Правила выполнения и чтения электрических схем

С 1 января 1974 г. в СССР была введена в действие Единая система конструкторской документации (ЕСКД), действующая до сих пор в Российской Федерации. Использование ЕСКД обязательно во всех отраслях промышленности и представляет собой целый комплекс ГОСТ, который время от времени совершенствуются и дополняются.

Согласно ГОСТ 2.7041-84 (2000) схемы в зависимости от видов элементов и связей, входящих в состав изделия делятся на:

- электрические;

- гидравлические;

- пневматические;

- газовые (кроме пневматических);

- кинематические;

- вакуумные;

- оптические;

- энергетические;

- комбинированные.

В зависимости от основного назначения схемы бывают:

- структурные;

- функциональные;

- принципиальные (полные);

- соединений (монтажные);

- подключения;

- общие;

- расположения;

- объединенные.

Схема структурная - схема, определяющая основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи. Схемы структурные разрабатывают при проектировании изделий (установок) на стадиях, предшествующих разработке схем других типов, и пользуются ими для общего ознакомления с изделием (установкой).

Схема функциональная - схема разъясняющая определенные процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия (установки) или в изделии (установке) в целом. Схемами функциональными пользуются для изучения принципов работы изделий (установок), а также при их накладке, контроле и ремонте.

Схема принципиальная (полная) - схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними и, как правило, дающая детальное представление о принципах работы изделия (установки). Схемами принципиальными пользуются для изучения принципов работы изделий (установок), а также при их наладке, контроле и ремонте. Они служат основанием для разработки других конструкторских документов, например, схем соединений (монтажных) и чертежей.

Схема соединений (монтажная) - схема, показывающая соединения составных частей изделия (установки) и определяющая провода, жгуты, кабели или трубопроводы, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединений и ввода (разъемы, платы, зажимы и т.п.). Схемами соединений (монтажными) пользуются при разработке других конструкторских документов, в первую очередь, чертежей, определяющих прокладку и способы крепления проводов, жгутов, кабелей или трубопроводов в изделии (установке), а также для осуществления присоединений и при контроле, эксплуатации и ремонте изделий (установок).

Схема подключения - схема, показывающая внешние подключения изделия. Схемами подключения пользуются при разработке других конструкторских документов, а также для осуществления подключений изделий и при их эксплуатации.

Схема расположения - схема, определяющая относительное расположение составных частей изделия (установки), а при необходимости, также жгутов, проводов, кабелей, трубопроводов и т.п.

Наименование схем определяют их видом и типом. Например, схема электрическая принципиальная; схема гидравлическая соединений.

Правила выполнения электрических схем изделий, а так же энергетических сооружений определены в ГОСТ 2.702-75(2000).

На принципиальной схеме изображают все электрические элементы или устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов, все электрические связи между ними, а также электрические элементы (соединители, зажимы и т. п.), которыми заканчиваются входные и выходные цепи.

Схемы выполняют для изделий, находящихся в отключенном положении.

Элементы и устройства, условные графические обозначения которых установлены в стандартах ЕСКД, изображают на схеме в виде этих условных графических обозначений.

Элементы или устройства, используемые в изделии частично, допускается изображать на схеме неполностью, ограничиваясь изображением только используемых частей или элементов.

Элементы и устройства изображают на схемах совмещенным или разнесенным способом.

При совмещенном способе составные части элементов или устройств изображают на схеме в непосредственной близости друг к другу.

При разнесенном способе составные части элементов и устройств или отдельные элементы устройств изображают на схеме в разных местах таким образом, чтобы отдельные цепи изделия были изображены наиболее наглядно.

При выполнении схем рекомендуется пользоваться строчным способом. При этом условные графические обозначения элементов или их составных частей, входящих в одну цепь, изображают последовательно друг за другом по прямой, а отдельные цепи — рядом, образуя параллельные (горизонтальные или вертикальные) строки.

При выполнении схемы строчным способом допускается нумеровать строки арабскими цифрами

Рис. 5.1 Разнесенный способ выполнения схемы

Схемы выполняют в многолинейном или однолинейном изображении.

При многолинейном изображении каждую цепь изображают отдельной линией, а элементы, содержащиеся в этих цепях, — отдельными условными графическими обозначениями.

При однолинейном изображении цепи, выполняющие идентичные функции, изображают одной линией, а одинаковые элементы этих цепей — одним условным графическим обозначением.

Рис. 5.2 Многолинейное (слева) и однолинейное (справа) изображение схем

Для упрощения схемы допускается несколько электрически не связанных линий связи сливать в линию групповой связи, но при подходе к контактам (элементам) каждую линию связи изображают отдельной линией.

Линии электрической связи, сливаемые в линию групповой связи, как правило, не должны иметь разветвлений, т. е. всякий условный номер должен встречаться на линии групповой связи два раза. При необходимости разветвлений их количество указывают после порядкового номера линии через дробную черту.

Каждый элемент и (или) устройство, должны иметь позиционное обозначение в соответствии с ГОСТ 2.710.

Позиционные обозначения элементам (устройствам) следует присваивать в пределах изделия (установки).

Порядковые номера элементам (устройствам) следует присваивать, начиная с единицы, в пределах группы элементов (устройств), которым на схеме присвоено одинаковое буквенное позиционное обозначение, например, Rl, R2, R3 и т. д., Cl, C2, С3 и т. д.

Порядковые номера должны быть присвоены в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз в направлении слева направо.

Позиционные обозначения проставляют на схеме рядом с условными графическими обозначениями элементов и (или) устройств с правой стороны или над ними. Позиционное обозначение, чаще всего состоит из двух частей, имеющих самостоятельное смысловое значение и записываемых без разделительных знаков и пробелов. В первой части указывается вид элемента (устройства) – одна или несколько букв. Например R – резистор; КР – реле поляризованное. Во второй части – порядковый номер, одна или несколько цифр. Например КР2.

Таблица 5.1 Примеры позиционных обозначений наиболее

распространенных элементов

Добавить условные обозначения: соединения, контакты, заземление, соединение на корпус, прибор светосигнальный.

Таблица 5.2 ГОСТ 2.723-68. ЕСКД.

Наименование	Обозначение
Форма I	Форма II
1. Катушка индуктивности, дроссель без магнитопровода
2. Реактор. Обозначение устанавливается для схем энергоснабжения
12. Трансформатор без магнитопровода: а) с постоянной связью
б) с переменной связью
13. Трансформатор с магнитодиэлектрическим магнитопроводом
20. Трансформатор трехфазный с ферромагнитным магнитопроводом; соединение обмоток звезда — звезда с выведенной нейтральной (средней) точкой
21. Трансформатор трехфазный с ферромагнитным магнитопроводом, соединение обмоток звезда с выведенной нейтральной (средней) точкой — треугольник
23. Трансформатор трехфазный трехобмоточный с ферромагнитным магнитопроводом; соединение обмоток звезда с регулированием под нагрузкой — треугольник — звезда с выведенной нейтральной (средней) точкой
30. Трансформатор тока с одной вторичной обмоткой
36. Трансформатор напряжения измерительный
36а. Трансформатор напряжения измерительный с двумя вторичными обмотками

Таблица 5.3 ГОСТ 2.755-87. ЕКСД. Изображение коммутационных устройств

1) замыкающих
2) размыкающих
3) переключающих
4) переключающих с нейтральным центральным положением
9. Контакт контактора:
1) замыкающий
2) размыкающий
3) замыкающий дугогасительный
4) размыкающий дугогасительный
11. Контакт разъединителя
15. Контакт замыкающий с замедлением, действующим:
1) при срабатывании
2) при возврате
3) при срабатывании и возврате
16. Контакт размыкающий с замедлением, действующим:
1) при срабатывании
2) при возврате
2. Контакт замыкающий выключателя трехполюсного с автоматическим срабатыванием максимального тока
3. Контакт замыкающий нажимного кнопочного выключателя (кнопка)
1) автоматически
2) посредством вторичного нажатия кнопки
4. Разъединитель трехполюсный
5. Выключатель-разъединитель трехполюсный
Выключатель электромагнитный (реле)
1. Соединение контактное разъемное

Таблица 5.4 ГОСТ 2.756-76. ЕСКД. Воспринимающая часть

электромеханических устройств

Наименование	Обозначение
1. Катушка электромеханического устройства. Общее обозначение     Примечание. Выводы катушки допускается изображать с одной стороны прямоугольника
3. Катушка электромеханического устройства с двумя обмотками   Примечание. Допускается применять следующее обозначение
4. Катушка электромеханического устройства с п обмотками

Таблица 5.5 ГОСТ 2.727-68. ЕСКД. Разрядники, предохранители

Наименование	Обозначение
2. Разрядник. Общее обозначение.     Примечание. Если необходимо уточнить тип разрядника, то применяют следующие обозначения:
а) разрядник трубчатый
б) разрядники вентильный и магнитовентильный
2. Предохранитель плавкий. Общее обозначение
6. Выключатель-предохранитель

Таблица 5.6 ГОСТ 2.728-74. ЕСКД.

Резисторы, конденсаторы

Наименование	Обозначение
1. Резистор постоянный
4. Резистор переменный
1. Конденсатор постоянной емкости
8. Конденсатор переменной емкости

Таблица 5.8 ГОСТ 2.730-73. ЕСКД. Приборы полупроводниковые

Наименование	Обозначение
1. Диод Общее обозначение
2. Транзистор типа PNP
3. Транзистор типа NPN

Таблица 5.9 ГОСТ 2.729-68. ЕСКД. Приборы электроизмерительные

Наименование	Обозначение
1. Прибор электроизмерительный
а) показывающий
б) регистрирующий
в) интегрирующий (например, счетчик электрической энергии)
a) амперметр
б) вольтметр
е) ваттметр	W
м) омметр	Ω
н) мегаомметр	MΩ
измеряющий коэффициент мощности	cosφ
с) счетчик ампер-часов	Ah
т) счетчик ватт-часов	Wh

Схема соединений. На схеме соединений должны быть изображены все устройства и элементы, входящие в состав изделия (установки), их входные и выходные элементы (соединители, платы, зажимы и т. п.), а также соединения между этими устройствами и элементами.

Устройства и элементы на схеме изображают:

- устройства — в виде прямоугольников или упрощенных внешних очертаний;

- элементы — в виде условных графических обозначений, прямоугольников или упрощенных внешних очертаний.

При изображении элементов в виде прямоугольников или упрощенных внешних очертаний допускается внутри их помещать условные графические обозначения элементов.

Входные и выходные элементы изображают в виде условных графических обозначений.

Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии.

Элементы, используемые в изделии частично, допускается изображать на схеме неполностью, ограничиваясь изображением только используемых частей.

На схеме около графических обозначений устройств и элементов указывают позиционные обозначения, присвоенные им на принципиальной схеме.

Чтение электрических схем при изучении или анализе рекомендуется проводить в следующем порядке:

1. Ознакомиться с составом основных элементов (источники питания, контакторы, реле, командоаппараты, полупроводниковые приборы и элементы). Рассмотреть воздействия на командоаппараты (выключатели, рубильники, командоконтроллеры) при подготовке аппаратуры и схемы автоматизации к работе.

2. Рассмотреть состояние элементов после подачи напряжения на главные и вспомогательные цепи. При этом установить режимы работы полупроводниковых приборов, реле, контакторов, а следовательно и состояние управляемых элементов.

3. Рассмотреть все рабочие режимы схемы в соответствии с нормальным функционированием управляемого электромеханического оборудования (пускатели, исполнительные механизмы, рабочие машины), прослеживая пути токопрохождения в цепях, начиная от одного полюса источника питания через все последовательно соединенные элементы схемы и кончая другим полюсом источника питания.

4. Рассмотреть состояния аппаратуры и схемы в аварийных режимах так же, как при рассмотрении рабочих режимов, При этом анализируются аварийные ситуации электромеханического оборудования и изменения состояния элементов схемы, воспринимающие отклонения режимов от нормальных.

5. Рассмотреть действия защитных и блокировочных устройств, оперативной и аварийной сигнализации, при необходимости оценить достоинства и недостатки схемы (аппаратуры) автоматизации.