Геометрическое черчение Проекционное черчение Изучение резьбовых соединений Соединение деталей Эскизы и рабочие чертежи деталей Сборочный чертеж изделия Детелирование сборочного чертежа Графический редактор КОМПАС

Машиностроительное черчение Практические занятия

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 11

Графическое оформление электрических принципиальных схем

Цель работы:

Изучение правил выполнения электрических принципиальных схем.

Изучение условных графических обозначений и приобретение навыков вычерчивания наиболее часто встречающихся условных графических обозначений.

Ознакомление с ГОСТ 2.701-84, ГОСТ 2.702-75, ГОСТ 2.708-81, ГОСТ 2.709-72, ГОСТ 2.710-81, ГОСТ 2.417-78.

Содержание задания. Оформить электрическую принципиальную схему и перечень элементов (согласно варианту) по предложенной схеме и описанию к ней в соответствии с требованиями ГОСТ 2.701–…, ГОСТ 2.702–…, ГОСТ 2.722–…, ГОСТ2.723–…, ГОСТ 2.725–…, ГОСТ 2.727–…, ГОСТ 2.747–…, ГОСТ 2.755–…

Номера рисунков выбирать в соответствии с порядковым номером фамилии студента в списке группы.

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Электрические схемы объектов всех видов выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 2. 702-75 «Правила выполнения электрических схем», ГОСТ 2. 710-81 «Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах», а также стандартов, регламентирующих условные графические обозначения в схемах. Классификация электрических схем, термины и определения устанавливают ГОСТ 2. 701-84 «Схемы. Виды и типы. Общие требования».

Электрическая схема – графический конструкторский документ, на котором при помощи графических обозначений изображены электрические составные части объекта и связи между ними.

Элемент – составная часть объекта, которая имеет самостоятельное графическое обозначение, а также определенное функциональное назначение и не может быть разделена на части, имеющие самостоятельное функциональное назначение.

Устройство – совокупность элементов, представляющую единую конструкцию (блок, плата). Может не иметь в объекте строго определенного функционального назначения.

Функциональная группа – совокупность элементов, выполняющих в объекте определенную функцию и не объединенных в единую конструкцию.

Функциональная часть – элемент, устройство или функциональная группа, имеющая в объекте строго определенное функциональное назначение.

Функциональная цепь – линия, канал, тракт определенного назначения.

Линия взаимосвязи - линия на схеме, указывающая на наличие связи между функциональными частями объекта.

Линия электрической связи – линия на схеме, указывающая путь протекания тока, сигнала и т. д.

Объект – условное наименование изделия, устройства, установки, сети, применяемое в качестве общего понятия.

Схемы в зависимости от назначения подразделяются на типы. Каждому типу присваивается шифр, состоящий из буквы Э и цифры.

Схемы группы 1 предназначены для общего ознакомления с электрическими составными частями объекта и изучения общих принципов их работы и взаимосвязей:

- структурная;

- функциональная;

Эти схемы разрабатываются при проектировании на стадиях, предшествующих разработке схем других групп.

Структурная (Э1) – определяет составные части объекта, их назначение и взаимосвязи.

Функциональная (Э2 – схема, разъясняющая определенные процессы, протекающие в определенных функциональных частях или в объекте в целом.

Схемы группы 2 предназначены для определения полного состава и подробного изучения принципов работы объекта, а также для его расчета.

Эти схемы служат основанием для разработки других конструкторских документов, в частности чертежей, а также схем групп 3 и 4. Ими пользуются при наладке, регулировке, контроле, эксплуатации и ремонте изделий.

Принципиальная (Э3) – схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними и дающая детальное представление о принципах работы объекта.

Эквивалентная – предназначена для анализа и расчета параметров (характеристик) объекта или его функциональных частей.

Схемы группы 3 предназначены для представления сведений об электрических соединениях составных частей объекта или объекта в целом:

Схема соединений (Э4);

Схема подключений (Э5);

Общая схема (Э6);

Эти схемы используют при разработке конструкторских документов, прежде всего чертежей, определяющих прокладку и способы крепления проводов, жгутов, кабелей в объекте, а также для осуществления присоединений и при наладке, контроле, эксплуатации объектов.

Схема соединений (Э4) показывает электрические соединения отдельных составных частей объекта и определяющая провода, жгуты и кабели для осуществления этих соединений, а также места их присоединения и ввода (зажимы, разъемы, проходные изоляторы и т. д.).

Схема подключения (Э5) показывает внешние подключения объекта.

Общая схема (Э6) определяет составные части комплекса и электрические соединения их между собой на месте эксплуатации.

Схемы группы 4 Предназначены для определения относительного расположения объектов или составных частей объекта:

Схема электрооборудования;

Схема электроснабжения и связи.

Схемами этой группы пользуются при разработке других конструкторских документов, а также при изготовлении и эксплуатации объектов.

Схема электрооборудования проводки на планах определяет относительное расположение составных частей объекта в зданиях и сооружениях.

Схема электроснабжения и связи определяет относительное расположение составных частей объекта на местности.

Комбинирование схем

На схемах одного типа допускается изображать фрагменты схем других типов с использованием соответствующих правил выполнения. Тип такой схемы классифицируется по основному ее назначению в соответствии с ГОСТ 2. 701-76. В технически обоснованных случаях допускается совмещать схемы различных типов. Выполнение схем должно удовлетворять правилам ГОСТ 2.702-75 для соответствующих типов схем. Совмещенной схеме присваивают все цифры типов схем, совмещенных в данной схеме, начиная с наименьшего.

Необходимое количество типов схем, разрабатываемых на проектируемое изделие, а также количество схем каждого типа определяется разработчиком в зависимости от особенностей изделия. Комплект схем по вариантности должен быть минимальным, но содержать сведения в объеме, достаточном для проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделия. Между схемами одного комплекта должна быть установлена однозначная связь, обеспечивающая возможность быстрого получения необходимой информации об элементах, устройствах и соединениях на всех схемах данного комплекта.

Обозначение схем

Схемы обозначают в соответствии с ГОСТ 2.201-80 «Обозначение изделий и конструкторских документов», устанавливающим единую объединённую квалификационную систему обозначения моделей и их конструкторских документов.

Обозначение присваивают каждому изделию. Обозначение изделия является одновременно обозначением его основного конструкторского документа (чертежа, схемы и т. д.). Обозначение изделия и его конструкторского документа не должно повторно использоваться для обозначения другого изделия и конструкторского документа.

Структура обозначения изделия и основного конструкторского документа включает в себя четырёхзначный буквенный код организации-разработчика, шестизначный код классификационной характеристики, трёхзначный порядковый регистрационный номер. Обозначение схемы должно состоять из обозначения изделия и шифра схемы, установленного ГОСТ 2.201-80.

Схемы выполняют без соблюдения масштаба, действительное пространственное расположение составных частей объекта не учитывают или учитывают приближенно. Расположение условных графических обозначений на схеме определяется удобством чтения схемы и должно обеспечивать наилучшее представление о структуре изделия и взаимосвязи его составных частей.

При построении рисунка схемы должны соблюдаться следующие условия: элементы, совместно выполняющие определённые функции, должны быть сгруппированы и расположены соответственно развитию процесса слева направо; расположение элементов внутри функциональных групп должно обеспечивать наиболее простую конфигурацию цепей (с минимальным количеством изломов и пересечений линий связи); дополнительные и вспомогательные цепи (элементы и связи между ними) должны быть выведены из полосы, занятой основными цепями.

Замечание 1. Линии связи изображают в виде горизонтальных и вертикальных отрезков и взаимных пересечений. Величина промежутка между двумя соединениями параллельными линиями должна быть не менее 2 мм независимо от толщины линий.

Замечание 2. На схемах разрешается графически выделять устройства, функциональные группы, части схемы, относящиеся к определенным постам, помещениям и т.п., а также части схем непосредственно не входящие в изделия, но изображенные для лучшего прочтения схемы. Для выделения устройств и функциональных групп используется тонкая штрихпунктирная линия с одной точкой, а для графического разделения частей схемы - тонкая штрихпунктирная линия с двумя точками (рисунок 1).

p

Рисунок1 – Пример выполнения рисунка схемы

Графические обозначения

Электрические элементы и устройства на схеме изображают в виде условных графических обозначений (УГО), установленных стандартами ЕСКД или построенных на их основе. При необходимости применяют не стандартизированные условные графические обозначения. Стандартизированные или строящиеся на основе стандартизированных графические обозначения на схемах не поясняют. Не стандартизированные обобщения должны быть пояснены на свободном поле схемы.

Кроме условных графических обозначений на схемах соответствующих типов можно применять другие категории графических обозначений: прямоугольники произвольных размеров, содержащие пояснительный текст; внешние очертания, представляющие собой упрощенные конструкторские изображения изделий; прямоугольники, выполненные линией выделения устройств и функциональных групп. При этом детальные схемы соответствующих объектов выполняют на свободном поле схемы в виде самостоятельных документов. Применение на схемах тех или иных категорий графических обозначений определяется правилами выполнения схем.

Если на условные обозначения установлено несколько допустимых вариантов выполнения, различающихся геометрической формой и степенью детализации, то их применяют в зависимости от назначения и типа разрабатываемой схемы, а также количества информации, которую необходимо передать графическими средствами. При этом во всех схемах одного типа, входящих в комплект документации на изделие, применяют один выбранный вариант обозначения.

Стандартные условные графические обозначения элементов выполняют по размерам, указанным в соответствующих стандартах.

Если размеры стандартами не установлены, то графические обозначения на схеме должны иметь такие же размеры, как их изображения в стандартах.

Допускается увеличивать размеры обозначений отдельных элементов, если необходимо графически выделить особое или важное значение элемента (устройства), а также поместить внутри обозначения предусмотренные стандартами квалифицирующие символы или дополнительную информацию.

Для обеспечения визуального восприятия схемы расстояния между двумя соседними линиями в любом графическом обозначении должны быть не менее 0,8 мм.

Условные графические обозначения элементов, используемых как составные части более сложных элементов, изображают уменьшенными по сравнению с остальными элементами схемы для сокращения общих размеров графических обозначений. В случаях, оговоренных соответствующими стандартами, допускается непропорциональное изменение графических обозначений (например, многоотводные резисторы).

Выбранные размеры и толщина линий графических обозначений должны быть выдержанны постоянными во всех схемах одного типа на данное изделие.

Размещение условных графических обозначений на схеме должно обеспечивать наиболее строгий рисунок схемы с минимальным количеством изломов и пересечений линий электрической связи.

Рекомендуется изображать условные графические обозначения в положении, указанном в стандартах, или перевёрнутыми относительно друг друга на углы, кратные 90, а также зеркально повернутыми.

p

Рисунок2 – Примеры графических обозначений

Допущения и упрощения на изображениях электрических схем

Для упрощения начертания схем или более наглядного представления отдельных цепей допускается поворачивать условные графические обозначения на углы, кратные 450 по сравнению с их изображениями в стандарте. При этом квалифицирующие символы излучения в обозначениях приборов (световой поток, рентгеновское излучение и т.п.) не должны менять своей ориентации относительно основной надписи схемы (рисунок 3).

p

Рисунок 3 – Примеры графических упрощений

Если повороты и зеркальные изображения условных графических обозначений приводят к искажению или потере смысла, то такие обозначения выполняют в положениях, приведенных в соответствующих стандартах.

Линии на схемах всех типов выполняют в соответствии с правилами, установленными ГОСТ 2.751-73 «Электрические связи, провода, кабели, шины». Толщины линий выбирают в зависимости от формата схемы и размеров условных графических обозначений. На одной схеме рекомендуется применять не более трех типов размеров линий по толщине: тонкую (S/3), утолщенную (S/2) и сплошную толстую S, где S – толщина линии, которая выбирается в зависимости от размеров схемы. Выбранные толщины линий должны быть постоянными во всем комплекте схем на изделие.

Текстовая информация электрических схем

При необходимости на схеме помещают следующие данные:

- наименование или характеристики электрических сигналов;

- обозначения электрических цепей;

- технические характеристики объекта, приведенные в виде текста и таблиц, или диаграмм и т. д.

Расположение и форма записи текстовых данных на схемах устанавливает СТ СЭВ 158-75, а содержание и назначение определяются типом схемы и устанавливаются в правилах выполнения схем соответствующих типов.

В зависимости от назначения текстовые данные на схеме имеют следующие формы записи: условные буквенно-цифровые обозначения (номера цепей, обозначения электрических контактов, элементов и т.п.); наименование сигналов, функциональных групп; сплошной текст (технические требования, пояснения и т. д.); текст разбитый на графы (таблицы коммутации многопозиционных переключателей); таблицы, в которых сочетается текст и графические обозначения (таблицы использования контактов реле).

Текстовые данные, относящиеся к линиям, ориентируют параллельно их горизонтальным участкам; при большой плотности схемы допускается вертикальная ориентация данных.

Таблицы, помещаемые на свободном поле схемы, должны иметь наименования, раскрывающие их содержание, например, таблица коммутации переключателей.

Все надписи на схемах выполняют чертежным шрифтом по ГОСТ 2.304-81. Допускается по одной схеме для выделения различных категорий данных применять шрифты разных размеров, например, условные буквенно-цифровые обозначения, квалифицирующие символы графических обозначений, заголовки таблиц можно выполнять шрифтом большего размера в отличие от других текстовых данных.

Надписи, предназначенные для нанесения на самом изделии, помещают в кавычках возле соответствующего графического обозначения элемента.

Буквенно-цифровые обозначения на схемах

Буквенно-цифровые обозначения в схемах предназначены для записи в сокращенной форме сведений об элементах, устройствах и функциональных группах в документации на объект или нанесения непосредственно на объект, это предусмотрено в его конструкции. Обозначение элементов в комплекте документации на объект.

Типы условных буквенно-цифровых обозначений элементов, устройств и функциональных групп, а также правила их построения устанавливает ГОСТ 2.710-81.

Позиционное обозначение элемента в общем случае состоит из трех частей, указывающих вид, номер и функцию элемента и записываемых без разделительных знаков и пробелов. Вид и номер является обязательной частью условного буквенно-цифрового обозначения и приписывается всем элементам и устройствам объекта. Указание функции элемента является необязательным.

В первой части позиционного обозначения указывают буквенный код вида элемента (одна или несколько букв латинского алфавита),

во второй части - номер элемента данного вида (арабские цифры),

в третьей части – буквенный код функции данного элемента (латинские буквы).

Буквенный код функции допускается дополнять цифрами. При разнесенном способе изображения допускается к номеру добавлять условный номер изображения части элемента или устройства, отделяя его точкой (рисунок 4).

p

Рисунок 4 – Пример буквенного кода функции дополненного цифрами

2 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

В соответствии с ГОСТ 2.102-68 конструкторский документ, на котором показаны в виде условных изображений и обозначений составные части изделия и связи между ними, называется схемой.

ГОСТ 2.701-84 «Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению».

ГОСТ 2.702-75 «Правила выполнения электрических схем».

При вычерчивании схемы следует руководствоваться положениями, изложенными в ГОСТ 2.701–…, 2.702–… Изображение схемы выполнить на формате А4 или А3 (основная надпись по ГОСТ 2.104–…, форма 1), предварительно продумав компоновку. При рациональной компоновке графическая часть должна занимать около 75 % поля чертежа. Элементы, показанные на заготовке схемы в упрощенных очертаниях (в виде пронумерованных окружностей), нужно заменить условными графическими обозначениями согласно соответствующим стандартам (ГОСТ 2.722–…, ГОСТ 2.723–…,  ГОСТ 2.725–…, ГОСТ 2.727–…, ГОСТ 2.747–…, ГОСТ 2.755–…).

Схема выполняется в однолинейном изображении. При этом способе цепи, выполняющие идентичные функции (например, три фазы трехфазной цепи), изображают одной линией, а одинаковые элементы этих цепей – одним условным обозначением, т. е. вместо нескольких линий связи   изображают только одну с указанием (при необходимости) количества линий числом или меткой (рисунок 1).

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/1_0.gif

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/1_1.gif

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/1_2.gif

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/1_4.gif

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/1_3.gif

а)

б)

в)

г)

д)

Рисунок 1. Многолинейное (а, г) и однолинейное (б, в, д) изображение линий связи

Размещение элементов на схеме должно обеспечивать наиболее простой рисунок схемы с минимальным количеством изломов и пересечений линий электрической связи. Линии связи между элементами выполняются вертикальными и горизонтальными отрезками минимальной длины с изгибом под прямым углом. Элементы рекомендуется изображать в положении, указанном стандартами, или повернутыми на угол, кратный 90° или 45°, допускаются зеркально повернутые изображения. Графические обозначения и линии связи выполняют линиями одной толщины от 0,2 до 1,0 мм в зависимости от формата схемы. Каждый элемент схемы должен иметь буквенно-цифровое позиционное обозначение (ГОСТ 2.710–…), которое проставляется справа от него или над ним. Элементам, имеющим одинаковые буквенные коды, присваиваются порядковые номера в соответствии с последовательностью их расположения на схеме сверху вниз в направлении слева направо (рисунок 2).

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/2_1.gif

Рисунок 2. Порядок присвоения позиционных обозначений элементам схемы

В основной  надписи  схемы указываются наименования изделия и документа – «Схема электрическая принципиальная», в обозначении схемы должен присутствовать ее код (ГОСТ 2.701–...). Полные сведения об элементах записывают в их перечень (ГОСТ 2.702–...), который выполняется в форме таблицы (рис.3). Перечень элементов помещают на первом листе схемы  или оформляют как самостоятельный документ на формате А4 с основной надписью для текстового документа (ГОСТ 2.104–..., форма 2, 2а). Элементы вносятся в перечень группами в алфавитном порядке буквенно-цифровых обозначений. В пределах каждой группы, имеющей одинаковые буквенные  обозначения, элементы располагаются по возрастанию порядковых номеров. Между группами элементов рекомендуется оставлять незаполненные строки для внесения изменений.

Для сокращения перечня элементы одного вида с одинаковыми параметрами допускается записывать одной строкой, указывая в графе «Кол.» общее количество элементов (например, запись «QS1…QS8». При записи одинаковых по наименованию элементов рекомендуется объединять их в группы с общим заголовком, включающим повторяющиеся данные (запись «Выключатели ВМТ ТУ…»).

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/3_1.gif

Рисунок 3. Форма таблицы перечня элементов

Перечню элементов, как самостоятельному документу, присваивается код, который должен состоять из буквы «П» и кода схемы. В основной надписи перечня под наименованием изделия делают запись «Перечень элементов».

Таблица 1. – Обозначения элементов в схемах электрических принципиальных

Код

Наименование

Обозначение

A

Сборные шины распределительных устройств высокого напряжения

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_1.gif

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_2.gif

G

Генератор

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_3.gif

GC

Синхронный компенсатор

FV

Разрядник

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_4.gif

LR

Реактор

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_5.gif

LR

Сдвоенный реактор

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_6.gif

Q

Выключатель в силовых цепях

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_7.gif

QN

Короткозамыкатель

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_8.gif

QR

Отделитель

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_9.gif

QS

Разъединитель (рубильник)

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_10.gif

QW

Выключатель нагрузки

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_11.gif

T

Трансформатор двухобмоточный

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_12.gif

T

Трансформатор силовой, двухобмоточный  с расщеплением обмотки низшего напряжения на две

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_14.gif

T

Трансформатор трехфазный трехобмоточный с регулированием напряжения под нагрузкой

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_15.gif

T

Автотрансфор-матор силовой с встроенным регулированием напряжения под нагрузкой

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_16.gif

Корпус

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_17.gif

Заземление

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_18.gif

Соединение разъемное

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_19.gif

Соединение разборное

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_20.gif

Линии связи пересекающиеся, электрически не соединенные

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_21.gif

Линия электрической связи с ответвлениями

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/t_22.gif

Пример выполнения лабораторной работы

Схема крупной узловой подстанции на напряжение 220/110/6 кВ. К обмотке низшего напряжения автотрансформаторов 1, 13 через выключатели 2, 14 подключены синхронные компенсаторы 3, 15. С целью ограничения токов короткого замыкания местная нагрузка питается через реакторы 4, 9, подключенные к обмотке низшего напряжения 6 кВ автотрансформаторов. Схема 6 кВ выполнена как одиночная секционированная система сборных шин. секции шин соединяются между собой секционным выключателем 8. К сборным шинам 6 кВ через выключатели 6, 11 подключены понижающие трансформаторы 7, 12 для питания нагрузки 0,4 кВ

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/p_2.gif

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/p_1.gif

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/p_3.gif

http://www.propro.ru/graphbook/cxema/gif/p_4.gif

Вопросы для самопроверки:

1 Какие ГОСТы устанавливают правила выполнения электрических схем?

2. Что изображается на принципиальной электрической схеме?

3. Какие размеры придают условным графическим обозначениям?

4. Какая толщина линий принята для условных графических обозначений?

5. Как принято располагать условные обозначения на схемах?

6. Каким правилам следуют при назначении позиционных обозначений элементов?

7 Что показывают на электрической схеме соединений?


Машиностроительное черчение Практические занятия