируют по типам:

  • Структурные. Применяются для установки центральных функциональных узлов конструкции, отображения имеющихся связей между ними и основного назначения.
  • Функциональные. Заключают описание проходящих в местах цепи процессов. На стадии разработки дают возможность составить аналитический шаблон установки, который может дать информацию о функциональном назначении какого-либо раздела. В ходе использования благодаря такой схеме объясняется действие оснащения, что значительно облегчает диагностические работы, настройку и при необходимости исправление.
  • Принципиальные. Отражают элементную базу и соединение всех составляющих между собой. Именно эти схемы являются ядром для процесса создания электрооборудования.
  • Монтажные. Удостоверяют геометрическое расположение каждого элемента узла, а также иллюстрируют связи между ними, которые выполнены связующими компонентами. На базе схем этого типа происходит сборка электроприборов или их составляющих.
  • Общие. Этот вид чертежей даёт возможность наглядно дать информацию об узлах и взаимосвязях между всеми частями, что упрощает понимание установки составного объекта.

Без такого рода чертежной документации не только нельзя собрать качественное и безопасное оборудование, но и трудно осуществлять его адекватное обслуживание.

Размеры обозначений в электрических схемах.

Господа электрики, Вы пытались, когда-нибудь разобраться с размерами условных графических обозначений в электрических схемах? Оказывается это не простая задача. Изучение ГОСТов с рекомендациями относительно размеров, не дает однозначного ответа на наш вопрос. Рекомендации расплывчаты и противоречивы. Создается впечатление, что стандарты писали разные люди, в разное время и не «дружили» друг с другом.

В этой статье я проведу обзор ГОСТов, с указаниями относительно размеров изображения УГО, и выскажу свое мнение. Вы же, изложите свое мнение и замечания в комментариях. Таким образом я надеюсь мы придем к общему мнению.