Наприклад, в штампах креслень курсового, дипломного проекту «Схема принципова електрична, шифрується АБВГ.ХХХХХХ 25 / Е3, а схема з'єднань автоматичних пристроїв, видів яких в комплексі кілька, шифрується як АБВГ.ХХХХХХ 253 А4.2 А4 і т.п.
Електротехнічні схеми виконуються на аркушах (форматах) наступних розмірів: А0-841 * +1189; А1-594 * 841; А2-420 * 594; А3-297 * 420; А4-210 * 297-ГОСТ 2.301-68
Електротехнічні схеми розробляються і поставляються для використання, як правило, комплектно. Наприклад: - типовий комплект: структурна, функціональна, принципова і монтажна схеми.
У сукупності електротехнічні схеми повинні містити інформативність достатню для проектування, виготовлення, монтажу, налагодження, експлуатації та ремонту виробу і разом з тим повинні бути раціональними, компактними і зручними в читанні. Тому необхідно розуміти їх сенс (формулювання), знати прийоми креслення і правила їх читання. Основні терміни та визначення дано в таблиці 2.
Таблиця 2. Терміни та визначення
Складова частина схеми, яка виконує певну функцію і не може бути розділена на частини (резистор, трансформатор, транзистор, мікросхема тощо).
Сукупність елементів. Що являють собою єдину конструкцію (блок, плата, шафа, механізм).
Сукупність елементів, що виконують у виробі певну функцію і не об'єднаних в одну конструкцію.
Лінія, канал, система шин одного функціонального призначення.
Умовне позначення, присвоєне кожному елементу і його порядковий номер серед всіх елементів схеми.
Типи електротехнічних схем
Структурна схема визначає основні функціональні частини виробу, їх призначення і взаємозв'язок (наприклад, див. Рис. 1.1).
Функціональні частини на схемі зображують у вигляді прямокутників.
Графічне побудова схеми має давати найбільш наочне уявлення про послідовність взаємодії функціональних частин у виробі, для чого в кожній частині вказують найменування функцій і роблять пояснювальні (вказівні) написи і параметри.
На лініях взаємозв'язків рекомендується стрілками позначати напрямок ходу процесів.
Мал. 1.1 Структурна схема автоматизованого електроприводу ОУ - об'єкт управління; ВЕ - сприймає (чутливий) елемент (датчик); ЗУ - задає пристрій (датчик); Ср.Е - порівнює елемент (компаратор); УЕ - керуючий елемент (підсилювач); ПЕ - передавальний елемент (обчислювальний пристрій); ІМ - виконавчий механізм (електродвигун, електромагніт); РВ - регулюючий орган.
Функціональна схема пояснює певні процеси функціонування управління як електричні, так і технологічні, що протікають в системі і пристрої в цілому, так і в окремих частинах і елементах.
Більш детально ці схеми будуть розглянуті як функціонально-технологічні схеми автоматизації в 2 частини книги.
Принципова (повна) схема - схема, яка визначає повний склад елементів, вузлів і зв'язків між ними, а також елементів, якими починаються і закінчуються вхідні і вихідні ланцюги (роз'єми, затискачі, клеми і т.п.) і дає детальне уявлення про принципи роботи вироби (установки).
Основні вимоги стандартів до правила виконання принципових схем, закріплені в ГОСТ 2.710-81, ГОСТ 2.755-87, ГОСТ 2.721-74, ГОСТ 34.201-89, ГОСТ 21.403-80.
Схеми викреслюються для приладів, апаратів і систем, які наразі відключені (знеструмленому) стані.
Довідковий графічний матеріал електротехнічних схем, як правило, не відповідає масштабам і загальному вигляду елемента, і тому в стандартні, вводять вимоги до креслення елементів у вигляді умовно-графічних зображень і нанесенні умовно буквено-цифрових позначень, що, природно вносить певні труднощі при вивченні.
Умовні графічні позначення утворюються з найпростіших геометричних фігур: квадратів, прямокутників, кіл, а також з суцільних і штрихових ліній і точок. Їх поєднання по системі, передбаченої стандартом, дає можливість легко зобразити все, що потрібно: апарат, прилади, електричні машини, лінії механічної та електричної зв'язку, види з'єднань обмоток, рід струму, характер і способи регулювання і т.п.
Побудувати умовні графічні позначення, значить, для кожного елемента передбачити спеціальний знак, але тоді потрібні були б десятки тисяч складних знаків. Так як з кожним днем з'являються нові елементи і апарати, нові способи з'єднання і заздалегідь передбачити позначення на всі випадки було б неможливо. Умовні позначення були б складні як для зображення, так і для читання.
Для спрощення зображення і читання стандарти і правила допускають в схемах досить зрозумілі фрагменти креслити без деталізації (блоки, джгути, роз'єми, логічні елементи і т.п.), або застосовувати додаткові загальноприйняті зображення.
Для вивчення і використання в процесі освіти пропонується наступний довідковий матеріал: умовно-літерних позначень і умовно-графічних зображень.
Умовно літерні і цифрові позначення в електричних схемах присвоюються всіх елементів, пристроїв і функціональних групах в вигляді однобуквених і двобуквений кодів з цифрами ГОСТ 2.710-81 (рекомендується застосовувати дволітерні коди).
Буквено-цифрові позначення призначені для запису кодом відомостей про елементи, пристроях або нанесеними на креслення, або використовується як інформація в текстових документах.
В електричних схемах позиційне позначення елемента складається з трьох частин, що мають самостійне смислове значення і записуються без розділових знаків і пробілів (букви латинського алфавіту) см. Табл. 3
У першій частині однією літерою (однобуквений код) або декількох букв (двобуквений код) вказують вид елементів, наприклад, R-резистор, РА-амперметр.
У другій частині вказують номер елемента серед йому подібних (R1, R1, C1, C2, HL1, HL2 і т.д.). Допускається до номера пристрою додавати через точку умовний номер зображуваної частини пристрою, (наприклад, KV1.5- п'ятий контакт реле KV1). Однак, зазвичай при виконанні принципових електричних схем, в тому числі і при рознесеному способі виконання, різним однотипним елементам, наприклад, контактам одного пристрою (реле і т.п.), які не надають особливих позиційних позначень; вони мають теж позначення, що і пристрій, з яким вони належать. Так, всі контакти реле KV матимуть позиційне позначення KV1. Перша і друга частини позиційного позначення є обов'язковими.
У третій частині вказується функціональне призначення елементів (R1F-резистор R1, який використовується як захисний).
Дволітерні коди для вказівки функціонального призначення елементів наведені в таблиці 3.
Таблиця 3. Позиційне позначення елементів схеми (літерні коди)
Приклади видів елементів
При необхідності на схемі маркують ділянки електричних ланцюгів для впізнання ділянок ланцюгів, і може відображати їх функціональне призначення в схемі. Ділянки ланцюга, розділені розмикаючими або замикаючими контактами приладів, обмотками реле, резистори та іншими елементами, мають різне маркування. Ділянки ланцюга, розділені рознімними або нерозбірними контактними з'єднаннями, повинні мати однакову маркування. Для виявлення відмінностей ділянок ланцюгів дозволяється додавати до маркування числа або інші позначення, наприклад, 75-4 (ділянка 4 належить ланцюга управління двигунів 75).
Маркування проставляють послідовно від введення джерела живлення навантаження, а розгалужуються ділянки ланцюга - зверху вниз і зліва направо. Силові ланцюги змінного струму маркують буквами, що позначають фази, і послідовними числами (А, В, С, А1, В1, С1 і т.д.).
Вхідні вихідні силові кола постійного струму маркують із зазначенням полярності: плюс «+», мінус «-». Ділянки ланцюгів позитивної полярності маркують парними числами, негативної полярності - непарними. Ланцюги управління (пуску і зупинка електричних двигунів, сигналізації, захисту, блокування, вимірювання) маркують послідовними арабськими цифрами.
Послідовність чисел допускається встановлювати в межах функціональної ланцюга. Маркування може бути проведена числами з урахуванням функціональних ознак ланцюгів, що спрощує читання схеми, наприклад:
Ланцюги вимірювання, управління, регулювання .................. .від 1 до 399
Ланцюги сигналізації ................................................... .від 400 до 799
Ланцюги харчування .......................................................... від 800 до 999
Маркування, (число) проставляють близько решт або в середині ділянки кола (при вертикальному розташуванні ланцюга - зліва від зображення ділянки ланцюга, при горизонтальному - над зображенням ділянки).
Для додаткової інформації про принцип роботи вузлів і окремих пристроїв принципову схему доповнюють таблицями, примітками, циклограмами. В якості ілюстрації такої інформації може служити таблиця 4.
Таблиця 4. Циклограма.
Управління клапаном 3
Умовно графічні зображення елементів виконують лініями товщиною від 0,2 до 1 мм. (В залежності від формату листа і функціональної значущості). Так, наприклад, для загальних силових ланцюгів можна використовувати лінії товщиною 1 мм, для силових ланцюгів окремих споживачів - товщиною до 0,6 мм, для ланцюгів управління - товщиною 0,2-0,4 мм. Умовно графічні зображення основних елементів наведені в таблиці 5.
Таблиця 5. Умовно графічні зображення електротехнічних схем
Позначення загального застосування
Перетин проводів, ліній зв'язку А) без з'єднання В) з електричним з'єднанням
Практично будь-яка принципова електрична схема будується на базі елементарних ланцюгів і типових вузлів. Це значно полегшує розробку побудова і читання схеми будь-якої складності.
Окремі ланцюга принципових електричних схем рекомендується зображати горизонтальними (вертикальними) лініями (рядками) в послідовності зверху вниз (зліва направо), яка визначається порядком зв'язків та через спрацювання встановлених в них елементів. Такий спосіб виконання схем називають рядковим. Для полегшення знаходження елементів на схемі рядки нумерують: 1,2,3,4 і т.д. (Див. На рис. 2)
Комутуючі пристрої (контакти, реле, кнопкові вимикачі і т.д.) на схемах, як правило, повинні зображуватися в положенні, що відповідає відсутності струму в усіх ланцюгах схеми і зовнішніх примусових сил. Якщо в схемі прийняті інші положення таких пристроїв, це слід обумовити в примітці. Контакти сигналізують і регулюючих приладів зображають при раціональному значенні їх параметрів.
Рис 1.2 Приклад позначення малих ланцюгів.
Якщо схема складна, для полегшення її читання з правого боку рядків слід дати пояснюючі написи, наприклад: «Двигун включений» і т.п.
Пристрої на схемах можуть зображуватися поєднаним і рознесеним способом (рис 3). При суміщеному способі складові частини пристроїв (наприклад, котушка і контакти реле К1) зображують близько один до одного. При рознесеному способі складові частини розташовують в різних місцях схеми так, щоб окремі частини ланцюга були зображені більш наочно. Дозволяється деякі пристрої в схемі показувати рознесеним способом, а решта (конструктивно складніші) - поєднаним. Допускається також (в разі, якщо вся схема виконана рознесеним способом) на вільному полі аркуша дати графічні позначення окремих пристроїв, виконані поєднаним способом (рис 1.3).
Рис 1.3. Принципова електрична схема керування електродвигуном:
а) - суміщений спосіб зображення елементів; б) - рознесений спосіб зображення елементів: А1 - контактор; А2 - кнопкова станція; А3 - реле теплового захисту; КМ - магнітний пускач: КК1, КК2 - контакти реле теплового захисту (А3).
Таким чином ми познайомилися з технікою креслення схем електроустановок (див. Табл. 2). Комплекс електроустановок для передачі транспорту, розподілу (електропостачання) електроенергії називають електричними мережами. Вони мають комплекс повітряних і кабельних ліній, підстанцій, розподільчих пристроїв, струмопроводів і т.д. Електромережі до 1000В і понад 1000В.
Підстанції забезпечують перетворення і розподіл електроенергії. Для цього на території підстанції розміщене технологічне електричне обладнання поєднане відповідно до головної електричної принципової схеми. Приклад якій дивись на рис.4.
Рис.4. Схема підстанції 110кВ з віддільниками і короткозамикачами.
Техніка читання електричних схем
Читання принципової схеми починають з визначення призначення пристрою, складу його схеми (силова частина, блоку управління, захисту і т.д.) і ознайомлення з переліком елементів, для чого знаходять на схемі кожен з них, читають все примітки і пояснення.