Принцип работы и виды электрических реле

Какие виды электросхем могут пригодиться?

Рассмотрим проектную информацию с точки зрения электромонтажника-любителя, желающего своими руками поменять проводку в доме или составить чертеж подключения дачи к электрокоммуникациям.

Сначала нужно понять, какие знания будут полезными, а какие не понадобятся. Первый шаг – это знакомство с видами электрических схем.

Схема щита, использующая реальные изображения коммутационных, защитных устройств, – электрические связи изображены цветными проводами. По сути, она не имеет ничего общего с профессиональной документацией, которая сопровождает проекты по энергоснабжению дома

Вся информация о видах схем изложена в новой редакции ГОСТ 2.702-2011, которая носит название «ЕСКД. Правила выполнения электрических схем».

Это дубликат более раннего документа – ГОСТ 2.701-2008, в котором как раз подробно говорится о классификации схем. Всего выделяют 10 видов, но на практике может потребоваться только одна – электрическая.

Кроме видовой классификации, существует и типовая, которая подразделяет все чертежные документы на структурные, общие и пр., всего 8 пунктов.

Домашнему мастеру будут интересны 3 типа схем: функциональная, принципиальная, монтажная.

Тип #1 – функциональная схема

Функциональная схема не содержит детализации, в ней указываются основные блоки и узлы. Она дает общее представление о работе системы. Для устройства электроснабжения частного дома не всегда есть смысл составлять такие чертежи, так как они обычно типовые.

А вот при описании сложного электронного устройства или для оснащения электрикой цеха, студии или пункта управления они могут пригодиться.

Образец функциональной схемы. Она содержит минимум условных обозначений. Вся информация представлена блоками с подписями – наименованиями устройств. По чертежу можно понять, как элементы связаны между собой

Тип #2 – принципиальная схема

Принципиальная схема, в отличие от функциональной – это набор условных обозначений, без знания которых сложно разобраться в устройстве сети в целом. На чертеже указываются все устройства и связи между ними. Если схема сложная, содержащая, например, резервирующие цепи, то эксплуатационники пользуются оперативным схемами, дающими представление о “сегодняшнем положении коммутационных аппаратов”.

Если же нужно отразить только силовые линии, достаточно начертить линейную схему, а для изображения всех видов цепей с приборами контроля и управления понадобится полная.

Вариант принципиальной схемы для электроснабжения дома с обозначением розеток, выключателей, разъема подключения электроплиты, звонка и его кнопки, светильников, автоматических предохранителей

Тип #3 – монтажная схема

Монтажная схема – документ, которым удобно пользоваться при установке сетей. По ней можно узнать, какие устройства следует подключать, где именно и как далеко друг от друга они находятся.

Указано расположение таких элементов, как выключатели и розетки, светильники, автоматы защиты. Прямо в схеме можно расставить номиналы и длину цепей.

Образец примитивной, но понятной и читаемой монтажной схемы для электроразводки частного дома, который можно составить самостоятельно, пользуясь ограниченным набором условных обозначений

Требования по всем видам схематической документации изложены в ГОСТ 2.702-2011, именно им и следует в дальнейшем руководствоваться при составлении собственных проектов.

Здесь же можно найти в полном объеме ссылки на другие полезные документы, в которых размещены таблицы графических и буквенных обозначений различных элементов, использующихся на электрических схемах, а также правила их использования.

Как научиться читать гидравлические схемы

Гидравлическая схема представляет собой элемент технической документации, на котором с помощью условных обозначений показана информация об элементах гидравлической системы, и взаимосвязи между ними.

Согласно нормам ЕСКД гидравлические схемы обозначаются в шифре основной надписи литерой «Г» (пневматические схемы — литерой «П»).

Как видно из определения, на гидравлической схеме условно показаны элементы, которые связаны между собой трубопроводами — обозначенными линиям. Поэтому, для того, чтобы правильно читать гидравлическую схему нужно знать, как обозначается тот или иной элемент на схеме. Условные обозначения элементов указаны в ГОСТ 2.781-96. Изучите этот документ, и вы сможете узнать как обозначаются основные элементы гидравлики.

Назначение и принцип работы реле дифференциальной защиты

Иногда может случиться удар током в результате самых разнообразных причин, начиная от ситуации, когда маленький ребенок из любопытности засунет спицу в розетку и заканчивая неисправностью эксплуатируемого электроприбора, попаданием воды и так далее.

Как минимум – это легкий испуг и удар током, но может и не так просто все обойтись. Даже самая современная электросеть с лучшей защитой от поражения током не исключает вероятность такового, если в ней нет дифференциального реле (сокращенно — дифреле).

Посему, для того, чтобы обезопасить себя и сожителей (особенно если есть дети) от возможности поражения током, был разработан соответствующий тип реле, который среагирует и разомкнет цепь, а также его модификация – УЗО (устройство защитного отключения).

Принцип работы дифференциального автомата заключается в отслеживании утечки тока, которое возникает при некачественной изоляции провода или в результате удара человека электрическим током.

Дело в том, что ток движется по контуру цепи от фазного провода (от большего потенциала) в нулевой провод (к меньшему потенциалу), таким образом, на всех участках цепи имеется равное значение тока. Однако при ударе током или утечке часть тока от фазы уходит в заземление, из-за чего в нулевой проводник не доходит все количество тока, которое отдает проводник фазы.

В этот момент в трансформаторе дифавтомата (через замкнутый сердечник которого проходят оба проводника) нарушается баланс электромагнитных полей, что делает разницу потенциалов на его выходе достаточной для срабатывания реле, которое мигом размыкает электрическую цепь.

Схема подключения дифференциального автомата такова, что вмещает в себе автоматический выключатель, который управляет фазой на участке перед дифреле.

При этом, как видим, нулевой проводник сразу после выхода из дифреле/дифференциального выключателя разветвляется шиной, при этом он не контролируется автоматическим выключателем на входе, как фазный проводник.

Принцип работы реле

Реле – электронное или электромеханическое устройство, которое предназначено для коммутации электрической цепи под действием управляющего сигнала. Чаще всего это катушка, намотанная на сердечник. Под действием приложенного напряжения через нее проходит электрический ток, который создает магнитное поле. Это поле притягивает к сердечнику пластину, которая соединена с исполняющими контактами, коммутирующими вторичную цепь. Как правило, реле коммутирует сигналы с малыми токами и напряжениями.

Автомобильное реле

В паспорте реле указан параметр: напряжение срабатывания. Это говорит о том, что при напряжениях ниже указанной границы, реле будет выключено. При превышении верхней границы оно может выйти из строя.

Плюсы и минусы

Как и у любого элемента, у реле есть свои преимущества и недостатки, тем не менее несмотря на минусы, в некоторых случаях без применения эти устройств просто не обойтись.

Плюсы

1. Простая конструкция
2. Легко ремонтируется, всегда можно разобрать чтобы подчистить контакты, заменить отдельные элементы
3. Низкое сопротивление на контактах

Минусы

1. Ограниченный ресурс, так как используются механические элементы
2. Контакты иногда обгорают
3. Низкая скорость при срабатывании в отличие от полупроводниковых элементов, механическое устройство в сто раз медленнее электронного, но при этом скорость срабатывания все равно достаточно велика
4. Возможно дребезжание контактов при недостаточном напряжении на катушке
5. Щелчки при переключении

Обозначение розеток

Существуют розетки различных типов и назначения. Их исполнение зависит от класса напряжения, степени защищённости, наличия заземляющих контактов, способа монтажа и прочее. Рассмотрим поэтапно графические условные обозначения для каждого типа розеток.

На строительных планах, схемах, чертежах условное графическое обозначение розеток для скрытой проводки выполняется следующим образом:

Общее условное графическое изображение розеток

Графическое условное обозначение для розеток открытой проводки выполнено следующим образом:

Общее условное графическое изображение розеток

Условные графические обозначения розеток влагозащищенного исполнения на схемах и строительных чертежах выполняются следующим образом:

Общее условное графическое изображение розеток

В кодировке IP, изображённой на электрооборудовании, зашифрован показатель степени защиты корпуса оборудования от механических повреждений токоведущих частей и попадания на них влаги. IP — заглавные буквы выражения Ingress Protection Rating (англ. — степень защиты от проникновения). Классификация электрооборудования, согласно этого показателя, соответствует международным стандартам IEC 60529, DIN 40050, а также ГОСТ-14254.

Кодировка степени защиты составляется таким образом:

IP X₁X₂ AM где:

Х₁ — цифра, характерезующая степень защиты токоведущих частей оборудования от попадания твёрдых частиц;

X_{2 —} цыфра, характерезующая степень защиты токоведущих частей оборудования от попадания влаги;

АМ — буквы, характеризующие степень защиты оборудования от проникновения людей к токоведущим частям. Первая буква может быть А, И, С, D. Каждая из них имеет свои характеристики. Вторая буква несёт дополнительную информацию, например, о классе рабочего напряжения, об испытаниях оборудования и другое. Эта буква может быть Н, М, S, W.

Для удобства ориентации в кодировке степени защиты приведена справочная таблица.

Характеристики электрооборудования, согласно кодировке IP.

Справочная таблица

Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения (ГОСТ 2.721-74)

Так обозначают наличие защитного контакта, к которому подводится заземление.
Коммутационные устройства на схемах должны быть изображены в положении, принятом за начальное, при котором пусковая система контактов обесточена. Если в стандарте нет нужного обозначения, то его составляют, исходя из принципа действия элемента, обозначений, принятых для аналогических типов аппаратов, приборов, машин с соблюдением принципов построения, обусловленных стандартом.
Пример принципиальной схемы фрезерного станка Если на схеме отображается только силовая часть установки, то она называется однолинейной, если приведены все элементы, то — полной. I — Ответвления. Она содержит минимум условных обозначений.
Кроме того, контакты могут выполнять разные функции: контактора, разъединителя, выключателя и т. E — Электрическая связь с корпусом прибора.
С помощью буквенного обозначения определяют название элемента, если этого не понятно из чертежа, технические параметры, количество. Условные обозначения отражают только основную функцию контакта — замыкание и размыкание цепи. На принципиальной схеме должны быть однозначно определены все элементы, входящие в состав установки и изображённые на схеме. Буквенные обозначения Кроме того, что элементы на схемах имеют условные графические названия, они имеют буквенные обозначения, причем тоже стандартизованные ГОСТ

Графические

Электрические параметры некоторых элементов могут быть отображены, непосредственно в документе, или представлены отдельно в виде таблицы. Условные графические обозначения на электрических схемах и схемах автоматизации: ГОСТ 2. Функции подвижных контактов Основные функции могут выполнять только неподвижные контакты.

Вводная часть 6. Так обозначается одноклавишный проходной переключатель.

Для описания основных функций узлов, отображающие их прямоугольники, подписываются стандартными буквенными обозначениями. Это и будет полная принципиальная схема. Следует заметить, что чаще в домашней практике используются всего три типа электросхем: Монтажные — для прибора изображается печатная плата с расположением элементов при четком указании места, номинала, принципа крепления и подведения к другим деталям. Чтобы научиться читать электрические схемы не обязательно знать наизусть все буквенные обозначения, графические изображения различных элементов, достаточно ориентироваться в соответствующих ГОСТах ЕСКД.
Как работать с проектом электроосвещения

Виды и типы электрических схем

Катушка электромеханического устройства, работающего с ускорением при срабатывании и отпускании

Около прямоугольника или в прямоугольнике допускается указывать величины, характеризующие обмотку, например, катушка с двумя обмотками, сопротивление каждой Ом 2. Дополнительные знаки позволяют найти на схеме контакты кнопок управления , реле времени, путевых выключателей и т.

Чтобы изменить положение контактов, необходимо поменять полярность подачи напряжения на обмотке. При подключении нагрузки к контактам реле нужно знать мощность, на которую они рассчитаны. Если катушку подключить к источнику тока, то образовавшееся магнитное поле намагничивает сердечник.

Это были силовые характеристики реле, точнее его контактов. E — Электрическая связь с корпусом прибора. Одна часть К1 — это условное обозначение электромагнитной катушки. На его корпусе нанесены следующие надписи.

Рекомендуем: Как ремониторовать электрику

Принцип работы реле наглядно иллюстрирует следующая схема. Как правило, размеры самих реле позволяют наносить на корпус их основные параметры. Вместе со стержнем и якорем ярмо образует магнитопровод.

Параметры электромагнитных реле. Катушка электромеханического устройства с двумя встречными одинаковыми обмотками бифилярная обмотка 7. Виды и типы. Катушка электромеханического устройства трехфазного тока 9.

Реле сработает, и его контакты K1. Отрисовку светильников в AutoCAD удобно выполнять при помощи динамических блоков. При отсутствии дополнительной информации в основном поле допускается в этом поле указывать уточняющие данные, например, катушка электромеханического устройства с обмоткой минимального тока Он может быть как металлическим, так и пластмассовым.

Его основой является катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода. Электрические параметры некоторых элементов могут быть отображены, непосредственно в документе, или представлены отдельно в виде таблицы.
Как читать электрические схемы

Токоведущее, коммутационное, осветительное оборудования

Все это также отображается графически.

Обозначение конструктивного расположения конструктивное обозначение. Построение обозначения должно обеспечить возможность однозначного указания места любой части объекта в конструкции.

На принципиальной схеме должны быть однозначно определены все элементы, входящие в состав установки и изображённые на схеме. Дает общее представление о функционировании объекта. На функциональной схеме указаны блоки и связи между ними Принципиальные.

Все это также отображается графически. ГОСТ 2. Поэтому рекомендуем сохранить себе все эти таблицы, чтобы при чтении проекта планировки проводки дома либо квартиры Вы могли сразу же определить, что за элемент цепи находится в определенном месте. В этой статье я решил структурировать информацию, касающуюся условных обозначений, разложить всё по полочкам, собрать всё в одном месте.

Читайте дополнительно: Подключить свет на участке

В — Токоведущая или заземляющая шина. В первом случае работает то одна цепь, то другая. Контакт 12 сигнального реле К4, которое расположено на месте в функциональной группе Т8, входящей в устройство А12, соединен с контактом 2, который расположен на месте 15 и изображен на шестом листе принципиальной схемы 3.

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. Зато все другие типы выключателей имеют свои условные обозначения в электрических схемах. Для описания основных функций узлов, отображающие их прямоугольники, подписываются стандартными буквенными обозначениями. Элементы принципиальных электрических схем Принципиальные схемы устройств содержат другую элементную базу. На принципиальной схеме должны быть однозначно определены все элементы, входящие в состав установки и изображённые на схеме.

Буквенные обозначения Наряду с УГО для более точного определения названия и назначения элементов, на схемы наносят буквенное обозначение. Рис 1.

Содержание и способ записи конструктивных обозначений для конкретных объектов принятая система координат и их обозначений, последовательность уровней входимости и т. I — Ответвления. Чтобы на схеме понимать о каком именно типе выключателя идет речь, это надо помнить.
Монтажные схемы и маркировка электрических цепей

Схема электропроводки

Составление схемы электропроводки необходимо при строительстве или капитальном ремонте дома. Выполняется эта схема на плане помещения с указанием высоты прокладки кабелей и мест установки автоматов, розеток и выключателей.

Этим планом будет пользоваться не только тот человек, который её составил, но и монтажники, а впоследствии и электромонтёры, ремонтирующие электропроводку. Поэтому условные изображения розеток и выключателей на чертежах должны быть понятны всем и соответствовать ГОСТу.

Обозначение розеток на электросхемах

Условное обозначение розетки – полукруг. Количество и направление чёрточек, отходящих от него, показывают все параметры этих устройств:

• Для скрытой проводки полукруг пересекается вертикальной чертой. В устройствах для открытой проводки она отсутствует;
• В одинарной розетке вверх отходит одна линия. В двойных – такая черточка сдвоенная;
• Однополюсная розетка обозначается одной линией, трёхполюсная – тремя, расходящимися веером;
• Степень защиты от погодных условий. Приборы с защитой IP20 изображаются прозрачным полукругом, а с защитой IP44-IP55 – этот полукруг закрашивается чёрным цветом;
• Наличие заземления показывается горизонтальной чертой. Она одинаковая в устройствах любой конфигурации.

Условное обозначение розеток на чертеже

Интересно. Кроме электрических розеток, есть компьютерные (для LAN-кабеля), телевизионные (для антенны) и даже вакуумные, к которым подключается шланг от пылесоса.

Обозначение выключателей на схемах

Выключатели на всех чертежах имеют вид небольшого кружка с наклонённой вправо чертой вверху. На ней нанесены дополнительные чёрточки. По количеству и виду этих чёрточек можно определить параметры устройства:

• крючок в виде буквы «Г» – аппарат для открытой проводки, поперечная черта в виде буквы “Т” – для скрытой;
• черта одна – одноклавишный выключатель, две – двухклавишный, три – трёхклавишный;
• если кружок закрашен, то это устройство со степенью защиты от погодных условий IP44-IP55.

Условное обозначение выключателей

Кроме обычных выключателей, есть проходные и перекрёстные, позволяющие управлять светом из нескольких мест. Обозначение таких аппаратов в электрических схемах аналогично обычным, но наклонных черт две: вправо-вверх и влево-вниз. Условные знаки на них дублируются.

Обозначение блока выключателей с розеткой

Для удобства пользования и более эстетичного вида эти приборы устанавливаются в соседних монтажных коробках и закрываются общей крышкой. Обозначаются по ГОСТу такие блоки полукругом, линии на котором соответствуют каждому устройству в отдельности.

На следующем рисунке два примера блоков выключателей и розеток:

• конструкция для скрытой проводки из розетки с заземляющим контактом и двойного выключателя;
• конструкция для скрытой проводки из розетки с заземляющим контактом и двух выключателей: двойного и одинарного.

Обозначение блока выключателей с розеткой

Условные обозначения других приборов

Кроме розеток и выключателей, в схемах электропроводки используются и другие элементы, имеющие свои обозначения.

В основу обозначения устройств защиты: автоматических выключателей, УЗО и реле контроля напряжения, заложено изображение открытого контакта.

Обозначение автоматического выключателя по ГОСТу состоит из необходимого количества контактов, соединённых между собой, и квадратика сбоку. Это символизирует одновременное срабатывание и системы защиты. Вводные автоматы в квартирах обычно двухполюсные, а для отключения отдельных нагрузок используют однополюсные.

Автоматический выключатель на обычных и однолинейных схемах

Специальных обозначений по ГОСТу для УЗО и дифференциальных автоматов не существует, поэтому они отражают особенности конструкции. Такие устройства представляют собой трансформатор тока и исполнительное реле с контактами. В дифавтоматах к ним добавлен автомат защиты от перегрузки и короткого замыкания.

Изображение УЗО и дифференциального автомата на схемах

Реле контроля напряжения отключает электроприборы при отклонении напряжения за допустимые пределы. Состоит такое устройство из электронной платы и реле с контактами. Это видно на схеме таких приборов. Она изображается на верхней крышке корпуса.

Схема реле контроля напряжения

Графические символы приборов освещения и подсветки, в том числе люстр на светодиодах, символизируют внешний вид и назначение приборов.

Условные обозначения светильников

Знание условных обозначений розеток и выключателей и другой аппаратуры на чертежах нужно при составлении проекта, монтаже и ремонте электропроводки и другого электрооборудования.

Конструктивное строение прибора

Электромагнитные устройства подключаются к электроцепи, осуществляющей контроль или регулировку изделий, которые подключены к силовому узлу, для преобразования. Запуск может осуществляться влиянием различного рода факторов: электропитание, световая энергия, гидростатическое или давление газа.

Конструктивное устройство электромагнитного реле:1 – пружина; 2 – подвижный якорь; 3 – ферромагнитный стержень (сердечник); 4 – катушка; 5 – основание; 6 – один или несколько неподвижных контактов; 7 – исполнительный орган

Согласно стандартам, простейшее контактное устройство координируется тремя основными участками: воспринимающий, промежуточный и исполнительный. Каждый из них представлен индивидуальным механизмом, отвечающим за определенные действия в коммутационной системе.

Первичный, так называемый чувствительный, элемент производит реакцию на входящий параметр и трансформирует его в физическую величину, требующуюся для функционирования контактора.

Такой воспринимающий механизм воплощен в электромагнитной катушке с сердечником — на схеме обозначен номером 4. В зависимости от сети, к нему может быть подключено или переменное, или постоянное напряжение.

Промежуточное звено начинает сравнительный анализ преобразованной величины с заложенным образцом. Как только достигается заданное значение, узел передает сигнал чувствительного механизма исполнительному. Этот участок состоит из пружин противодействия (1) и успокоителей.

Успокоительные элементы в контакторе используются для устранения колебаний подвижных сегментов, а в реле времени – для обеспечения необходимого временного интервала

В производственной части посредством коммутационных линий (6), расположенных на корпусе над колодкой, воспроизводится влияние на подчиненную линию и контакты замыкаются.

Плюсы и минусы реле максимального тока

Устройство имеет ряд преимуществ:

• наличие выносливости к высоким импульсным напряжениям и помехам, которые образовываются в результате молний или при коммутации в высоковольтном электрооборудовании;
• небольшой спад напряжения на замкнутых контактных соединениях, при этом не происходит их нагревание;
• устойчивость к повышенным коммутационным нагрузкам;
• отличная изоляция между катушкой и контактной группой;
• небольшая стоимость прибора.

Одновременно с этим можно перечислить недостатки реле:

• небольшая производительность;
• лимитированный ресурс электромеханических характеристик;
• при производстве запирания и разъединение контактов образуются помехи;
• в сети постоянного тока возможны сбои при коммутировании потребителей, имеющих высокое напряжение.