Электрические схемы: виды и обозначения. Как читать монтажные схемы и делать по ним монтаж

Разновидности схем

К основным схемам, которыми на практике пользуются специалисты, можно отнести:

• однолинейные
• принципиальные
• монтажные (схемы соединений/подключений)

На однолинейной схеме изображают силовые (первичные) цепи от источника к потребителю одной линией. Отсюда и название. Источник — это не обязательно генератор. Это может быть силовой трансформатор или просто сеть переменного тока. Потребителем может быть как электродвигатель, так и щиток освещения.

Принципиальная (наиболее полная) схема включает в себя все элементы, необходимые для понимания принципа работы оборудования. На такой схеме изображают как первичные, так и вторичные цепи.

Монтажные — в некотором роде упрощённый вид схем, по которым выполняют разводку электрических кабелей, а также их подключение.

Кроме стандартных электрических схем, бывают и другие. Например, инженеры по релейной защите часто пользуются логическими схемами.

Назначение монтажной схемы

Начнем с базисной основы. Для обслуживания, ремонта, монтажа или наладки оборудования необходимо понимать как алгоритм его работы, так и принцип действия. С этой целью в сопроводительную документацию изделий включаются схемы, представляющие собой чертежи, на которых отображаются условные обозначения компонентов и составных узлов устройства, а также существующие между ними связи.

Построение схем выполняется по нормам ЕСКД, которые регулирует соответствующий ГОСТ. Данные чертежи востребованы на этапе проектирования, производства, а также в процессе эксплуатации оборудования. В зависимости от назначения электрические схемы принято классифицировать по типам. Они бывают:

1. Структурными. Используются для определения основных функциональных узлов устройства, отображения существующих взаимосвязей между ними и общего назначения.
2. Функциональными. Содержат описание протекающих в участках цепи процессов. На этапе разработки позволяют составить аналитическую модель устройства, дающую представление о его функциональном назначении того или иного узла. В процессе эксплуатации на основании такой схемы обосновывается поведение оборудования, что существенно облегчает диагностику, отладку и ремонт.
   Пример функциональной схемы управления скоростью вращения двигателя асинхронного типа
3. Принципиальными. Отображают элементную базу и связь всех компонентов между собой. Именно принципиальные схемы являются базисной основой для процесса разработки электрооборудования. Пример такой схемы показан ниже.
   Схема управления реверсом двигателя асинхронного типа
4. Монтажными. Указывают геометрическое положение всех компонентов узла, а также отображают соединения между ними, выполненные связующими элементами. На основе схем данного типа производится сборка электрооборудования или его составных узлов. Рисунок ниже демонстрирует пример монтажной схемы запуска двигателя под управлением реверсивного магнитного пускателя, позволяющей наглядно представить подключение кнопочного поста.
   Управление реверсом (красным выделен кнопочный пост и магнитные пускатели)
5. Схемами подключений, отображающих подключение внешних устройств.
6. Схемами расположений, в отличие от монтажных показывают только положение элементов узла без отображения связей.
7. Общими, этот тип схем позволяет получить наглядное представление об узлах и связях между всеми элементами, что облегчает понимание устройства сложного объекта.

Подведем итог, без перечисленных выше схем, не только невозможно создать качественное и надежное оборудование, но и затруднительно организовать его квалифицированное обслуживание.

Порядок изучения чертежей

Как читать электрические схемы правильно и понимать представленную на чертеже информацию? Достаточно уметь ориентироваться в условно-графических обозначениях ГОСТа, это основа каждого разработанного проекта.

Сначала определяют тип чертежа. Согласно по ГОСТ 2.702-75, каждому графическому документу соответствует индивидуальный код. Все электрические чертежи имеют буквенное обозначение «Э» и соответствующее цифровое значение от 0 до 7. Электрической принципиальной схеме соответствует код «Э3».

Чтение принципиальной схемы:

• Визуально ознакомится с представленным чертежом, обратить внимание на указанные примечания и технические требования.
• Найти на схематическом изображении все компоненты, указанные в перечне документа;
• Определить источник питания системы и род тока (однофазный, трехфазный);
• Найти основные узлы, и определить их источник электропитания;
• Ознакомится с элементами и устройствами защиты;
• Изучить способ управления, обозначенный на документе, его задачи и алгоритм действий. Понять последовательность действий устройства при запуске, остановке, коротком замыкании;
• Анализировать работу каждого участка цепи, определить основные составляющие, вспомогательные элементы, изучить техническую документацию перечисленных деталей;
• На основе изученных данных документа, сделать вывод о процессах, протекающих в каждом звене цепи, представленной на чертеже.

Зная последовательность действий, буквенно-графические обозначения, можно прочитать любую электрическую схему.

Порядок разработки монтажной электрической схемы

Практикуется несколько способов разработки схем данного типа, выбор того или иного из них зависит как от типа монтажа элементов, так и функционального назначения оборудования. Например, для описания коммутации вторичной цепи используется адресная маркировка. Поскольку данный способ наиболее распространен, распишем порядок его разработки.

В первую очередь на чертеж наносится контур устройства, в который вписаны используемые в оборудовании элементы, например, клемники или рейки с зажимами. Масштаб при этом можно не соблюдать. Сверху чертежа (над контуром) указывается вид, в приведенном ниже примере это надпись «Задняя стенка ящика».

Каждый задействованный в схеме элемент получает уникальный адрес. Для его отображения чертят окружность (диаметр которой от 10 до 12мм.), разделенную горизонтально напополам. В верхнюю часть разделенной окружности заносится номер компонента, а в нижнюю условное обозначение, в соответствии с элементной схемой. Например, для клеммной колодки, состоящей из 10 зажимов, в монтажной схеме каждому из них допускается присвоить уникальный адрес.

Заметим, что элементам, коммутирующим силовые цепи, присваивается только условное обозначение, то есть без номера компонента.

Разработка схемы начинается с составления заготовки, согласно описанным выше правилам. Когда она готова, приступают к обозначению соединений, при этом используются адреса, а не линии. Такой принцип маркировки позволяет легко определять направления проводов, что существенно упрощает процесс монтажа.

Монтажно-коммуникационная схема ящика управления

Для более детального объяснения принципа построения монтажных схем рассмотрим несколько примеров.

Пример: монтажная схема электропроводки 1 комнатной квартиры.

На рисунке ниже приведена типовая схема электрической проводки. Глядя на графическое изображение, становится понятно, что она включает в себя две ветви. Первая обеспечивает поступление электричества в зал и прихожую, вторая предназначена для санузла, кухни и ванной комнаты. При этом обе линии одновременно запитывают как освещение, так и розетки для подключения электроприборов.

Пример монтажной схемы проводки

Безусловно, такой принцип подключения иррационален, поскольку в случае КЗ обесточится полностью помещение. Помимо этого, если планируется установка таких мощных потребителей электроэнергии, как кондиционер, бойлер или электропечь, для каждого из них желательно проводить отдельную линию питания.

Данная схема приведена в качестве примера, чтобы наглядно показать, как имея перед собой графическое изображение проекта, определить его слабые стороны.

Пример монтажной схемы теплого водяного пола в квартире.

Схема соединений может применяться не только для электрооборудования, как видно из рисунка ниже, она отлично отображает структуру теплого пола, подключенного к контуру центральной отопительной системы.

Монтажно-технологическая схема теплого пола

Условные обозначения:

• 1 – вентиль шарового типа, установленный на подающую линию;
• 2 – вентиль шарового типа, на выходе;
• 3 — очищающий фильтр;
• 4 – клапан на обратную линию;
• 5 – трехходовая смесительная запорная арматура;
• 6 – клапан для перезапуска;
• 7 – насос, обеспечивающий циркуляцию рабочей жидкости;
• 8 – кран, перекрывающий обратный коллектор;
• 9 – запорная арматура, перекрывающая вход в подающий коллектор;
• 10 – корпус обратного коллектора;
• 11 – подающий коллектор;
• 12 – запорная арматура шарового типа, перекрывающая обратку;
• 13 – вентили для перекрытия подачи;
• 14 – кран для стравливания воздуха;
• 15 – дренажная запорная арматура;
• 16 – батарея центрального отопления.

Данная схема приведена в качестве примера, не следует воспринимать такую организацию как эталонную. Если вы хотите сделать водяной теплый пол по такому принципу, то в первую очередь необходимо согласовать свой проект с компанией, предоставляющей услуги центрального отопления.

И в завершении приведем пример грамотно составленной монтажной схемы системы отопления на базе конвектора с термостатом.

Схема соединений отопительной системы с использованием конвекторов

Как правильно читать монтажные схемы.

Для понимания схем необходимо знать условные графические изображения компонентов, их буквенно-цифровые обозначения. Понимание принципа действия и алгоритма работы элементов будет существенно способствовать процессу сборки и отладке. В качестве обоснования таких требований приведем для примера монтажную схему базовой платы коротковолнового трансивера.

Монтажная схема КВ трансивера «Дружба М»

Как видно из рисунка, к схеме прилагается пояснение, в котором содержится необходимая для монтажа информация. Но ее будет явно недостаточно при отсутствии базовых знаний, в результате можно ошибиться с полярностью электролитических конденсаторов или диодов, и собранное устройство не будет функционировать.

Ради справедливости необходимо заметить, что подобную оплошность может допустить и специалист, именно поэтому на монтажных платах, изготовленных промышленным способом, принято наносить расположения элементов и указывать их полярность (см. рис. 9). Это существенно снижает вероятность ошибок при сборке.

Назначение каждой электросхемы

Однако схемы питающей сети системы электропитания иногда целесообразно выполнять в однолинейном изображении, так как в этом случае достигается сокращение объема графических работ и уменьшение размеров схемы без какой-либо потери наглядности и удобства пользования ею рис. Монтаж Монтажник обычно занимается соединением деталей в корпусе шкафа между собой проводами. Схемы служат основанием для разработки других конструкторских документов, например, схем соединений монтажных и чертежей. Данная схема приведена в качестве примера, чтобы наглядно показать, как имея перед собой графическое изображение проекта, определить его слабые стороны.

В конструкторской документации к любому электротехническому оборудованию в обязательном порядке включается монтажная схема. Из перечисленных там стандартов ГОСТ 2. На этапе разработки позволяют составить аналитическую модель устройства, дающую представление о его функциональном назначении того или иного узла.

Необходимые инструменты и монтаж

Прежде чем приступить к монтажу приготовьте следующие инструменты:

1. Инструмент для снятия изоляция, предназначены для удобного снятия изоляции с провода. Обычными кусачками можно повредить жилы.

   

2. Набор кембриков для используемых типов проводов, не одевайте слишком толстые и  широкие кембрики на тонкие провода. Использовать вместо кембриков (ПВХ трубочек) термоусадочные трубки не рекомендуется, потому что при сильном нагреве они могут усаживаться.

   

   Также, если позволяет бюджет, можно использовать кабельные маркеры.

   

3. Маркер для того, чтобы писать маршрут на кембриках, желательно с тонким стержнем и перманентный.

   

4. Жидкий флюс, канифоль, припой, возможно пригодится паяльная кислота или оксидал, для пайки окисленных выводов радиоэлементов, лепестков и т.п., паяльник 25-40 ватт.
5. Самоклеющиеся площадки, для крепления жгутов на стенках шкафа.

   

6. Стяжки или хомутики, для стяжки проводов. В некоторых случаях применяют специальные пластиковые пеналы, или каналы – внутри которых и прокладываются провода.

   

Конечно, может пригодится еще что то, но как правило этого бывает достаточно. Самое главное, приступайте к работе с хорошим и бодрым настроением чтобы не допустить ошибок – электроника шуток не любит.

Перед началом монтажа внимательно изучите схему, монтаж стоит начинать с того участка, где стоит больше всего элементов, еще стоит обратить внимание на то, куда идут провода. Если с какого-то одного участка идет группа проводов на другой участок, нужно начинать с этого места. Если на двери шкафа имеются приборы и кнопки с регуляторами, то монтаж начинают с двери, от двери к корпусу шкафа делают петлю из получившегося жгута проводов, чтобы дверь нормально открывалась и закрывалась.

Монтаж может выполняться разными проводами, в монтажной схеме всегда указывают, какой провод нужно применять для данного участка схемы, делать монтаж проводом меньшего сечения чем указано в монтажной схеме не рекомендуется, т.к. провод меньшего сечения может не выдержать нужных токов и может расплавиться, оголиться. Никогда не снимайте изоляцию с провода больше, чем это нужно, это во первых не красиво, во вторых, может случайно коротнуть, если провода располагаются рядом. Если провода крепятся, скажем на релюшки или на клеммники с помощью винтов, прикиньте, как глубоко может войти провод под винт – вот столько и снимайте изоляцию. Вывода проводов, с которых сняли изоляцию, и которые крепятся на элементы в шкафу, всегда нужно залуживать!  Как только зачистили и залудили один конец провода, берется кембрик, пишется на нем маршрут, после чего одевается на провод, а сам провод нужно припаять или прикрутить к элементу. На другой конец провода так же одевается кембрик с указанием обратного маршрута, затем конец провода завязывается в узел и провод можно бросить, этот конец провода нам пока не нужен. На первом этапе монтажа на все вторые концы проводов одеваются кембрики с указанием маршрутов, концы завязывают в узел, чтобы кембрик не вылетел и провод бросают. Когда закончите крепить концы проводов на определенном участке, получится небольшая косичка из проводов. Потом эта косичка аккуратно собирается и прокладывается по корпусу (по стенке) шкафа, провода прокладываются до того элемента, куда должны идти по монтажной схеме, т.е. с одного элемента до другого. По ходу прокладки, жгут может разветвляться и идти на другой элемент.

В конце концов должен образоваться пучок проводов с одетыми кембриками на концах. На рисунке выше показан пучок проводов около клеммников, провода отрезаются нужной длины, с них снимается изоляция, залуживаются, и крепятся на клеммники. И так со всеми проводами, которые по монтажной схеме должны идти на этот элемент.

Конечно, с монтажом простых бытовых устройств, например блоков питания или усилилелей ЗЧ все намного проще. Обычно при соединении узлов или плат между собой проводами в качестве маршрутов можно указывать шины питания, вход или выход, плюс или минус питания, указать напряжение и так далее.

Как только закончили основной монтаж, можно приступать к монтажу силовых цепей, на силовые провода так же одеваются кембрики и точно так же пишется маршрут. Чаще силовые провода используются для питающих цепей и на кембриках как правило указывается только фаза.

После того, как полностью закончили монтаж приступают к прозвонке цепей. НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕ ВКЛЮЧАЙТЕ УСТРОЙСТВО БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ И ПРОЗВОНКИ! Для прозвонки удобно использовать мультиметр с пищалкой. К примеру, в нижеприведенной схеме, если мы прикоснемся одним щупом мультиметра к контакту резистора -4:1-, а другим щупом к контакту лампочки с указанием маршрута -23:R12- – мультиметр должен запищать, если окажется что нет контакта, то мультиметр естественно будет молчать.

В таком случае нужно искать ошибку, возможно, вы один из концов провода прикрутили к другому элементу или вполне возможно, что просто нет механического контакта, особенно если зажимы винтовые. Поиск ошибок – процесс достаточно трудоемкий, лучше изначально все делать правильно и без ошибок, после монтажа участка цепи всегда перепроверяйте цепь. Если после прозвонки ошибок не нашли, то можно потихоньку приступать к запуску. Сначала, как правило просто подают питание, при этом автоматы отключены и платы могут быть вынуты с устройства, таким образом еще раз проверяют правильность монтажа и нету ли нигде короткого замыкания. После, можно проверить индикацию и пускатели путем принудительного включения, а так же другие вспомогательные элементы схемы. Конечно, разные устройства настраиваются и налаживаются по-разному, тут нельзя дать точных рекомендаций. Вообще, в мои обязанности входило только монтаж схемы, а настройку уже выполнял другой специалист. Во время первого запуска устройства прикасаться к корпусу и элементам категорически запрещается! Прежде чем лезть в устройство всегда нужно ПОЛНОСТЬЮ отключать питание.

Как выбрать и разместить провода, розетки, выключатели

Выбрать провода намного сложнее: они различаются по силе сопротивления, сечению и материалу. Поэтому без специальных знаний здесь не обойтись. 

Что касается выключателей и розеток, то здесь ориентироваться нужно исключительно на свой вкус. На рынке представлено великое множество этих расходников в различном ценовом сегменте. 

Кстати, карта рассрочки «Халва» поможет сэкономить на ремонте: покупайте расходные материалы в магазинах-партнерах, расплачивайтесь заемными средствами и возвращайте деньги равными частями до 10 месяцев без переплат. А еще Халва помогает накопить: используйте карту в дебетовом формате и получайте ежемесячный кешбэк и высокий процент на остаток собственных средств. Халва — одна карта для всего: для покупок, сбережений, экономии и накоплений!

Существует два типа розеток и выключателей: наружного и внутреннего крепления. Первые крепятся прямо на стену, вторые монтируются в нее. 

Для подсобных помещений, гаража или подвала подойдет открытая проводка и наружные выключатели. На монтаж такой разводки уйдет совсем немного времени, ведь все кабели спускаются по стене и закрываются пластиковым желобом, а не монтируются в нее. 

Если подразумевается скрытая проводка, то можно попробовать сэкономить время и пойти простым путем. При помощи тестера напряжения найдите старые провода в стене, вскройте каналы, в которые они уложены, уберите их и уложите новые. Вам не нужно будет штробить стены и тратить на это пару выходных. 

Если в квартире нет разводки или нужно прокладывать дополнительную проводку для новых розеток, выключателей или светильников, не обойтись без грязной и довольно тяжелой работы. Необходимо проштробить новые каналы для проводов (если планируете закладывать в них не один кабель, а несколько, их ширину нужно увеличить). 

Выбирая распределительные коробки, обращайте внимание на корпусы, сделанные из невоспламеняющихся материалов. 

Итак, сделаем выводы: 

• Тянуть электропроводку — дело хитрое и трудоемкое.

• Перед началом работ изучите специализированную литературу.

• Не покупайте лишние материалы и инструменты, которые потом не пригодятся.

• Соблюдайте технику безопасности.

• Проводите монтажные работы только по техническим регламентам, чтобы обезопасить себя и своих близких.

• В любой непонятной ситуации вызывайте специалиста.

• Золотое правило никто не отменял: семь раз отмерь — один раз отрежь. 

Старайтесь жить более экологично: устанавливайте лампы с датчиком движения или выключатели на входе и выходе из помещения. Это поможет не только не тратить лишнее электричество и не переплачивать, но и сохранить природу. 

Техника безопасности при проведении электромонтажных работ

Любой начинающий электрик должен помнить о правилах техники безопасности, которые спасут квартиру или дом от пожара, возникающего из-за неисправной проводки. 

Внимательно изучите строительные нормы и правила (СНиП). Они обязывают в частном доме проводить электропроводку индивидуально для каждой комнаты. Это повышает безопасность: в случае необходимости нужно обесточивать не все строение, а лишь его часть. Такие же рекомендации дают и для современных квартир.

С огромной ответственностью подходите к выбору материалов: от них напрямую зависит безопасность жильцов квартиры. Тщательно изучайте характеристики. Например, для жилых домов по нормам разрешено применять кабель из алюминия определенного сечения. При монтаже разводки ни в коем случае не используйте части из разных материалов: медь и алюминий в месте соединения из-за сопротивления могут воспламениться. 

Заранее подберите место для установки распределительного щитка. Оно должно быть вблизи от входа и защищено от неблагоприятных погодных условий. Во время составления схемы позаботьтесь об устройстве защитного отключения (УЗО) и заземлении. 

В квартире старой застройки абсолютно все электромонтажные работы должны проводиться при полном обесточивании. 

Перед началом работ по разводке обязательно проверьте наличие напряжения на проводящих поверхностях и на проводах во избежание травм. 

Штробите стену на совесть: канавки для кабеля глубиной менее 2-3 см очень сложно заделать штукатуркой и тем более выровнять из-за близости проводов. 

Делайте разводку только с учетом нормативов: кабель запрещено прокладывать по диагонали или хаотично. 

Размещайте распределительные короба ближе к потолку – подальше от детей или животных и для удобства электрика. 

А вы знали? Внутренний кабель питания по нормативам должен отходить от розеток вверх строго под прямым углом. Этот факт поможет избежать травм при ремонте: ни в коем случае не пытайтесь забить гвоздь в месте, где расположена разводка.

Вывод

Для того, чтобы быстрее научиться читать схемы, начинайте с простых, с минимальным количеством элементов. Изучайте типовые схемы, их не такое уж и огромное количество. И старайтесь быть в курсе появления новых видов электрооборудования.