Как читать электрические схемы. Соединительные провода и линии электрической связи
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта . В предыдущей статье мы рассмотрели три основных вида электрических схем применяемых в радио- и электротехнике, и в продолжение темы как читать электрические схемы приступим к изучению условных графических обозначений элементов, с помощью которых строятся электрические схемы. Начнем с самого простого — соединительных проводов и линии электрической связи.
Если взглянуть на принципиальную схему, то в глаза бросается обилие параллельных и пересекающихся прямых линий. Все эти линии обозначают соединительные провода
или
линии электрической связи
, которыми соединяются между собой детали любого электрического устройства. Места соединения, символизирующие электрическое соединение в виде пайки, скрутки, сварки и т.п., изображают
зачерненной точкой
, а если линии пересекаются без соединения, то в месте их пересечения
точка не ставится
.
Иногда еще можно встретить старые принципиальные схемы, где при пересечении линий электрической связи отсутствие соединения обозначали специальным обводом
, от применения которого в настоящее время отказались, так как он усложнял чертежную работу. Обводы применяли из-за опасения, что в месте пересечения человеческий глаз по ошибке может увидеть точку и тем самым создать ошибочное представление о соединении.
Для удобства чтения линии связи и соединения между деталями на схемах принято изображать горизонтальными
и
вертикальными
линиями. Ответвления соединительных проводов и линий изображают под углом 90°, однако в некоторых случаях допускается изображение ответвлений под углами, кратными 45°.
Длина и расположение соединительных линий на схеме ни как не отображают натуральную длину провода или его расположение в реальном устройстве. Может получиться так, что самая длинная соединительная линия, изображенная на схеме, в реальном устройстве будет представлять короткий проводник или его полное отсутствие, потому что детали между собой соединены выводами.
А может оказаться и так, что самая короткая линия на схеме будет являться изображением самого длинного проводника в реальном устройстве. Тут главное понимать, что на схемах соединительная линия показывает только то, что определенный вывод одной детали электрически соединен с другим определенным выводом другой детали
.
Иногда на принципиальных схемах с целью сокращения количества соединительных линий, имеющих общее функциональное назначение, применяют однолинейное изображение, представляющее собой одну общую соединительную линию
, в которую сливаются, а в нужном месте разветвляются одиночные линии. При этом каждой одиночной линии на входе и выходе присваивается одинаковый номер, по которому ее определяют в схеме. Допускается как обычное, так и утолщенное изображение общей линии.
В качестве примера рассмотрим часть схемы узла индикации. На схеме видно, что вывод 2 микроконтроллера DD2 PIC16F84 заходит в общую линию под номером 4 (красная стрелка) и, выходя из общей линии, соединяется с выводом 22 индикатора HG1 CA58-11SR. Или вывод 6 микроконтроллера DD2 заходит в общую линию под номером 1 (темная стрелка) и, выходя из общей линии, соединяется с выводом 7 дешифратора DD1 К514ИД2.
При сборке сложных электрических устройств, состоящих из самостоятельных блоков, в общую схему устройства блоки включают при помощи соединительных проводов, которые в процессе монтажа увязывают в жгуты
, что делает монтаж красивым и аккуратным.
На принципиальных и монтажных схемах жгут изображают линией нормальной толщины, ну а то, что это именно жгут, указывают ответвления
одиночных линий.
Чтобы легче было искать, в каком направлении находится второй конец одиночной линии, линию изображают с коротким изломом
под углом 45°. ГОСТ также допускает и более упрощенный вариант, хотя и менее удобный, это когда разветвление проводов жгута осуществляется без излома.
В электрических устройствах, например, аудиотехнике или измерительной аппаратуре, между отдельными элементами или узлами часто используют соединения экранированным проводником
. Это связано с тем, что при определенных условиях обычный проводник может возбуждать электромагнитное поле в окружающем пространстве или, наоборот, в нем может наводиться э.д.с под влиянием внешнего магнитного поля, например, фон переменного тока.
Для устранения такого эффекта провод заключают в заземляющую металлическую оболочку
, исключающую распространение магнитного поля, как по проводу, так и от него. Такую оболочку называют
экраном
, а сам способ защиты –
экранированием
.
Как правило, экран выполняют из тонких медных проволок сплетенных таким образом, что они образуют своеобразную «рубашку» или оплетку поверх изоляции провода. Экранирование осуществляется соединением одного конца оплетки с общим полюсом питания или с корпусом устройства.
Экранированный проводник обозначается штриховой линией и на принципиальных схемах его изображают либо штриховой окружностью
, либо обычной
соединительной линией
, по обе стороны которой расположены
две параллельные штриховые линии
, условно изображающие продольное сечение экранирующей оболочки.
Когда хотят показать, что линия экранирована на всем протяжении от одного элемента схемы до другого, то экранирование обозначают штриховой окружностью. Когда же необходимо показать только часть экранированного участка, экранирование показывается не по всей линии связи, а на ее отдельных участках.
Штриховые линии, изображающие экран, рассматриваются как условное изображение элементов, и поэтому к ним допускается присоединение других соединительных линий, показывающих подключение, например, соединение экрана с корпусом электрического устройства.
В электрических устройствах, работающих на сверхвысоких частотах, для передачи энергии электромагнитных волн применяют коаксиальный кабель
, обладающий достаточно высокой помехозащищенностью.
Коаксиальный кабель имеет круглое сечение и представляет собой центральный
и
внешний
проводники, которые закрыты
внешней защитной оболочкой
, защищающей кабель от механических повреждений.
Центральный проводник
выполняется целиком из меди или из стали с медным покрытием, и располагается точно по оси внешнего проводника, чем и объясняется название «коаксиальный».
Внешний проводник
представляет собой гибкую токопроводящую
оплетку
(
экран
) из медной проволоки или алюминиевой фольги с оплеткой из омедненного алюминия.
Благодаря экранирующему действию внешнего проводника электромагнитное поле в коаксиальном кабеле сосредоточено в пространстве между двумя проводниками, что обеспечивает абсолютную защиту от влияния внешних электромагнитных волн и исключает потери электромагнитного поля. Получается, что кабель практически не излучает радиоволн.
Широкое применение коаксиальный кабель получил в системах эфирного, кабельного и спутникового телевидения, в системах видеонаблюдения, в компьютерных сетях, в системах связи и т.п.
На принципиальных схемах коаксиальный кабель изображают сплошным кружком с касательным к нему отрезком линии. Сплошной кружок подчеркивает, что внешняя оболочка является непроницаемой для электромагнитных волн.
К коаксиальному кабелю также как и к экранирующему проводнику допускается электрическое присоединение других линий, показывающих подключение, например, с заземлением или с общим проводом.
Если линия электрической связи выполнена кабелем лишь частично, то знак видоизменяют: касательную линию к кружку направляют только в одну сторону. В примере на рисунке ниже показано, что с правой стороны знака коаксиальная линия отсутствует.
Ну вот, в принципе и все, что хотел сказать про соединительные провода и линии электрической связи. Удачи!
Литература:
1. ГОСТ 2.721-74 Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения.
2. Згут М.А. Условные обозначения и радиосхемы.
3. Клюев А.С. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля.
Поиск фазы и нейтрали
Работа профессионала-электрика всегда имеет повышенную степень опасности, а особенно в случаях, когда приходится переделывать или чинить проведенную кем-то электропроводку и выявлять вручную, какой цвет провода
отвечает за фазу. Иногда специалист сталкивается с ситуацией, что разводка в квартире или на щитке выполнена монохромными проводами или без соблюдения требований по цветовому соответствию. Тогда, дабы избежать опасности получить электроудар, монтеру приходится задействовать свои знания и применять соответствующий инструмент.
Для ручного определения, где фаза, а где ноль
или заземляющая жила, электрик может применить несколько проверенных и надежных методик:
- использовать ручной индикатор или «пробник». Для этого необходимо отключить электропитание, зачистить пару обесточенных проводников, сняв с них по 1-2 см изоляции, развести провода и вновь подать ток в электроцепь. Аккуратно взяв индикаторную пробник-отвертку и не прикасаясь к ее рабочей части, нужно дотронуться до каждой жилы, нажимая на металлическую часть (см. рисунок) у основания рукоятки прибора. Если лампа «пробника» загорелась, значит данная жила является фазной, а другая – нейтралью,
- если же квартирная электропроводка выполнена не парой, а 3-мя проводами, то, кроме фазы и ноля, придется определить и «землю», что невозможно с применением одного лишь ручного индикатора. Найдя фазовую жилу «пробником» следует использовать мультиметр. В приборе потребуется выставить режим измерения 220 В, включить его и, взяв оба щупа в руки, прикоснуться одним из них к фазовому проводнику, а другим – к первому из оставшихся. Запомнив значение, показанное устройством, прикасаемся к другой «Х»-жиле и запоминаем результат. Одновременное касание к паре жил «фаза-ноль» щупами мультимера выдаст стандартное токовое напряжение вашей бытовой сети, т.е. 220 В, а значение пары «фаза-земля» будет меньшим.
Кстати, мультиметром можно также определить, какая из нераспознанных жил является фазовой. Необходимо установить переключатель на напряжение больше 200 В и щупом, включенным в гнездо «V», прикоснуться к проводникам: фаза покажет 8-15 В, а нейтраль оставит стрелку прибора в нулевом значении.
В сети есть немало полезных видеороликов, которые позволяют наглядно ознакомиться с системой цветовой маркировки проводов, а также получить практические навыки по вопросам «как понять где фаза, а где ноль» или «как вычислить фазу, нейтраль и заземление в проводке под розетку».
Цвета проводов в электропроводке
Цветовая схема идентификации удобна не только для монтажа. Как правило, разные исполнители устанавливают и эксплуатируют электропроводку. Соблюдение стандартов предотвращает ошибки во время ремонтных работ, в процессе модернизации.
Следует помнить! Отечественные нормативы неоднократно менялись на протяжении последних десятилетий. В настоящее время применяют рассмотренную выше маркировку.
Цвет нулевого рабочего и нулевого защитного проводов
Варианты цветового оформления оболочек помогут узнавать целевое назначение проводников:
- голубой – рабочий нулевой;
- поперечные или продольные комбинации из желтых и зеленых полос – защитный нулевой;
- основной синий с изменением на сочетание желтых и зеленых полос в местах соединения – совмещенный рабочий и защитный нулевой.
К сведению. Последний универсальный вариант может быть выполнен по обратной схеме. Основная часть линии создана из комбинации желтых и зеленых полос, в местах соединения применен синий цвет.
Цвет проводов плюс (+) и минус (-) в сетях постоянного тока
Красный провод это плюс или минус? Такие вопросы возникают при работе с электрическими цепями постоянного тока.
Красный
Чтобы запомнить, какой плюс красный или черный, пользуются названием известной международной организации – «Красный крест». Это словосочетание подсказывает, что красным цветом обозначают плюс.
Черный
Черным цветом обозначают минусовой проводник. Такую маркировку можно увидеть в типичном бытовом оборудовании:
- источниках питания;
- аудио-, видео аппаратуре;
- иных устройствах с электронно-программными блоками управления.
Плюс
Полярность проводников необходимо соблюдать при ремонте штатного электрооборудования автомобилей. В некоторых ситуациях путаница с плюсом и минусом сопровождается нарушением функционального состояния.
Расцветка в сети 220В и 380В
Монтаж одно- и трехфазных электрических сетей облегчается, если проводка выполнена многоцветным проводом. Ранее для однофазной квартирной проводки использовали плоский двухжильный провод белого цвета. При монтаже и ремонте для исключения ошибок необходимо было прозванивать каждую жилу в отдельности.
Выпуск кабельной продукции с окраской жил разными цветами снижает трудоемкость работ. Для обозначения фазы и нуля в однофазной проводке принято использовать следующие цвета:
- красный, коричневый или черный – фазный провод;
- остальные цвета (предпочтительно синий) – нулевой провод.
Маркировка фаз в трехфазной сети немного отличается:
- красный (коричневый) – 1 фаза;
- черный – 2 фаза;
- серый (белый) – 3 фаза;
- синий (голубой) – рабочий ноль (нейтраль)
- желто-зеленый – заземление.
Кабельная продукция отечественного производства соответствует стандарту окраски жил, поэтому многофазный кабель содержит разноокрашенные жилы, где фаза – белый, красный и черный, ноль – синий, а земля – желто-зеленый проводники.
Как определить у проводов заземление, ноль и фазу, если нет маркировки
Определяться на практике сложнее, чем в теории. Не все производители соблюдают стандарты. Поэтому при прокладке двухфазной сети 220 V с заземлением приходится пользоваться кабелем ВВГ с голубой, коричневой и красной расцветками. Комбинации могут быть иные, однако без выполнения нормативных требований.
К сведению. В старой проводке «советских времен» цветовая маркировка отсутствует. Одинаковые белые (серые) оболочки не позволяют узнать назначение и соответствие линий с помощью простой визуальной проверки.
Для исключения проблем рекомендуется выполнять монтажные работы с применением однотипной кабельной продукции. Когда цветовая маркировка отсутствует, следует создать ее в местах соединения изолирующей липкой лентой или термоусадочной трубкой. Последний вариант предпочтителен, так как рассчитан на длительное сохранение целостности.
Ниже представлены методики определения фазных и нулевых проводов с преимуществами и недостатками каждого варианта. В любом случае сначала уточняют параметры сети. В старых домах, например, часто используют двухпроводную схему подключения с единым рабочим и заземляющим проводниками.
На рисунке представлена современная сеть с отдельным подключением заземления и рабочего нуля. Предусмотрена возможность подсоединения трех,- и однофазных нагрузок.
Определение фазы с помощью индикаторной отвертки
Прикосновение жалом такого прибора к фазному проводу замыкает цепь тока. Это сопровождается загоранием контрольной лампы или светодиода. Встроенный резистор ограничивает силу тока до безопасного уровня.
Преимущества индикатора:
- минимальная стоимость;
- компактность;
- надежность;
- долговечность;
- автономность;
- хорошая защищенность от неблагоприятных внешних воздействий.
Недостатком является ограниченная точность измерений. В определенных условиях не исключены ложные срабатывания.
Определение заземления, нуля и фазы с помощью контрольной лампы
Для воспроизведения этой технологии надо подготовить несложную конструкцию. В типовой патрон вкручивают лампу накаливания, рассчитанную на соответствующее напряжение сети. Подсоединяют провода достаточной длины для выполнения рабочих операций в определенном месте.
Далее подсоединяют один из проводов к известной нулевой линии. Другим последовательно проверяют иные жилы кабеля. Загорание лампы свидетельствует о наличии фазы.
С помощью измерительного прибора
При проверке бытовой сети 220 V не надо знать, как определить полярность. Электропитание организовано с применением переменного тока, поэтому устанавливают переключатель мультиметра в соответствующее положение. Прикосновение щупами к проводам фаза-ноль (фаза-заземление) сопровождается индикацией соответствующего напряжения (≈220 V). Разница потенциалов между нулевым проводником и заземлением минимальна.
К сведению. При проверке старой двухпроводной схемы одним из щупов касаются арматуры в бетонной плите, радиатора системы отопления, иного заземленного элемента строительной конструкции.
При переключении на постоянное напряжение мультиметр покажет, где плюс и минус. При отсутствии достоверной информации об электрических параметрах в цепи начинают с максимального диапазона измерений с последовательным переходом к меньшим величинам при недостаточной точности.
Такой «прибор» пригодится для проверки цепей постоянного тока при отсутствии специализированных средств измерения. Пузырьки около минусового провода – это выделение водорода в процессе электролизной реакции. Область возле плюса через несколько минут приобретет зеленоватый оттенок.
Использование светодиода
Контрольный прибор можно создать собственными руками по аналогии с индикаторной отверткой. Вместо лампочки устанавливают AL 307 или другой светодиод с подобными характеристиками. Последовательно в цепь добавляют резистор 100-120 кОм мощностью1-2 Вт.
Буквенное обозначение проводов
Цветная маркировка может дополняться буквенной. Частично символы для обозначения стандартизированы:
- L (от слова Line) – фазный провод;
- N (от слова Neutral) – нулевой провод;
- PE (от сочетания Protective Earthing) – заземление;
- “+” – положительный полюс;
- “-” – отрицательный полюс;
- М – средняя точка в цепях постоянного тока с двуполярным питанием.
Для обозначения клемм подключения защитного заземления используется специальный символ, который нанесен на клемму штамповкой или на корпус прибора в виде наклейки. Символ заземления единый для большинства стран мира, что уменьшает вероятность путаницы.
В многофазных сетях символы дополняются порядковым номером фазы:
- L1 – первая фаза;
- L2 – вторая фаза;
- L3 – третья фаза.
Встречается маркировка по старым стандартам, когда фазы обозначаются символами А, В и С.
Отступлением от стандартов является комбинированная система обозначения фаз:
- La – первая фаза;
- Lb – вторая фаза;
- Lc – третья фаза.
В сложных устройствах могут встречаться дополнительные обозначения, характеризующие наименование или номер цепи. Важно, чтобы маркировка проводников совпадала в пределах всей цепи, где они участвуют.
Буквенные обозначения наносятся несмываемой, хорошо различимой краской на изоляцию вблизи концов жил, на отрезки ПВХ изоляции или термоусаживающейся трубки.
Клеммы подключения могут иметь нанесенные знаки, которые обозначают цепи и полярности питания. Такие знаки выполняются краской, штамповкой или травлением в зависимости от использованного материала.
Цветовое маркирование в бытовых электросетях
До введения в разряд стандарта разноцветной окраски жил их изоляция имела черный или белый расцветку, что серьезно усложняло монтажные работы, особенно, если требовалось переподключить уже существующие цепи. Проблема постоянного поиска ответа на вопрос «где фаза, а где ноль
» была достаточно острой.
Согласно требований ГОСТа любой проводник в электроприборах и установках, работающих в сетях до 1 кВ должен иметь строго определенную расцветку. Перечислим основные цвета, которые встречаются в маркировании различных типов жил:
- нейтраль или ноль (N) – нулевой рабочий проводник выполнен в синем или голубом цвете. На распределительном щитке ноль крепится на спецшине при помощи клеммы или болтом под гайку, приваренными к корпусу ящика (щитка старой конструкции),
- защитная нулевая жила (PE), «земля», провод для заземления
–
цвет
данного проводника всегда желто-зеленый, оформленный в виде продольных или поперечных полос на изоляции токопроводящих жил, - совмещенный нуль-провод (нейтраль+ заземление, PEN) – маркируется желто-зеленым цветом с синими отметками на окончаниях либо наоборот,
- фаза (L) – один из цветов, которые представлены на рисунке. Наиболее часто встречаются фазные жилы с красным, белым, черным или коричневым цветом изоляции. Фаза на щитке всегда приходит на «автомат» или плавкий предохранитель.
Цветовая маркировка рабочей жилы монофазной электросети, созданной из ответвления от 3-фазной цепи, должна обязательно совпасть с колером исходной жилы-проводника «материнской» сети.
Стандарты цветного маркирования электропроводников разработаны так, чтобы цвета изоляции жил, проводящих ток, никогда не имели даже отдаленной схожести окраской нулевых проводников. В случае применения немаркированных кабелей на их окончаниях, в местах присоединения, делаются соответствующие отличительные метки-обозначения при помощи разноцветной изоленты, кембрика или термоусадки.
