Обозначение электрических элементов на схемах
Чтение схем невозможно без знания условных графических и буквенных обозначений элементов. Большая их часть стандартизована и описана в нормативных документах. Большая их часть была издана еще в прошлом веке а новый стандарт был принят только один, в 2011 году (ГОСТ 2-702-2011 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем), так что иногда новая элементная база обозначается по принципу «как кто придумал». И в этом сложность чтения схем новых устройств. Но, в основном, условные обозначения в электрических схемах описаны и хорошо знакомы многим.
Неправильно, но наглядно и условные обозначения в электрических схемах не нужны
На схемах используют часто два типа обозначений: графические и буквенные, также часто проставляют номиналы. По этим данным многие сразу могут сказать как работает схема. Этот навык развивается годами практики, а для начала надо уяснить и запомнить условные обозначения в электрических схемах. Потом, зная работу каждого элемента, можно представить себе конечный результат работы устройства.
Виды схем в электрике
Для составления и чтения различных схем обычно требуются разные элементы. Типов схем есть много, но в электрике обычно используются:
-
Функциональные, на которых отображаются основные узлы устройства, без детализации. Внешне выглядит как набор прямоугольников с проложенными между ними связями. Дает общее представление о функционировании объекта.
На функциональной схеме указаны блоки и связи между ними
Принципиальная схема детализирует устройство
На монтажной отображается местоположение и прохождение кабелей/линий связи
Есть еще много других видов электрических схем, но в домашней практике они не используются. Исключение — трасса прохождения кабелей по участку, подвод электричества к дому. Этот тип документа точно понадобится и будет полезным, но это больше план, чем схема.
Базовые изображения и функциональные признаки
Коммутационные устройства (выключатели, контакторы и т.д.) построены на контактах различной механики. Есть замыкающий, размыкающий, переключающий контакты. Замыкающий контакт в нормальном состоянии разомкнут, при переводе его в рабочее состояние цепь замыкается. Размыкающий контакт в нормальном состоянии замкнут, а при определенных условиях он срабатывает, размыкая цепь.
Переключающий контакт бывает двух и трех позиционным. В первом случае работает то одна цепь, то другая. Во втором есть нейтральное положение.
Кроме того, контакты могут выполнять разные функции: контактора, разъединителя, выключателя и т.п. Все они также имеют условное обозначение и наносятся на соответствующие контакты. Есть функции, которые выполняют только подвижные контакты. Они приведены на фото ниже.
Функции подвижных контактов
Основные функции могут выполнять только неподвижные контакты.
Функции неподвижных контактов
Условные обозначения однолинейных схем
Как уже говорили, на однолинейных схемах указывается только силовая часть: УЗО, автоматы, дифавтоматы, розетки, рубильники, переключатели и т.д. и связи между ними. Обозначения этих условных элементов могут использоваться в схемах электрических щитов.
Основная особенность графических условных обозначений в электросхемах в том, что сходные по принципу действия устройства отличаются какой-то мелочью. Например, автомат (автоматический выключатель) и рубильник отличаются лишь двумя мелкими деталями — наличием/отсутствием прямоугольника на контакте и формой значка на неподвижном контакте, которые отображают функции данных контактов. Контактор от обозначения рубильника отличает только форма значка на неподвижном контакте. Совсем небольшая разница, а устройство и его функции другие. Ко всем этим мелочам надо присматриваться и запоминать.
Обозначения элементов на однолинейной схеме
Также небольшая разница между условными обозначениями УЗО и дифференциального автомата. Она тоже только в функциях подвижных и неподвижных контактов.
Примерно так же обстоит дело и с катушками реле и контакторов. Выглядят они как прямоугольник с небольшими графическими дополнениями.
Условные обозначения катушек контакторов и реле разных типов (импульсная, фотореле, реле времени)
В данном случае запомнить проще, так как есть довольно серьезные отличия во внешнем виде дополнительных значков. С фотореле так совсем просто — лучи солнца ассоциируются со стрелками. Импульсное реле — тоже довольно легко отличить по характерной форме знака.
Условные обозначения разъемного (вилка-штепсель) и разборного (клеммная колодка) соединения), измерительных приборов
Немного проще с лампами и соединениями. Они имеют разные «картинки». Разъемное соединение (типа розетка/вилка или гнездо/штепсель) выглядит как две скобочки, а разборное (типа клеммной колодки) — кружочки. Причем количество пар галочек или кружочков обозначает количество проводов.
Изображение шин и проводов
В любой схеме приличествуют связи и в большинстве своем они выполнены проводами. Некоторые связи представляют собой шины — более мощные проводниковые элементы, от которых могут отходить отводы. Провода обозначаются тонкой линией, а места ответвлений/соединений — точками. Если точек нет — это не соединение, а пересечение (без электрического соединения).
Обозначение линий связи, шин и их соединений/ответвлений/пересечений
Есть отдельные изображения для шин, но они используются в том случае, если надо графически их отделить от линий связи, проводов и кабелей.
Как обозначаются провода, кабели, количество жил и способы их прокладки
На монтажных схемах часто необходимо обозначить не только как проходит кабель или провод, но и его характеристики или способ укладки. Все это также отображается графически. Для чтения чертежей это тоже необходимая информация.
Как изображают выключатели, переключатели, розетки
На некоторые виды этого оборудования утвержденных стандартами изображений нет. Так, без обозначения остались диммеры (светорегуляторы) и кнопочные выключатели.
Зато все другие типы выключателей имеют свои условные обозначения в электрических схемах. Они бывают открытой и скрытой установки, соответственно, групп значков тоже две. Различие — положение черты на изображении клавиши. Чтобы на схеме понимать о каком именно типе выключателя идет речь, это надо помнить.
Есть отдельные обозначения для двухклавишных и трехклавшных выключателей. В документации они называются «сдвоенные» и «строенные» соответственно. Есть отличия и для корпусов с разной степенью защиты. В помещения с нормальными условиями эксплуатации ставят выключатели с IP20, может до IP23. Во влажных комнатах (ванная комната, бассейн) или на улице степень защиты должна быть не ниже IP44. Их изображения отличаются тем, что кружки закрашены. Так что их отличить просто.
Условные обозначения выключателей на чертежах и схемах
Есть отдельные изображения для переключателей. Это выключатели, которые позволяют управлять включением/выключением света из двух точек (есть и из трех, но без стандартных изображений).
В обозначениях розеток и розеточных групп наблюдается та же тенденция: есть одинарные, сдвоенные розетки, есть группы из нескольких штук. Изделия для помещений с нормальными условиями эксплуатации (IP от 20 до 23) имеют неокрашенную середину, для влажных с корпусом повышенной защиты (IP44 и выше) середина тонируется темным цветом.
Условные обозначения в электрических схемах: розетки разного типа установки (открытого, скрытого)
Поняв логику обозначения и запомнив некоторые исходные данные (чем отличается условное изображение розетки открытой и скрытой установки, например), через некоторое время вы уверенно сможете ориентироваться в чертежах и схемах.
Светильники на схемах
В этом разделе описаны условные обозначения в электрических схемах различных ламп и светильников. Тут ситуация с обозначениями новой элементной базы лучше: есть даже знаки для светодиодных ламп и светильников, компактных люминесцентных ламп (экономок). Неплохо также что изображения ламп разного типа значительно отличаются — перепутать сложно. Например, светильники с лампами накаливания изображают в виде кружка, с длинными линейными люминесцентными — длинного узкого прямоугольника. Не очень велика разница в изображении линейной лампы люминесцентного типа и светодиодного — только черточки на концах — но и тут можно запомнить.
Изображение ламп (накаливания, светодиодных, галогенных) и светильников (потолочных, встроенных, навесных) на схемах
В стандарте есть даже условные обозначения в электрических схемах для потолочного и подвесного светильника (патрона). Они тоже имеют довольно необычную форму — круги малого диаметра с черточками. В общем, в этом разделе ориентироваться легче чем в других.
Элементы принципиальных электрических схем
Принципиальные схемы устройств содержат другую элементную базу. Линии связи, клеммы, разъемы, лампочки изображаются также, но, кроме того, присутствует большое количество радиоэлементов: резисторов, емкостей, предохранителей, диодов, тиристоров, светодиодов. Большая часть условных обозначений в электрических схемах этой элементной базы приведена на рисунках ниже.
Обозначение электрических элементов на схемах устройств
Изображение радиоэлементов на схемах
Более редкие придется искать отдельно. Но в большинство схем содержит эти элементы.
Буквенные условные обозначения в электрических схемах
Кроме графических изображений элементы на схемах подписываются. Это также помогает читать схемы. Рядом с буквенным обозначением элемента часто стоит его порядковый номер. Это сделано для того чтобы потом легко было найти в спецификации тип и параметры.
Буквенные обозначения элементов на схемах: основные и дополнительные
В таблице выше приведены международные обозначения. Есть и отечественный стандарт — ГОСТ 7624-55. Выдержки оттуда с таблице ниже.
Буквенно цифровые обозначения в схемах
Однолинейные схемы на объектах
Довольно длительное время я занимался эксплуатацией электроустановок. В их числе были электроустановки объектов жилой и коммерческой недвижимости, которые находились в различном статусе: недавно построенные и введённые в эксплуатацию, реконструированные или ожидающие реконструкции. На каждом таком объекте существовали те или иные проблемы с однолинейными электрическими схемами. Они или вовсе отсутствовали или требовали актуализации. По причине того, что нормальная эксплуатация без подобной документации затруднительна, мне приходилось заниматься организацией сбора и документированием такой информации.
Коротко об однолинейных схемах
Как известно, эксплуатация электроустановок производится в соответствии с «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей», сокращённо — ПТЭЭП. В тексте этого документа несколько раз использован термин «однолинейная схема» (пункты 1.5.18. и 1.8.9.). Что же она из себя представляет?
Очевидно, однолинейная схема является схемой электрической. А все электрические схемы, в зависимости от своего назначения, относят к разным типам: структурные, функциональные, принципиальные, монтажные, схемы подключений, общие схемы, схемы расположения и объединённые схемы. Описание каждого типа можно найти в ГОСТ 2.701-2008 (Таблица 2).
Однолинейные схемы, как правило, дают наглядное представление о структуре и взаимосвязи составных элементов электроустановки. Поэтому такие схемы относят к принципиальным электрическим схемам (код Э3 в нотации ГОСТ 2.701-2008). Тем не менее на них может иметься и дополнительная информация, например, указание границ балансовой и эксплуатационной принадлежности.
Пример однолинейной схемы электроснабжения предприятия.
Для простоты восприятия при составлении однолинейных схем используют упрощённые, однополюсные условно графические обозначения. Это означает, что если в электрощите установлено одно-, двух-, трех- или четырёхполюсное устройство, то для его обозначения на схеме всегда будет использовано однополюсное представление.
Многополюсное(слева) и однополюсное(справа) условно графическое обозначение трёхполюсного автомата
Актуальные однолинейные схемы важны для всех электроустановок без исключений. Тем не менее стоит понимать следующее. Одновременно с электроустановками, безопасная эксплуатация которых без схем просто немыслима, существует огромное количество других установок, которые годами эксплуатируются без документации.
Чаще всего это касается распределительных щитов в бизнес-центрах, торговых центрах, электрощитов на территориях складов, цехов, в различных технических помещениях. В связи с особенностями деятельности подобных предприятий, все эти комплектные устройства могут очень часто подвергаться изменениям. Таких электрощитов может быть много, очень много. В них изменяется всё что угодно, только не исполнительная документация.
Подобный технический долг может накапливаться годами и даже десятилетиями. Однажды это становится проблемой, с которой приходится бороться. Своим подходом к решению подобных задач я хочу поделиться далее.
Табличное представление
Как было сказано выше, когда разговор заходит об однолинейных схемах, представляются схемы, составленные с применением условно графических обозначений.
Если в щите есть однолинейная схема, то с большой долей вероятности она выглядит примерно так
Несмотря на то что такой формат привычен и очень популярен, для решения задачи «оперативно создать/отредактировать документацию» он имеет ряд недостатков. Во-первых, требуется, как правило, не бесплатное ПО — MS Visio, Autocad, Компас, EPLAN и аналогичное. Во-вторых, персонал должен обладать навыками работы с таким ПО. Да и работать с графикой на ноутбуке около электрощита — то ещё удовольствие.
В подобных ситуациях гораздо выгоднее использовать схемы в табличном представлении. Такой формат описан в ГОСТ 21.613-2014 (Приложение А, Рисунок А.4 «Пример выполнения принципиальной схемы групповой сети при использовании систем автоматизированного проектирования или информационного моделирования зданий, сооружений»). Технические данные, которые мы в дальнейшем сможем получить из таких таблиц, соизмеримы с данными, содержащимися в графической однолинейной схеме. Для своих практических целей я перенёс это представление в Excel.
ГОСТ 21.613-2014 Приложение А, Рисунок А.4 в Excel
Теперь моя работа по сбору данных и формированию схемы стала выглядеть так. Если требовалось, с помощью принтера этикеток (или маркера) я маркировал электрощит и установленные в нём аппараты. Далее в поля заранее распечатанных таблиц вносилась вся доступная мне информация. Таким образом, мною описывался каждый электрощит.
После того как таблицы заполнены, рукописные тексты оцифровываются — переносятся в электронные таблицы Excel. Для описания каждого электрощита создаётся отдельный файл. Полученные Excel-документы распечатываются и размещаются на дверце электрощита в качестве однолинейной схемы. Если в ходе дальнейшей эксплуатации электрощит претерпевает изменения, то все они отражаются в файле. Актуальная таблица снова распечатывается для замены устаревшей, размещённой в электрощите.
▍Если графическая схема всё же необходима
Даже в этом случае крайне маловероятно, что схема будет составляться на ноутбуке около электрощита. Скорее всего, щит будет сфотографирован, что-то будет «законспектировано» и уже в офисе эта информация обретёт графический вид. Но в любом случае встаёт вопрос формата таких конспектов.
От Exсel к веб-сервису
Описанный выше подход был удобен и перекрывал большинство насущных задач до тех пор, пока я работал один. Но как только объём работы вырос и её пришлось делегировать, стали появляться сложности и неудобства. Ну а если работать неудобно, то, вероятнее всего, вдолгую этим никто заниматься не будет. Кроме того, хотелось иметь возможность какой-никакой автоматизации в дальнейшем, а хранение в Excel к этому не особо располагает.
В связи с этим я решил написать веб-сервис и клиент для него. Так появились phpSLDt и phpsldt-web-client.
▍phpSLDt
Это RESTful Web Service для работы с электрическими схемами групповых сетей. Сервис позволяет хранить и работать с табличным представлением однолинейных схем в формате JSON. Имеющиеся методы API описаны в спецификации OpenAPI. Сама спецификация в формате YAML доступна на странице проекта. Там же размещены инструкции по установке.
Кроме создания, удаления и редактирования однолинейных схем, сервис способен генерировать PDF для его дальнейшей печати. Сформированный файл соответствует формату определённому в ГОСТ 21.613-2014 (Приложение А, Рисунок А.4).
Печатная форма в pdf, сгенерированная phpSLDt
▍phpsldt-web-client
Это клиент к веб-сервису phpSLDt на Vue. Если phpsldt-web-client развернуть на веб-сервере в сети, то персонал сможет работать и создавать подобного рода документацию как на ПК, так и в своих мобильных устройствах, например, на планшетах.
Несмотря на очевидные преимущества деплоя на веб-сервер, при необходимости phpsld-web-client возможно запустить на ПК и без использования последнего.
Заключение
Из своей практики я могу сделать вывод, что применение схем в табличном представлении бывает крайне полезно и даёт следующие преимущества:
- Быстрое составление достаточно подробного описания имеющихся электроустановок в электронном виде.
- Отсутствует необходимость в специализированном ПО и персонале, который обучен в нём работать.
- Персонал получает возможность оперативного внесения изменений в документацию.
- Автоматическое формирование печатных форм в соответствии с ГОСТ (без основной надписи).
- информационное моделирование
- bim-системы
- bim-моделирование
- bim
- гражданское строительство
- электротехнические схемы
- электротехнические решения
- однолинейные схемы
- phpsldt
- phpsldt-web-client
- ruvds_статьи
- Блог компании RUVDS.com
- Open source
- Системное администрирование
- Софт
- Инженерные системы
Условные обозначения на электрических схемах (ГОСТ)
Электрическая схема – это один из видов технических чертежей, на котором указываются различные электрические элементы в виде условных обозначений. Каждому элементу присвоено своё обозначение.
Все условные (условно-графические) обозначения на электрических схемах состоят из простых геометрических фигур и линий. Это окружности, квадраты, прямоугольники, треугольники, простые линии, пунктирные линии и т.д. Обозначение каждого электрического элемента состоит из графической части и буквенно-цифровой.
Благодаря огромному количеству разнообразных электрических элементов появляется возможность создавать очень подробные электрические схемы, понятные практически каждому специалисту в электрической области.
Каждый элемент на электрической схеме должен выполняться в соответствие с ГОСТ. Т.е. кроме правильного отображения графического изображения на электрической схеме должны быть выдержаны все стандартные размеры каждого элемента, толщина линий и т.д.
Существует несколько основных видов электрических схем. Это схема однолинейная, принципиальная, монтажная (схема подключений). Также схемы бывают общего вида – структурные, функциональные. У каждого вида своё назначение. Один и тот же элемент на разных схемах может обозначаться и одинаково, и по-разному.
Графические обозначения на однолинейной схеме
Основное назначение однолинейной схемы – графическое отображение системы электрического питания (электроснабжение объекта, разводка электричества в квартире и т.д.). Проще говоря, на однолинейной схеме изображается силовая часть электроустановки. По названию можно понять, что однолинейная схема выполняется в виде одной линии. Т.е. электрическое питание (и однофазное, и трёхфазное), подводимое к каждому потребителю, обозначается одинарной линией.
Чтобы указать количество фаз, на графической линии используются специальные засечки. Одна засечка обозначает, что электрическое питание однофазное, три засечки – что питание трёхфазное.
Кроме одинарной линии используются обозначения защитных и коммутационных аппаратов. К первым аппаратам относятся высоковольтные выключатели (масляные, воздушные, элегазовые, вакуумные), автоматические выключатели, устройства защитного отключения, дифференциальные автоматы, предохранители, выключатели нагрузки. Ко вторым относятся разъединители, контакторы, магнитные пускатели.
Высоковольтные выключатели на однолинейных схемах изображаются в виде небольших квадратов. Что касается автоматических выключателей, УЗО, дифференциальных автоматов, контакторов, пускателей и другой защитной и коммутационной аппаратуры, то они изображаются в виде контакта и некоторых поясняющих графических дополнений, в зависимости от аппарата.
Графические обозначения на монтажной схеме
Монтажная схема (схема соединения, подключения, расположения) используется для непосредственного производства электрических работ. Т.е. это рабочие чертежи, используя которые, выполняется монтаж и подключение электрооборудования. Также по монтажным схемам собирают отдельные электрические устройства (электрические шкафы, электрические щиты, пульты управления, и т.д.).
На монтажных схемах изображают все проводные соединения как между отдельными аппаратами (автоматические выключатели, пускатели и др.), так и между разными видами электрооборудования (электрические шкафы, щитки и т.д.). Для правильного подключения проводных соединений на монтажной схеме изображаются электрические клеммники, выводы электрических аппаратов, марка и сечение электрических кабелей, нумерация и буквенное обозначение отдельных проводов.
Графические обозначения на принципиальной схеме
Схема электрическая принципиальная – наиболее полная схема со всеми электрическими элементами, связями, буквенными обозначениями, техническими характеристиками аппаратов и оборудования. По принципиальной схеме выполняют другие электрические схемы (монтажные, однолинейные, схемы расположения оборудования и др.). На принципиальной схеме отображаются как цепи управления, так и силовая часть.
Цепи управления (оперативные цепи) – это кнопки, предохранители, катушки пускателей или контакторов, контакты промежуточных и других реле, контакты пускателей и контакторов, реле контроля фаз (напряжения) а также связи между этими и другими элементами.
На силовой части изображаются автоматические выключатели, силовые контакты пускателей и контакторов, электродвигатели и т.д.
Кроме самого графического изображения каждый элемент схемы снабжается буквенно-цифровым обозначением. Например, автоматический выключатель в силовой цепи обозначается QF. Если автоматов несколько, каждому присваивается свой номер: QF1, QF2, QF3 и т.д. Катушка (обмотка) пускателя и контактора обозначается KM. Если их несколько, нумерация аналогичная нумерации автоматов: KM1, KM2, KM3 и т.д.
В каждой принципиальной схеме, если есть какое-либо реле, то обязательно используется минимум один блокировочный контакт этого реле. Если в схеме присутствует промежуточное реле KL1, два контакта которого используются в оперативных цепях, то каждый контакт получает свой номер. Номер всегда начинается с номера самого реле, а далее идёт порядковый номер контакта. В данном случае получается KL1.1 и KL1.2. Точно также выполняются обозначения блок-контактов других реле, пускателей, контакторов, автоматов и т.д.
В схемах электрических принципиальных кроме электрических элементов очень часто используются и электронные обозначения. Это резисторы, конденсаторы, диоды, светодиоды, транзисторы, тиристоры и другие элементы. Каждый электронный элемент на схеме также имеет своё буквенное и цифровое обозначение. Например, резистор – это R (R1, R2, R3…). Конденсатор – C (C1, C2, C3…) и так по каждому элементу.
Кроме графического и буквенно-цифрового обозначения на некоторых электрических элементах указываются технические характеристики. Например, для автоматического выключателя это номинальный ток в амперах, ток срабатывания отсечки тоже в амперах. Для электродвигателя указывается мощность в киловаттах.
Для правильного и корректного составления электрических схем любого вида необходимо знать обозначения используемых элементов, государственные стандарты, правила оформления документации.
Трафареты Visio Однолинейная схема электроснабжения.
Трафареты Visio Однолинейная схема электроснабжения, содержат символы условных графических обозначений электрических аппаратов и установок до и выше 1000 В., для выполнения и оформления в соответствии с требованиями стандартов, однолинейных электрических схем:
- электроснабжения предприятий,
- распределительных устройств,
- электрических подстанций.
Функциональные особенности символов
1. Все символы устройств коммутации, можно переключить из положения отключено в положение включено, что позволяет использовать начерченные схемы в качестве оперативных — отражать действительное положение коммутационных аппаратов и заземляющих устройств на текущий момент времени.
2. Размеры символов можно изменять пропорционально модулю размерности М, в соответствии с ГОСТ IEC 61082 — 1 — 2014, 5.7.3.2 Модуль размерности. Применительно к бумажным представлениям и их эквивалентам модуль размерности М можно выбрать из следующих значений в миллиметрах: 1,8 (2,0) мм; 2,5 мм; 3,5 мм; 5 мм; 7 мм; 10 мм; 14 мм; 20 мм.
При этом, высота текстовых строк и толщина линий, изменяются пропорционально изменению размера символов.
3. Предусмотрена возможность изменения для всех элементов схемы одновременно, цвета текста и размера шрифта (раздельно для позиционных обозначений и маркировок выводов)
4. Для всех элементов схемы одновременно, можно изменить:
4.1. Положение текста (позиционного обозначения) относительно символа — в случае вертикальной ориентации выводов: с левой стороны от символа (по ГОСТ IEC 61082 — 1 — 2014, 7.1.2.4 Представление технических данных) или с правой стороны от символа (по ГОСТ 2.702-2011, п. 5.3.11)