Схема электрическая соединений э4 пример. Схема электрическая соединений (Э4): особенности, назначение и правила выполнения

Что представляет собой схема электрическая соединений. Для чего она предназначена. Какие элементы на ней изображают. Как правильно выполнить схему Э4 согласно ЕСКД. Основные требования и рекомендации по оформлению.

Что такое схема электрическая соединений (Э4)

Схема электрическая соединений (монтажная) – это конструкторский документ, который показывает соединения между составными частями изделия и определяет провода, жгуты, кабели, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединений и вводов.

Данный тип схемы имеет код Э4 согласно ГОСТ 2.701-2008 и относится к группе электрических схем.

Назначение и область применения схемы Э4

Основное назначение схемы электрической соединений:

• Показать электрические соединения между составными частями изделия
• Определить типы проводов, жгутов, кабелей для выполнения этих соединений
• Указать места присоединений и вводов проводников
• Дать информацию для выполнения монтажных работ

Схема Э4 применяется при разработке конструкторской документации на изделия, в которых монтаж электрических цепей играет существенную роль, например:

• Электрощиты и шкафы управления
• Электрооборудование станков и механизмов
• Бортовые системы транспортных средств
• Распределительные устройства

Что изображают на схеме электрической соединений

Согласно ГОСТ 2.702-2011, на схеме Э4 изображают:

• Все устройства и элементы, входящие в состав изделия
• Входные и выходные элементы (разъемы, платы, зажимы и т.д.)
• Соединения между устройствами и элементами
• Провода, жгуты, кабели, которыми выполняются соединения
• Места присоединений и вводов проводов, жгутов и кабелей

Правила выполнения схемы электрической соединений

При разработке схемы Э4 следует руководствоваться следующими правилами:

1. Схему выполняют для изделий, находящихся в отключенном состоянии.
2. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать их действительному размещению в изделии.
3. Устройства и элементы изображают в виде упрощенных внешних очертаний или условных графических обозначений.
4. Входные и выходные элементы (разъемы, платы, зажимы) показывают в виде условных графических обозначений.
5. Провода, жгуты, кабели изображают отдельными линиями с указанием марки, сечения, цвета.
6. Показывают места присоединений проводов, жгутов, кабелей.
7. Указывают позиционные обозначения устройств и элементов, присвоенные им на принципиальной схеме.

Особенности оформления схемы электрической соединений

При оформлении схемы Э4 рекомендуется придерживаться следующих правил:

• Схему выполняют на листе формата А4, А3 или более крупном.
• Используют линии толщиной 0,3-0,5 мм для изображения проводов, жгутов, кабелей.
• Условные графические обозначения элементов выполняют толщиной 0,5-0,6 мм.
• Надписи и позиционные обозначения выполняют шрифтом 3,5 мм.
• Для упрощения допускается однолинейное изображение одинаковых элементов.
• Применяют цифровые или буквенно-цифровые обозначения проводов, жгутов, кабелей.

Основные требования к выполнению схемы Э4

При разработке схемы электрической соединений необходимо обеспечить:

• Наглядность расположения составных частей изделия
• Ясность путей прокладки проводов, жгутов, кабелей
• Удобство чтения схемы при монтаже, эксплуатации и ремонте
• Минимальное количество пересечений линий связи
• Группировку соединений по функциональному назначению
• Возможность внесения изменений

Примеры оформления схемы электрической соединений

Схема Э4 может быть выполнена в различных вариантах оформления:

• Адресный способ — с указанием адресов присоединения проводов
• Графический способ — с изображением всех проводников отдельными линиями
• Табличный способ — с использованием таблиц соединений
• Комбинированный способ — сочетание графического и табличного

Выбор конкретного варианта зависит от сложности изделия и удобства восприятия информации.

Взаимосвязь схемы Э4 с другими документами

Схема электрическая соединений (Э4) тесно связана с другими конструкторскими документами:

• Разрабатывается на основе схемы электрической принципиальной (Э3)
• Является исходным документом для разработки схемы подключения (Э5)
• Используется совместно с перечнем элементов
• Может дополняться таблицами соединений и подключений

Таким образом, схема Э4 занимает важное место в комплекте конструкторской документации на изделие.

3.13 Схема соединений (Э4)

Схему соединений разрабатывают для производства монтажных работ.
На схеме изображают все устройства, элементы, приборы, аппараты, их вход-
ные и выходные элементы соединений и отходящие от них проводники.
Устройства изображают в виде прямоугольников или упрощенных внеш–
них очертаний; элементы, приборы, аппараты – в виде условных графических
обозначений, установленных стандартом ЕСКД, прямоугольников и упрощен-
ных внешних очертаний. Около изображений указывают позиционные обозна-
чения, присвоенные им на принципиальной схеме.
Внутри условных графических обозначений устройств, элементов, при-
боров и аппаратов изображают входные и выходные элементы соединений.
Расположение элементов соединений примерно должно соответствовать их
действительному расположению в устройстве.
Пример выполнения схемы Э4 показан на рисунке 3.34.
Правая стенка						Левая стенка
(развернуто)						(развернуто)
		1-1	7	8 1-2		1-2
					Q1	2-1
				1-1
		DA1				XS2
	C2			2-1
					+
		C4			C5	4-1
XS1	R1		1	14
C1	C3	X1		3-2
					GB1
						+
L1	VD1	3-1
				XT1		XT2
Рисунок 3. 34 – Пример выполнения схемы соединений (Э4)

3.14 Схема подключения (Э5)

На схеме показывают внешнее подключение изделия и изображают само изделие, его входные и выходные элементы (соединители, зажимы и т. п.), а также подводимые к ним концы проводов и кабелей внешнего монтажа; около каждого помещают данные о подключении изделия (характеристики внешних цепей, адреса). Соединения и их составные части на схеме

119

изображают в виде прямоугольников, а входные и выходные элементы (соединители) – в виде условных графических обозначений. Допускается изображать изделия, а также входные и выходные элементы в виде упрощенных внешних чертежей (рисунок 3.35).

			2	изделиюК	2	электроК — держателю
			РШМ50 мм		РШМ50 мм
=M-X1:1	=M-X1:2	=M-X1:3
	3
	2
	мм	1:2X-A=	1:3X-A=			1:1X-2S=	РШМ1:2X 50 мм
	1:1X-A= КНР 310
							2
							=R-

Рисунок 3. 35 – Пример выполнения схемы подключения электрического насоса

На схеме необходимо указывать позиционные обозначения входных и выходных элементов, присвоенные им на принципиальной схеме изделия.

Около УГО разъемов допускается указывать их наименование. Провода и кабели на схеме показывают отдельными линиями. Разрешается указывать в виде УГО марки, сечения и при необходимости расцветку проводов, а также марки кабелей, число, сечение и занятость жил. В этом случае на поле схемы эти обозначения расшифровывают (рисунок 3.36).

120

	28	5	9
	2		2
2	30х1,5 мм	2	10х1,5 мм
3х10 мм		7х1 мм
КНРЭ	КНРЭ	КНРЭ	КНРЭ
	Номер жилы		Номер жилы
Рисунок 3. 36 – Схема подключения с таблицей характеристик цепей

121

3.15 Общая схема (Э6)

На схеме изображают устройства и элементы, входящие в комплекс, а также соединяющие их провода, жгуты и кабели. Устройства и элементы изображают в виде прямоугольников. Допускается изображать элементы в виде условных графических обозначений или упрощенных внешних чертежей. Расположение графических обозначений на схеме должно примерно соответствовать действительному расположению устройств и элементов в изделии.

3.16 Схема расположения

Схема расположения определяет относительное расположение составных частей изделия, а при необходимости также жгутов, проводов, кабелей. На схеме изображаются составные части изделия и при необходимости – связи между ними, а также конструкция, помещение или местность, на которых эти части расположены. Составные части изделия изображают в виде упрощенных внешних чертежей или условных графических обозначений, которые располагают в соответствии с действительным размещением частей изделия в конструкции или на местности (рисунок 3. 37).

Допускается выполнять отдельные конструкции, а также изображать разрезы и давать аксонометрическое изображение устройства. Правила выполнения чертежей жгутов, кабелей и проводов для этих схем установлены ГОСТ 4.414–75.

Рисунок 3.37 – Схема электрическая расположения электросварочного поста

122

3.17Схемы электрические цифровой вычислительной техники и микропроцессорных систем

3.17.1 Структурные схемы имеют буквенно–цифровой код Э1. Функциональные части на схемах изображают в виде прямоугольников. Допускается изображать функциональные части в виде УГО в соответствии ГОСТ 2.708–81 (таблица 3.24).

Таблица 3.24 – УГО для структурных схем вычислительной техники

Обозначение		Применение
		Устройство-носитель данных – перфокарта
		Устройство-носитель данных – перфолента
		Печатающее устройство
		Накопитель на магнитной карте
L
		Накопитель на магнитной ленте
	H	Накопитель на магнитном диске
		Накопитель на магнитном барабане
		Запоминающее устройство

Визуальное устройство ввода – вывода

123

В схеме УГО должны быть указаны наименования каждой функциональной части и (или) ее тип или условное обозначение. Над УГО допускается делать пояснительные надписи (рисунок 3.38).

Функциональные части и линии взаимосвязи изображают линиями одинаковой толщины. Функциональные части допускается выделять штрихпунктирной или сплошной линией.

Размер H выбирается из ряда 10 мм, 15 мм и далее через 5 мм, а размер

L = 1,5 H.

Рисунок 3.38 – Схема электрическая структурная ПЭВМ

При выполнении структурных схем микропроцессорных систем необходимо изображать прямоугольники для всех выполненных функций в данной системе. После чего штрихпунктирной линией выделить функциональные части, выполняемые микропроцессорным устройством или микроПЭВМ. Это позволяет наглядно уточнить, какие функции выполняются программно, а какие аппаратными средствами (рисунок 3.39), что, в свою очередь способствует, более глубокому пониманию процессов, происходящих в данной микропроцессорной системе.

124

Рисунок 3.39 – Пример структурной схемы микропроцессорной телеметрической системы

3.17.2 Функциональные схемы имеют буквенно-цифровой код Э2. Функциональные части изделия на схеме изображают в виде прямоугольников (рисунок 3.40), а двоичные логические элементы – в соответствии с ГОСТ 2.743–82 (рисунок 3.41). Допускается функциональные части изображать в виде УГО, приведенных в таблице 3.25.

Размер H выбирается из ряда 10 мм, 15 мм и далее через 5 мм, а размер

L = 1,5 H.

ЦП – центральный процессор; БМУ – блок микропроцессорного управления; ППЗУ МК – постоянное запоминающее устройство с программами работ; КР – конвейерный регистр

Рисунок 3.40 – Схема электрическая функциональная микропроцессорной системы

126

Таблица 3.25 – УГО для функциональных схем вычислительной техники

Обозначение

Применение

Комбинационный элемент (общее обозначение для элементов типа свертки, избирательной схемы, шифратора и др.)

Дешифратор

Регистр сдвига

Сумматор на два числа

Элемент памяти

5 мм

Приоритетная схема

Приоритетная схема

Сумматор на n чисел

127

Допускается УГО функциональных частей поворачивать на 90°, а также совмещать обозначения функциональных частей, если входы одной полностью соответствуют входам другой (см. рисунок 3.41). Внутри УГО указывают наименование функциональной части и (или) условное обозначение. Наименование и обозначение функциональных частей, изображенных прямоугольниками, рекомендуется вписывать внутрь прямоугольников. Сокращенные или условные наименования должны быть пояснены на поле схемы в соответствии с рисунком 3.41.

Рисунок 3.41 – Схема электрическая функциональная блока дешифраторов

Если необходимо уточнить соответствие входов и выходов определенным частям функциональной части, составные части показывают горизонтальными линиями с ограничителями. Располагают линии над (или) под УГО составной части (рисунок 3.42).

128

D(00-31)
Смещ. (00-31)
Устан.
Сброс
		Схема начальной установки
F	+1	00	CT2CM		07
База (03-11)
				06	07
	03	11	00	07
F	00	RGA		11			Переполн.
Запись
Чтение
					00		31
				00		RAM
				11
								RGD31
Сдвиг		F		00		RGD	31
Такт				00	15	16	31
				0,00	0,15	1,00	1,15
Схема		DCE MS				MS
синхронизации				00			15	ДП(00-15)
	F/03
Рисунок 3. 42 – Фрагмент схемы электрической функциональной
			цифрового устройства

3.17.3 Принципиальные схемы имеют буквенно-цифровой код Э3. Двоичные логические элементы на схеме изображают в виде УГО, построенных по правилам, установленным ГОСТ 2.743–82 (рисунок 3.43).

Номера контактов устройств указываются над линиями связи рядом с соответствующими УГО логических элементов.

Принципиальная схема с обозначениями элементов цифровой вычислительной техники показана на рисунке 3.44.

129

Номер сигнала

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Обозначение			Время, мкс
сигнала
00		01	02	03

ТАКТ
F
УСТАН
СМЕЩ(00–07)
СТ2СМ	СМ	СМ +1	СМ+ 2
БАЗА(03–11)
RGA		БА ЗА+ СМ	БА ЗА+	СМ+1
ПЕРЕПОЛН
D(00–31)
ЗАПИСЬ
ЧТЕНИЕ
RGD
DCE MS
DП(00–15)
СБРОС

Рисунок 3. 43 – Временная диаграмма работы цифрового устройства, приведенного на рисунке 3.42

При большой графической насыщенности листов допускается делить поле листа на колонки, ряды, зоны или применять метод координат. При делении поля листа на зоны колонки обозначают по верхней кромке листа слева направо порядковыми номерами с постоянным количеством знаков в номере (00, 01, …, 10, …, 20), а ряды – по вертикали сверху вниз прописными буквами латинского алфавита за исключением букв I и О в соответствии с рисунком 3.45. Ширину колонки принимают равной ширине минимального основания поля УГО элемента, а высоту ряда – равной минимальной высоте УГО. Обозначение зоны состоит из обозначения ряда и обозначения колонки, например B01, C10.

130

131

Рисунок 3.45 – Фрагмент схемы электрической принципиальной при делении поля листа на зоны

Схемы электрические. Типы схем

Привет Хабр!
Чаще в статьях приводят вместо электрических схем красочные картинки, из-за этого возникают споры в комментариях.
В связи с этим, решил написать небольшую статью-ликбез по типам электрических схем, классифицируемых в Единой системе конструкторской документации (ЕСКД).

На протяжении всей статьи буду опираться на ЕСКД.
Рассмотрим ГОСТ 2.701-2008 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.
Данный ГОСТ вводит понятия:

• вид схемы — классификационная группировка схем, выделяемая по признакам принципа действия, состава изделия и связей между его составными частями;
  
• тип схемы — классификационная группировка, выделяемая по признаку их основного назначения.
  

Сразу договоримся, что вид схем у нас будет единственный — схема электрическая (Э).
Разберемся какие типы схем описаны в данном ГОСТе.

Тип схемы	Определение	Код типа схемы
Схема структурная	Документ, определяющий основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи	1
Схема функциональная	Документ, разъясняющий процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия (установки) или изделия (установки) в целом	2
Схема принципиальная (полная)	Документ, определяющий полный состав элементов и взаимосвязи между ними и, как правило, дающий полное (детальное) представления о принципах работы изделия (установки)	3
Схема соединений (монтажная)	Документ, показывающий соединения составных частей изделия (установки) и определяющий провода, жгуты, кабели или трубопроводы, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединений и ввода (разъемы, платы, зажимы и т. п.)	4
Схема подключения	Документ, показывающий внешние подключения изделия	5
Схема общая	Документ, определяющий составные части комплекса и соединения их между собой на месте эксплуатации	6
Схема расположения	Документ, определяющий относительное расположение составных частей изделия (установки), а при необходимости, также жгутов (проводов, кабелей), трубопроводов, световодов и т.п.	7
Схема объединенная	Документ, содержащий элементы различных типов схем одного вида	0
Примечание — Наименования типов схем, указанные в скобках, устанавливают для электрических схем энергетических сооружений.

Далее рассмотрим каждый тип схем более подробно применительно для электрических схем.
Основной документ: ГОСТ 2.702-2011 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем.
Так, что же такое и с чем «едят» эти схемы электрические?
Нам даст ответ ГОСТ 2.702-2011: Схема электрическая — документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи.

Схемы электрические в зависимости от основного назначения подразделяют на следующие типы:

Схема электрическая структурная (Э1)

На структурной схеме изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы) и основные взаимосвязи между ними. Графическое построение схемы должно обеспечивать наилучшее представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. На линиях взаимосвязей рекомендуется стрелками обозначать направление хода процессов, происходящих в изделии.
Пример схемы электрической структурной:

Схема электрическая функциональная (Э2)

На функциональной схеме изображают функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы), участвующие в процессе, иллюстрируемом схемой, и связи между этими частями. Графическое построение схемы должно давать наиболее наглядное представление о последовательности процессов, иллюстрируемых схемой.
Пример схемы электрической функциональной:

Схема электрическая принципиальная (полная) (Э3)

На принципиальной схеме изображают все электрические элементы или устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии установленных электрических процессов, все электрические взаимосвязи между ними, а также электрические элементы (соединители, зажимы и т.д.), которыми заканчиваются входные и выходные цепи. На схеме допускается изображать соединительные и монтажные элементы, устанавливаемые в изделии по конструктивным соображениям. Схемы выполняют для изделий, находящихся в отключенном положении.
Пример схемы электрической принципиальной:

Схема электрическая соединений (монтажная) (Э4)

На схеме соединений следует изображать все устройства и элементы, входящие в состав изделия, их входные и выходные элементы (соединители, платы, зажимы и т.д.), а также соединения между этими устройствами и элементами. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии. Расположение изображений входных и выходных элементов или выводов внутри графических обозначений и устройств или элементов должно примерно соответствовать их действительному размещению в устройстве или элементе.
Пример схемы электрической соединений:

Схема электрическая подключения (Э5)

На схеме подключения должны быть изображены изделие, его входные и выходные элементы (соединители, зажимы и т. д.) и подводимые к ним концы проводов и кабелей (многожильных проводов, электрических шнуров) внешнего монтажа, около которых помещают данные о подключении изделия (характеристики внешних цепей и (или) адреса). Размещение изображений входных и выходных элементов внутри графического обозначения изделия должно примерно соответствовать их действительному размещению в изделии. На схеме следует указывать позиционные обозначения входных и выходных элементов, присвоенные им на принципиальной схеме изделия.
Пример схемы электрической подключений:

Схема электрическая общая (Э6)

На общей схеме изображают устройства и элементы, входящие в комплекс, а также провода, жгуты и кабели (многожильные провода, электрические шнуры), соединяющие эти устройства и элементы. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии.
Пример схемы электрической общей:

Схема электрическая расположения (Э7)

На схеме расположения изображают составные части изделия, а при необходимости связи между ними — конструкцию, помещение или местность, на которых эти составные части будут расположены.
Пример схемы электрической расположения:

Схема электрическая объединенная (Э0)

На данном виде схем изображают различные типы, которые объединяются между собой на одном чертеже.
Пример схемы электрической объединенной:

PS

Это моя первая статья на Хабре не судите строго.

Стандартные чертежи – Технические рекомендации UBC

• Раздел 26 Электротехника
• Отдел 27 связи
• Раздел 28 Электронная безопасность
• Раздел 33 Коммунальные услуги

 

Подразделение 26 Электрооборудование

Коммуникации Стандартные чертежи электрооборудования

Чтобы просмотреть или загрузить следующие названия чертежей в формате PDF, нажмите здесь.

Если у вас есть программа AutoCAD, щелкните следующие заголовки чертежей, чтобы загрузить их в формате DWG :

• Однолинейная схема E1-1. Системы распределения Двойные радиальные фидеры 12 кВ Типовая поставка здания
• E1-2 Электрическая блок-подстанция Однолинейная схема
• E1-2b Однолинейная схема подстанции электрического наружного блока
• E1-2c Общая схема наружной подстанции
• E1-3 Ключевые блокировки подстанции электрического блока
• E1-4 Типовая планировка электрощитовой
• Блок-схема юрисдикции E1-5
• Блок управления фидерной подстанцией E1-6
• E2-1 Стандартный электрический канал в бетонном корпусе
• E2-2 Стандартный кабель для электроснабжения, проложенный непосредственно под землей
• E2-3 Стандартный электрический блок воздуховодов в бетонном корпусе
• E2-4a Зазоры электрических каналов до линий горячей воды DES
• E2-4b Зазоры электрических каналов до линий горячей воды DES только для 600 В или менее
• E2-4c Зазоры электрических каналов до линий горячей воды DES только для 12 000 В или менее
• E3-1 Стандартный сборный электрический люк
• E3-2 Заливка стандартного электрического люка
• E3-3 Дополнительная арматура для заливки электрических люков
• E3-4 Детали стандартной крышки электрического люка и стояка
• Деталь отстойника стандартного электрического люка E3-5
• E3-6 Типовое заземление и детали люка
• E3-7 Типовое разделение люков
• Маркировка кабеля E4-1 12 кВ
• E4-2 Стыковое соединение Elastimold, детали монтажа и заземления экрана для сращивания между 2 (или более) кабелями 15 кВ «X» — Link 500 MCM и 4/0
• E4-4 Schneider Electric PM8240 Счетчик 120/208 В, 3 фазы, 4 проводная система. Схема подключения 3-элементной проводки
• E4-5a Schneider Electric PM8240 Счетчик 347/600 В, 3 фазы, 4 проводная система. Схема подключения 3-элементной проводки
• E4-6 Счетчики газа и воды и подключение ИТ-сети к системе учета электроэнергии, арендатору и основным зданиям
• E4-6c Измерение системы централизованного энергоснабжения, сетевой интерфейс ION
• E10-2 Системы внутренней проводки, стандартный трансформатор и идентификация панели
• E11-1 Установка оборудования для мониторинга системы пожарной сигнализации
• E12-1 Внешнее освещение и управление розетками

вернуться к началу

---

Раздел 27 Связь

Связь Стандартные чертежи

Следующие чертежи можно просмотреть или загрузить в формате PDF:

• Указатель Список И.Т. Стандартные чертежи
• ITSTD-01 Обозначения на чертеже выхода передачи голоса/данных
• ITSTD-03 Коммуникации Intra Data Riser 6 x CAT6 при расстоянии 90M или менее
• ITSTD-04 Коммуникационное помещение, вид в плане (типовой)
• ITSTD-05 Коммуникации Основной зал связи План отраженного потолка (типовой)
• ITSTD-06 Терминал UTP главного помещения связи (типовой)
• ITSTD-10 Сведения о главном помещении связи A и B (типичное)
• ITSTD-11 Комната местной связи, вид в плане (типовой)
• ITSTD-12 Комната местной связи Предполагаемый план потолка (типовой)
• ITSTD-13 Комната связи Местная связь Терминатор UTP (типовой)
• ITSTD-15 Шкаф для оборудования связи Типовое размещение оборудования
• ITSTD-16 Шины заземления комнаты связи
• ITSTD-17 Заземление и соединение комнаты связи (типовое)
• ITSTD-18 Коммуникации Стекированные помещения связи и проходы в учебных корпусах (типичное)
• ITSTD-19 Коммуникационный стояк и проходы в учебном корпусе (типовой)
• Коммуникационный порт ITSTD-21 Выход голосовых данных Утопленный монтаж и монтаж на проволочную форму
• ITSTD-22 Демаркация связи для специальных служб (типовая)
• ITSTD-23 Обозначение связи для IP-камер в T-Bar (типовое)
• ITSTD-24 Обозначение связи для IP-камер в сплошном потолке (типовое)
• ITSTD-25 Отметка связи для IP-камер в сплошном потолке, выход в Т-образной перемычке (типовой)
• ITSTD-26 Communications Wiremold серии 4000 и 6000 — детали
• ITSTD-27 Сведения об установке типового ящика с ключом
• Схема маркировки связи ITSTD-32
• ITSTD-34 Коммуникации Стандартная маркировка голосовых данных
• ITSTD-36 Детали сейсмостойкости связи для шкафов данных
• ITSTD-49 Средства связи Подробная информация о серии Panduit LDP-10
• ITSTD-50 Связь Стандартный угловой кронштейн Беспроводная связь
• ITSTD-51 Связь Стандартное расстояние между кронштейнами под прямым углом Беспроводная связь
• ITSTD-52 Связь Типичный монтажный кронштейн Cisco 1532
• ITSTD-53 Коммуникации Типовой Т-образный монтаж точки доступа Cisco
• ITSTD-54 Wireless MESH — Крепление на мачту софита
• ITSTD-55 Wireless MESH — крепление на наружную боковую стену
• ITSTD-56 Wireless MESH — установка мачты на крыше
• ITSTD-57 Wireless MESH — крепление на парапетную мачту
• Нумерация коммутационных панелей связи ITSTD-60, компоновка шкафа с двумя устройствами
• ITSTD-63 Детали внутриволоконной магистрали связи
• ITSTD-64 Communications Instra Voice Riser — 100-парный кабель Cat 3 Детали
• Коммутационная панель ITSTD-65 UTP с 24 портами

Аудиовизуальные стандартные чертежи

Следующие чертежи можно просмотреть или загрузить в формате PDF:

• АВСК-01 Деталь плоского дисплея
• Деталь входной пластины AVSK-02 и J-образного крюка
• Деталь распределительной коробки AVSK-03
• АВСК-04 Распределение питания постоянного тока
• AVSK-05 Типовая проводка AV 1 из 3
• AVSK-06 Типовая проводка AV 2 из 3
• AVSK-07 Типовая проводка AV 3 из 3
• AVSK-08 Типовая инфраструктура проектора BYOD
• AVSK-09 Типовая инфраструктура BYOD FPD
• AVSK-10 Типовая одноэкранная инфраструктура VC
• Типовая проекционная будка АВСК-11
• Пример монтажной конструкции AVSK-12 для проектора
• Типовая установка AVSK-13 iClicker
• АВСК-14 Односекционная кафедра
• AVSK-15 Двухъярусная кафедра
• Кожух монитора уверенности AVSK-16

вернуться к началу

---

Раздел 28 Электронная безопасность и безопасность

Стандартные чертежи электронной защиты и защиты

Следующие чертежи можно просмотреть или загрузить в формате PDF:

• Дверца считывателя карт AS-1 — типовой
• Устройства охранной сигнализации AS-2 — типовые

вернуться к началу

---

Подраздел 33 Инженерные сети

Стандартные чертежи инженерных сетей

Чтобы просмотреть или загрузить следующие заголовки чертежей в формате PDF, нажмите здесь.

Если у вас есть программа AutoCAD, щелкните следующие заголовки чертежей, чтобы загрузить их в формате DWG .:

• 1100-UT-01-GasMeterStd.dwg
• 1100-UT-02-Столб.чертеж
• 1110-UT-01-SanitaryDemarc.dwg
• 1120-UT-01-StormDemarc.dwg
• 1140-UT-01-WaterStnSchematic.dwg
• 1140-UT-02-FireHydrantDetail.dwg
• 1140-UT-03-WaterEntry.dwg
• 1140-UT-04-WaterBldgDemarc.dwg
• 1140-UT-05-WaterIrrigDemarc.dwg
• 1140-UT-06-WaterMeterStd.dwg
• 1140-UT-06A-WaterMeterStdComp.dwg
• 1140-UT-07-WaterMeterStdMag.dwg
• 1140-UT-07A-WaterMeterStdMagEandH.dwg
• 1140-UT-08-WaterEntrySOG.dwg
• 1140-UT-09-WaterMainAtExcavations.dwg
• 1140-UT-10-TempStandpipe.dwg
• 1140-UT-11-WaterIrrigationVault.dwg

вернуться к началу

Основы измерения электрической мощности

Основные измерения электрической мощности

Понимание производства электроэнергии, потери мощности и различных типов измеряемой мощности может быть пугающим. Ниже приведен обзор основных измерений электрической и механической мощности.

Электрический ток, напряжение и сопротивление

Любое обсуждение электричества неизбежно приводит к электрическому току, напряжению и сопротивлению. Эти концепции показаны ниже на рисунке 1. Электрический ток представляет собой поток самого электричества и измеряется в единицах, называемых амперами (А). Напряжение — это сила, которая заставляет электричество течь, и измеряется в единицах, называемых вольтами (V или U). Сопротивление выражает сложность, с которой протекает электричество, и измеряется в единицах, называемых омами (Ом).

На рисунке ниже эти взаимосвязи показаны в виде электрических цепей. В электрической цепи электрический ток проходит через различные типы нагрузки, включая сопротивление, индуктивность и емкость, от положительной полярности источников питания, таких как батареи, а затем возвращается к отрицательной полярности источника питания. Термин «нагрузка» обычно используется для обозначения чего-то, что получает электричество от источника питания и работает (обеспечивает свет, в случае лампочки).

Рисунок 1 – Основные компоненты электрической цепи

Мощность

Электрическая энергия может быть преобразована в другие формы энергии и использована. Например, его можно преобразовать в тепло в электронагревателе, в крутящий момент в двигателе или в свет в люминесцентной или ртутной лампе. В подобных примерах работа, совершаемая электричеством за определенный период времени (или затрачиваемая электрическая энергия), называется электрической мощностью. Единицей электрической мощности является ватт (Вт). 1 ватт эквивалентен работе в 1 джоуль, выполненной за 1 секунду.

В электрических системах напряжение — это сила, необходимая для перемещения электронов. Ток — это скорость потока заряда в секунду через материал, к которому приложено определенное напряжение. Взяв напряжение и умножив его на соответствующий ток, можно определить мощность.

Мощность постоянного тока (постоянного тока)

Постоянный ток или постоянный ток относится к системам питания, в которых используется одна полярность напряжения и тока, однако амплитуда может изменяться (циклически или случайным образом).

Рисунок 2. Базовая схема, показывающая напряжение и ток с источником постоянного напряжения электрический ток, напряжение и сопротивление. Закон Ома гласит, что электрический ток течет пропорционально напряжению. Ниже показана формула для выражения отношения между током (I) и напряжением (U).

По этой формуле ток (I) уменьшается с увеличением значения R и, наоборот, ток (I) увеличивается с уменьшением значения R. R здесь представляет собой сопротивление (или электрическое сопротивление). Другими словами, мы видим, что по мере увеличения или уменьшения сопротивления (R) ток течет с меньшей или большей легкостью. Эту формулу можно переписать, как показано ниже. Если известны два значения тока, напряжения и сопротивления, можно получить оставшееся значение.

Мощность постоянного тока (DC) P (Вт) определяется путем умножения приложенного напряжения (U) на ток I (А), как показано выше. В приведенном ниже примере количество электроэнергии, определяемое предыдущим уравнением, извлекается из источника питания и потребляется сопротивлением R (в омах) каждую секунду. По закону Ома мы можем переписать формулу следующим образом:

Электрические цепи постоянного тока поддерживают постоянный ток и напряжение без циклических изменений. Таким образом, очень просто получить мощность постоянного тока (P) с результирующей формой волны, показанной ниже.

Источник переменного тока (AC)

Источник питания, обычно используемый в Японии, работает при напряжении 100 В переменного тока. Эти 100 В представляют собой напряжение, выраженное как среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение).

100 В от настенных розеток наблюдаются в виде чистых синусоидальных волн, как показано на рисунке ниже. Мы можем видеть, что полярность меняется циклами, и что напряжения постоянно колеблются. Формы сигналов напряжения переменного тока имеют чистые синусоидальные волны, такие как график на рис. 3, а также множество других волн, таких как искаженные волны, такие как обычные формы, такие как треугольная и прямоугольная волна. Чтобы установить размер этих волн переменного тока и напряжения, нам нужны значения, которые используют тот же стандарт. Поэтому используется среднеквадратичное значение (rms), которое было установлено на основе постоянного тока и напряжения.

Рисунок 3. Изменение полярности переменного напряжения в синусоидальных, треугольных и прямоугольных формах

Среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение)

Среднеквадратичное значение чаще всего используется при выражении значений переменного тока и напряжения, и измеряется в Arms и Urms. В приведенном выше примере 100 В — это напряжение, выраженное как среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение).

Простое среднее значение синусоиды равно нулю, поэтому требуется другое уравнение. Вот почему используется среднеквадратичное значение (rms), которое было установлено на основе постоянного тока и напряжения. Он основан на количестве работы, выполняемой определенным количеством постоянного тока и напряжения, и выражает, используя те же значения, что и для постоянного тока и напряжения, величину переменного тока и напряжения, которые выполняют ту же работу.

Если теплотворная способность при подаче напряжения постоянного тока на резистор такая же, как теплотворная способность при подаче переменного тока другой формы волны, то среднеквадратичное значение напряжения переменного тока равно значению напряжения постоянного тока.

Например, теплотворная способность при подаче постоянного напряжения 100 В на резистор 10 Ом такая же, как теплотворная способность при подаче на тот же резистор переменного тока 100 В. Понятие среднеквадратичного значения то же самое для электрического тока.

Рисунок 4. Равная теплотворная способность сигналов постоянного и переменного тока

 

Теплотворная способность относится к количеству выполненной работы, поэтому следующая формула рассчитывает мощность как теплотворную способность.

В качестве примера на следующей диаграмме показаны колебания мощности в зависимости от времени при подаче постоянного тока 1 A и переменного тока 1 ампер на резистор 10 Ом.

Рис. 5. Зависимость мощности от времени при постоянном и переменном токе

 

Поскольку значение тока при постоянном токе не колеблется, значение мощности остается постоянным и составляет 10 Вт. Однако, поскольку значение тока постоянно колеблется при переменном токе, значение мощности колеблется со временем. То, что эти два типа мощности (теплотворная способность) равны, равнозначно утверждению, что средние значения Pdc и P1 – Pn равны. Это выражается в виде формулы ниже.

 

Здесь резистор (R) является постоянным, поэтому им можно пренебречь. Следующее выражает результирующую связь между постоянным током и переменным током.

Если максимально уменьшить интервал между I1 и In в этой формуле, в конечном итоге Irms дает квадратный корень из площади части, заключенной в сигнале, деленный на время. Это выражается в виде формулы ниже.

Важно знать, что постоянный ток силой 1 А выполняет такую ​​же работу, как переменный среднеквадратичный ток силой 1 ампер. При постоянном и устойчивом постоянном токе вы можете получить значение мощности, просто умножив ток на напряжение.

Однако переменный ток не так прост, как постоянный, из-за разности фаз между током и напряжением. Ниже приведены три типа переменного тока. Как правило, мощность и потребляемая мощность относятся к активной мощности.

Мощность в системах переменного тока

Как и в случае с постоянным током, значение мощности (мгновенное значение мощности) в определенный момент времени для переменного тока можно получить путем умножения напряжения и тока для этого момента времени.

При переменном токе, поскольку и ток, и напряжение циклически колеблются, значения мощности также постоянно колеблются. Это показано на следующей диаграмме.

В качестве энергии в секунду мощность может быть получена из среднего значения мгновенной энергии, т. е. площади части, заключенной в форму волны, по времени. Формула выглядит следующим образом:

Например, если к резистору приложен ток 1 ампер и напряжение 100 ампер, как показано ниже, мощность становится равной 100 Вт при расчете по приведенной выше формуле.

 

При подаче тока и напряжения на резистор результирующие формы сигналов показаны на рис. 6 ниже.

Рис. 6. Отсутствие разности фаз при чисто резистивной нагрузке

 

Говорят, что ток и напряжение находятся «в фазе» по полярности и времени, когда кривые тока и напряжения проходят через нуль. Ток и напряжение всегда совпадают по фазе, когда нагрузка состоит только из сопротивления.

Когда нагрузка имеет катушку в дополнение к сопротивлению, возникает фазовый сдвиг между сигналами напряжения и тока. Это отставание называется разностью фаз и показано на рис. 7.9.0023

Рисунок 7. Разность фаз, характерная для индуктивной и емкостной нагрузки

 

Разность фаз обычно выражается как Φ (фи), а единицей измерения являются радианы, но часто указывается в градусах. В приведенном ниже примере точка A начинается с точки P и совершает один оборот по окружности O. Расстояние между точкой A и прямой линией, проходящей через центр O и точку P (красная линия) в качестве оси Y и ∠AOP (φ), так как ось X приводит к синусоидальной волне ниже.

Рис. 8. Синусоидальная волна показана с фазой

 

На Рис. 9 показаны формы тока и напряжения, сдвинутые по фазе на 60°. При рассмотрении положения на окружности напряжения (u) и тока (i) в соответствии с приведенным выше примером ∠uoi постоянна в каждый момент времени. Угол этого ∠uoi указывает размер разности фаз между напряжением (u) и током (i).

Рис. 9. Синусоиды напряжения и тока с разностью фаз

 

Три типа нагрузки цепи переменного тока показаны на рис. 10. Как показано ниже, разность фаз между током и напряжением возникает в зависимости от типа нагрузки.

Рис. 10. Фазное и векторное представление цепей переменного тока с резистивной, индуктивной или емкостной нагрузкой
 

С фазами ток может отставать по отношению к напряжению или опережать его. Ток отстает на 90⁰, когда нагрузка состоит только из индуктивности, и опережает на 90⁰, когда только емкость. Когда существуют все три типа, разность фаз колеблется в соответствии с соотношением размеров каждого компонента. Далее, давайте посмотрим на мощность, когда есть разность фаз между током и напряжением.

Мощность переменного тока с разницей фаз

При наличии разности фаз между током и напряжением происходит мгновенное изменение энергии, как показано на рис. 11.

Когда ток или напряжение равны 0, мгновенная мощность становится равной 0. полярность напряжения меняется в промежутках между ними, мгновенная мощность становится отрицательной. Мощность представляет собой среднее значение мгновенной энергии, поэтому мощность становится меньше, чем когда ток и напряжение совпадают по фазе (пунктирная линия).

Рисунок 11. Мгновенная энергия, когда напряжение и ток имеют разность фаз. Треугольник мощности, показанный на рис. 12, помогает проиллюстрировать энергопотребление в индуктивной или емкостной цепи. Треугольник мощности представляет собой прямоугольный треугольник, показывающий соотношение четырех основных элементов: активной мощности, реактивной мощности, полной мощности и коэффициента мощности.

Рис. 12 – Треугольник мощности показывает соотношение активной и реактивной мощности.

 

Активная мощность

Активная мощность (P) — это реальная мощность, которую устройство потребляет и выполняет реальную работу в электрической цепи. Активная мощность рассчитывается ниже в ваттах (Вт).

Реактивная мощность

Реактивная мощность (Q) — это мощность, которая не потребляется устройством и передается туда и обратно между источником питания и нагрузкой. Иногда называемая безваттной мощностью, реактивная мощность забирает мощность из цепи из-за фазового сдвига, создаваемого емкостными и/или индуктивными компонентами. Этот фазовый сдвиг уменьшает количество активной мощности для выполнения работы и усложняет расчет мощности. Реактивная мощность рассчитывается ниже и выражается в реактивных вольт-амперах (ВАр). В цепи постоянного тока нет реактивной мощности.

Полная мощность

Полная мощность (S) представляет собой гипотенузу треугольника мощности, состоящего из сложения векторов активной мощности (P) и реактивной мощности (Q). Расчет полной мощности представляет собой произведение среднеквадратичного значения напряжения на среднеквадратичное значение тока в вольт-амперах (ВА).

Коэффициент мощности

При определении коэффициента мощности для синусоидальных волн коэффициент мощности равен косинусу угла между напряжением и током (Cos Φ). Он определяется как коэффициент мощности «смещения» и верен только для синусоидальных волн. Для всех других форм сигналов (не синусоидальных волн) коэффициент мощности определяется как мощность в ваттах, деленная на полную мощность в амперах напряжения. Это называется «истинным» коэффициентом мощности и может использоваться для всех форм сигналов, как синусоидальных, так и несинусоидальных, с использованием квалификатора λ (лямбда).

Коэффициент мощности (λ) увеличивается или уменьшается в зависимости от величины разности фаз (φ). Рисунок 13 иллюстрирует это явление. Рис. 13. Коэффициент мощности с различной разностью фаз разность фаз увеличивается; коэффициент мощности равен 0,5 (активная мощность составляет 1/2 полной мощности) при разности фаз 60⁰ и 0 при разнице фаз 90⁰. Коэффициент мощности 0 означает, что ток течет к нагрузке, но она не совершает никакой работы.

 

Векторное отображение переменного тока

Смещение по времени между напряжением и током называется разностью фаз, а Φ — фазовым углом. Смещение по времени в основном вызвано нагрузкой, на которую подается питание. В общем, разность фаз равна нулю, когда нагрузка является чисто резистивной. Ток отстает от напряжения, когда нагрузка индуктивная. Ток опережает напряжение, когда нагрузка емкостная.

Рис. 14. Сдвиг фаз между напряжением и током при чисто индуктивной или емкостной нагрузке

 

Векторный дисплей используется для четкой передачи зависимости величины и фазы между напряжением и током. Положительный фазовый угол представлен углом против часовой стрелки относительно вертикальной оси.

Рис. 15. Векторная диаграмма отображает зависимость величины и фазы между напряжением и током

 

Системы питания переменного тока

Электропитание переменного тока может быть однофазным или многофазным. Однофазное электричество используется для питания обычных бытовых и офисных электроприборов, но для распределения электроэнергии и подачи электроэнергии непосредственно на оборудование большей мощности почти повсеместно используются трехфазные системы переменного тока.

Схемы однофазных соединений

Для однофазных цепей существуют две распространенные схемы подключения. Наиболее распространена однофазная двухпроводная схема. Другая — однофазная трехпроводная схема, обычно встречающаяся в бытовых приборах.

Однофазная 2-проводная система (1P2W)

Обеспечивает подачу однофазного переменного тока с использованием двух проводников. Самая простая система, она используется при подключении источников питания ко многим электрическим устройствам, таким как бытовая электроника. При подключении ваттметра к однофазной двухпроводной системе перед подключением необходимо учитывать несколько моментов.

Рисунок 16 – Различные схемы подключения однофазной двухпроводной системы

 

Влияние паразитной емкости

При измерении однофазного устройства влияние паразитной емкости на точность измерения можно свести к минимуму, подключив клемму токового входа прибора к стороне, ближайшей к потенциалу земли источника питания.

Рис. 17. Схема подключения для минимизации паразитной емкости
 

Влияние измеренных амплитуд напряжения и тока

Когда измеренный ток относительно велик, подключите клемму измерения напряжения между клеммой измерения тока и нагрузкой. Когда измеренный ток относительно мал, подключите клемму измерения тока между клеммой измерения напряжения и нагрузкой.

Рис. 18. Схема подключения при относительно большом измеряемом токе

 

Двухфазная трехпроводная система (1P3W)

Обеспечивает однофазное питание переменного тока с использованием трех проводников. Однофазная трехпроводная система является наиболее распространенной системой распределения электроэнергии. Электричество, поставляемое большинству домохозяйств, подается с помощью этой системы. Следующее требует двух ваттметров для измерения двух напряжений (U1, U2) и двух токов (I1, I2).

Рисунок 19. Двухфазная трехпроводная система

 

Схемы подключения трехфазной сети

В отличие от однофазных систем, по проводникам трехфазного источника питания течет переменный ток одинаковой частоты. и амплитуда напряжения относительно общего эталона, но с разницей фаз в одну треть периода. Трехфазные системы имеют преимущества перед однофазными, которые делают их пригодными для передачи энергии и в таких приложениях, как асинхронные двигатели.

Характеристики трехфазных систем

• Ток и напряжение на каждой фазе имеют разность фаз 120° в сбалансированной системе.
• Линейное напряжение — это напряжение, измеренное между любыми двумя линиями в трехфазной цепи.
• Фазное напряжение — это напряжение, измеренное на нагрузке в фазе
• Линейный ток — это ток в любой одной линии между трехфазным источником и нагрузкой.
• Фазный ток – это ток через любой компонент, состоящий из трехфазного источника или нагрузки.
• При соединении треугольником линейное напряжение совпадает с фазным напряжением. Для синусоидальных волн линейный ток в √3 раза превышает фазный ток.
• При соединении звездой линейное напряжение в √3 раза превышает фазное напряжение, а токи одинаковы.
• Трехфазные источники питания могут передавать в три раза больше энергии, используя всего в 1,5 раза больше проводов, чем однофазные источники питания (т. е. три вместо двух). Таким образом, отношение емкости к материалу проводника удваивается.
• Трехфазные системы также могут создавать вращающееся магнитное поле с заданным направлением и постоянной величиной, что упрощает конструкцию электродвигателей.

В предыдущих обсуждениях источник питания и нагрузка были соединены двумя проводниками. Это известно как однофазная двухпроводная система. При питании переменным током существует однофазное и трехфазное питание со следующими доступными системами электропитания. Трехфазное питание можно использовать в трехпроводной или четырехпроводной конфигурации в режиме звезды или треугольника.

На диаграммах на рис. 20 показаны источник и нагрузка в конфигурации «треугольник» или «звезда» (звезда).

Рисунок 20. Трехфазные конфигурации треугольник и звезда (WYE)

 

Теорема Блонделя

необходимы для наиболее точного измерения. Теорема утверждает, что мощность, подводимая к системе из N проводников, равна алгебраической сумме мощностей, измеренных N ваттметрами. Кроме того, если общая точка расположена на одном из проводников, то счетчик этого проводника может быть удален и требуется только N-1 счетчиков.

Трехфазное соединение звездой (3P4W)

Измерение относительно простое, если объектом измерения является трехфазная 4-проводная система. Как показано на схеме ниже, трехфазная четырехпроводная схема предполагает подключение ваттметров к каждой фазе на основе нейтрального проводника. Получите мощность для каждой фазы, измеряя напряжение (фазное напряжение) и ток (фазный ток) для каждой фазы с помощью разных ваттметров. В сумме это даст значение трехфазной мощности переменного тока. Для измерения трехфазной четырехпроводной мощности требуются три ваттметра.

Рис. 21. Трехфазное соединение звездой (3P4W)

 

Полная мощность, активная мощность и реактивная мощность для трехфазной мощности представляют собой сумму каждой фазы.

Трехфазный ваттметр Delta Two (3P3W)

Измерение в трехфазной 3-проводной системе немного сложнее, поскольку нейтральный проводник использовался в качестве основы для трехфазной 4-проводной системы. система отсутствует и фазное напряжение не может быть измерено. Измерение в трехфазной трехпроводной системе включает получение значения трехфазной мощности переменного тока с использованием метода, называемого методом двух ваттметров.

Применяя теорему Блонделя и используя метод двух ваттметров, мы можем получить значения трехфазной мощности переменного тока. Схема подключения для метода двух ваттметров и векторная карта приведены ниже.

 

Вывод теоремы Блонделя приведен ниже.

 

Вышеприведенный расчет показывает, что мы можем получить значения трехфазной мощности переменного тока из двухлинейных значений мощности и двухфазных значений тока. Поскольку этот метод требует контроля только двух токов и двух напряжений вместо трех, упрощается установка и конфигурация проводки. Он также может точно измерять мощность в сбалансированной или несбалансированной системе. Его гибкость и недорогая установка делают его подходящим для производственных испытаний, в которых требуется измерение только мощности или нескольких других параметров.

Другими словами, для трехфазного измерения мощности мощность может быть получена путем измерения мощности для каждой фазы и расчета суммы. Для метода двух ваттметров уравнение показано ниже.

Трехфазное соединение треугольником (3V3A)

Существует еще один метод измерения в трехфазной трехпроводной системе: трехфазное трехфазное измерение (3V3A). Как и метод двух ваттметров, этот метод измеряет ток фазы T и линейное напряжение между R и S. Ниже представлена ​​схема подключения.

Рисунок 22. Трехфазное соединение треугольником (3V3A)

 

Поскольку метод трехфазного трехтока (3V3A) измеряет ток фазы T, он позволяет увидеть баланс токов между фазами, что было невозможно при использовании метод двух ваттметров. Для инженерных и научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ лучше всего подходит трехфазный

трехпроводный с трехваттметровым методом, поскольку он дает дополнительную информацию, которую можно использовать для балансировки нагрузки и определения истинного коэффициента мощности. В этом методе используются все три напряжения и все три тока. Измеряются все три напряжения (от R до T, от S до T, от R до S).

Векторное отображение измерений трехфазного переменного тока

Мы будем использовать трехфазную систему Y «звезда», чтобы проиллюстрировать концепцию трехфазного векторного отображения. В звездной системе напряжения и токи каждой фазы смещены на 120°. Нейтральная точка Y-системы находится в центре, где теоретически сумма всех напряжений и токов равна нулю.

При проведении измерений в звездной системе, где присутствует физический нейтральный провод; напряжения будут измеряться относительно этой нейтральной точки, это называется «фазным напряжением». При проведении измерений в звездной системе, где отсутствует физический нейтральный провод; напряжения будут измеряться относительно друг друга, это называется «линейное напряжение» или «соединение треугольником». Схема соединения треугольником образует равносторонний треугольник с интервалом между напряжениями 60 градусов, в отличие от соединения звезды, где напряжение изменяется на 120 градусов. Величина линейного напряжения измеряется выше, чем фазное напряжение в √3 раза. Токи в звездной системе всегда измеряются последовательно относительно нейтральной точки, при этом угловое измерение относительно векторов напряжения обозначается Φ. Рисунок 23 иллюстрирует взаимосвязь между измерением напряжения по схеме треугольника и по схеме звезда с помощью векторной диаграммы.

Рисунок 23 – Векторная диаграмма трехфазных дельта- и звездных измерений.

 

Измерение трехфазного коэффициента мощности

Общий коэффициент мощности для трехфазной цепи определяется путем суммирования общей мощности в ваттах, деленной на общее значение ВА.

При использовании метода двух ваттметров сумма общей мощности (W1 + W2) делится на количество ВА. Однако, если нагрузка несбалансированная (фазные токи разные), это может привести к ошибке при расчете коэффициента мощности, поскольку при расчете используются только два измерения ВА. Два VA усредняются, потому что предполагается, что они равны; однако, если это не так, получается ошибочный результат. Поэтому лучше всего использовать метод трех ваттметров для несбалансированных нагрузок, поскольку он обеспечит правильный расчет коэффициента мощности как для сбалансированных, так и для несбалансированных нагрузок.

При использовании метода трех ваттметров все три измерения ВА используются при расчете приведенного выше коэффициента мощности.

Гармоники

Гармоники относятся ко всем синусоидальным волнам, частота которых является целым кратным основной волны (обычно синусоидальный сигнал линии электропередачи 50 Гц или 60 Гц или от 0 до 2 кГц для вращающихся машин). Гармоники — это искажение формы волны нормального электрического тока, обычно передаваемое нелинейными нагрузками. В отличие от линейных нагрузок, где потребляемый ток пропорционален входному напряжению и соответствует форме волны, нелинейные нагрузки, такие как двигатели с регулируемой скоростью, потребляют ток короткими прерывистыми импульсами. Когда основная волна и последующие гармонические компоненты объединяются, формы сигналов искажаются, и возникает интерференция.

Рис. 24. Искаженные формы сигналов состоят из нескольких гармонических составляющих

 

Гармоники необходимо контролировать, поскольку они могут вызывать ненормальный шум, вибрацию, нагрев или неправильную работу устройств и сокращать срок их службы. Для контроля гармоник существуют национальные и международные стандарты, такие как IEC61000-3. Поэтому инженерам необходимо обнаруживать гармоники и оценивать их влияние на компоненты, системы и подсистемы в приложении. Размер и разность фаз следует измерять не только для основной частоты, но и для каждой более высокочастотной составляющей. Высокоточные анализаторы мощности могут измерять гармоники выше 500-го порядка.

Для вращающихся машин основные амплитуды являются единственными компонентами, которые эффективно способствуют вращению оси. Все остальные гармонические компоненты приводят к потерям в виде тепла и вибрации.

Измерение гармоник

Используя режим измерения гармоник, можно измерить размер и разность фаз для каждой основной частоты, а также гармоники для каждой степени, включенной в ток, напряжение и мощность. В случае основной частоты (первичной составляющей) 50 Гц, например, третья составляющая составляет 150 Гц, пятая составляющая — 250 Гц и т.