Как читать электрические схемы для новичков

Электрические схемы представляют собой графическое представление составных частей, взаимных соединений, связей электрических устройств, установок. Схемы помогают увидеть и понять, как работает электрическая установка или устройство. В случае ремонта, наличие схемы в разы облегчает поиск и устранение неисправности. Монтажные схемы не дают представления о работе устройства, они предназначены для его сборки. Умение читать различные электрические схемы важно как для новичков, так и для специалистов со стажем оно необходимо при сборке, монтаже и обслуживании, поиске неисправностей.

Виды и типы электрических схем, кодировка

В соответствии с ГОСТ 2.701-2008 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению» электрическим схемам присваивается кодовое обозначение вида буквой «Э».

В таблице приведены типы схем, регламентированные ГОСТом.

Код чертежа  состоит из буквы, в нашем случае это буква «Э» и цифровой части, определяющей тип, согласно таблице 1. К примеру, Э1 – схема электрическая структурная, Э5 – схема, показывающая внешние подключения изделия.

Стандарты схем по ГОСТу

Начинать нужно с изучения условных графических обозначений (УГО). Обозначения на чертежах имеют стандартный вид и регламентируются ГОСТами, например, ГОСТ 21.210—2014, ГОСТ 2.755-87, ГОСТ 2.721, ГОСТ 2.756-76 и рядом других. Стандарты изображений распространяются на все элементы, включая связи между ними, способы монтажа, прокладки и т.д.

В ряде случаев ГОСТ разрешает отклонения от стандартов. Например, при составлении структурных комбинированных схем, нередко применяют нестандартные, или приближённые к реальному изображения объектов, фотографии, сопровождая их описаниями с краткими пояснениями, как на схеме телефонного аппарата.

Но в целом, стандарты стараются соблюдать, чтобы не вносить разночтения и путаницу в документацию, особенно когда речь идёт о серьёзных проектах для промышленных предприятий.

Большие изображения разделяют на части, указывая ссылки на другие листы или обозначая связи. Начальное положение контактов реле, кнопок, катушек показано при отсутствии напряжения, это стандарт.

Рассмотрим сказанное выше на примере принципиальной релейной схемы управления конвейером.

Здесь имеются  две функциональные части:  силовая, состоящая из цепей питания двигателя и релейная, которая предназначена для управления силовой частью.

Силовая часть состоит из:

• Линии трёхфазного питания 380В 50Гц, с указанием ссылки на комплект чертежей «ЭМ», откуда это питание подаётся.
• Автоматического выключателя 2-QF.
• Контактора 2-КМ.
• Теплового реле 2-КК.
• Электродвигателя 2W.

Фазы обозначены латинскими буквами A, B, C. Поскольку используется трёхфазное питание, контакты автоматического выключателя и контактора соединены механически для одновременного включения/отключения всех трёх фаз.

Релейная часть  содержит в себе:

• Автоматический выключатель питания 2-SF.
• Кнопки SB.
• Переключатель 2-SA.
• Реле времени 2-КТ.
• Реле 2-K1…2-K6.
• Источник питания 24В 2-GB.
• Сигнальные лампы 2-HL1… 2-HL4.

Соединительные линии обозначают электрические соединения между элементами. Пересекающиеся линии не соединены между собой. Как вариант отсутствие соединения обозначают символом дуги  . На наличие соединения указывает точка в месте пересечения или примыкания .

Контакты реле, выключателей и других коммутационных устройств имеют два состояния:

• Нормально открытое, когда без включения реле контакт разомкнут.
• Нормально закрытое, когда без включения реле контакт замкнут.

Соответственно, когда на катушку реле или контактора будет подано напряжение, реле притянется и состояние контактов изменится на противоположное. Тоже самое произойдёт с кнопкой и автоматическим выключателем, при его включении, изменяется состояние контакта.

Чтение схем

Зависит от их построения и целей использования. Протекание тока в электрических цепях начинается и заканчивается в источнике питания. Если это источник постоянного тока, то от плюса к минусу, если переменного, то от фазного провода к нулевому или между фазами. Начинать читать можно как от источника питания так и от нагрузки. Силовая схема от источника читается так:

1. При включении автомата 2-QF, сетевое напряжение подключается к разомкнутым контактам контактора 2-КМ.
2. При отсутствии перегрева, контакт теплового реле 2-KK замкнут.
3. После отрабатывания релейной части, включается катушка контактора 2-КМ.
4. Контактор 2-КМ притягивается и своими контактами через тепловое реле подаёт питание на электродвигатель 2-W.

В обратном порядке схемы часто читают при поиске неисправностей. Например, у нас не включается двигатель.

1. Проверяем наличие напряжения на двигателе 2-W. Напряжения нет.
2. Проверяем тепловое реле 2-КК. Тепловое реле в норме, его контакты замкнуты.
3. Проверяем, включен ли контактор 2-КМ. Контактор отключен.

С того места можно начинать поиск причин отключения контактора. Это может быть либо отключение автомата 2-QF, либо отключение катушки 2-КМ, которая включается релейной схемой. Таким образом, чтение электрических чертежей напоминает чтение книг, по пути протекания тока от элемента к элементу .

Релейная часть выглядит несколько сложнее, но если рассматривать её по частям и так же, двигаясь последовательно, шаг за шагом, то нетрудно понять логику её работы. Сложные схемы всегда состоят из нескольких отдельных функциональных узлов. Разобравшись с отдельными фрагментами и связями между ними, складывается полная картина работы всей схемы.

К примеру, в данной схеме есть узел опробования световой сигнализации. Он состоит из кнопки 2-SB4 и диодов, подключенных к сигнальным лампам HL. Кнопка подключена к «+» источника питания 24В 2-GB нормально разомкнутым контактом. Все лампы постоянно подключены к «-» источника питания. При нажатии кнопки, цепь замыкается через контакт 2-SB4, диоды, лампы. В результате чего все 4 лампы загораются. Таким образом визуально определяется их исправность. При отпускании кнопки цепь разрывается, лампы гаснут.

Аналогичным образом работает узел опробования звуковой сигнализации 2-HA1, 2-НА2 кнопкой 2-SB5. Несмотря на то, что эти узлы находятся на одном чертеже и связаны с другими частями, они являются отдельно функционирующими законченными цепями.

Основная схема управления собирает цепочки реле схода ленты, аварийного останова, готовности и после выдержки времени, определяемом реле времени 2-КТ, реле 2-К7 своим контактом включает силовой контактор 2-КМ, который запускает двигатель 2-W.

Знание графических обозначений, как алфавит для чтения книг, является основным условием чтения схем. Но одного только алфавита для чтения недостаточно, нужно уметь связывать буквы в слова, а слова в смысл. Понимание работы принципиальной схемы невозможно без понимания принципа работы устройств, из которых она собрана. Так, если человек не представляет, как работает электромагнитное реле или таймер, он не сможет понять, что произойдёт при подаче напряжения в ту или иную часть схемы. Таким образом, схемотехника неразрывно связана с изучением материальной части электрического оборудования.

Монтажные схемы

Выше была рассмотрена принципиальная схема. В частном случае, таком как монтаж, необязательно представлять, как она работает. С этой целью выпускаются специальные монтажные чертежи, на которых указано, какой провод какие выводы соединяет.

Провода с клеммами должны быть пронумерованы. При монтаже достаточно лишь внимательно следить, что с чем соединяется, чтобы правильно собрать устройство, установку.

Квалифицированный специалист должен уметь разбираться во всех типах чертежей. Несмотря на стандартизацию, существует огромное количество отличий и разнообразия правил построения электросхем, выпускаемых различными производителями, проектно-конструкторскими отделами. Очень важно знать принципы действия электрооборудования, устройств, из которых состоит схема. Умение читать и понимать схемы – процесс многогранный, требует терпения, времени.

Читайте также:

• Принципиальная электрическая схема
• Схема стабилизатора напряжения на 220 Вольт
• Простой способ проверки светодиода без выпаивания из схемы