Arbeitsblatt: Elektrotechnisches Fachzeichnen

Schaltungen Grundschaltungen Ausschaltung Übersichtsschaltplan Stromlaufplan Ausschaltung mit Kontroll-Ausschalter Übersichtsschaltplan Stromlaufplan Ausschaltung mit beleuchtetem Ausschalter und Steckdose Übersichtsschaltplan Stromlaufplan 1 Serienschaltung Übersichtsschaltplan Stromlaufplan Serienschaltung mit beleuchtetem Serienschalter Übersichtsschaltplan Stromlaufplan Wechselschaltung Übersichtsschaltplan Stromlaufplan Wechselschaltung mit Steckdose Übersichtsschaltplan Stromlaufplan 1.1 Wechselschaltung mit beleuchteten Wechselschalter Übersichtsschaltplan Stromlaufplan Sparwechselschaltung mit Steckdose Übersichtsschaltplan Stromlaufplan Kreuzschaltung Übersichtsschaltplan Stromlaufplan 1.2 Schützschaltungen Schütze sind fernbetätigte elektromagnetische Schalter für große Schaltleistungen. Schützschaltungen bestehen aus einem Steuerstromkreis und einem Hauptstromkreis. Man unterscheidet auch nach ihrer Aufgabe und Schaltleistung zwischen Steuerschütze und Hauptschütze. Steuerschütze (Hilfsschütz) Steuerschütze haben eine geringere Abmessungen als Hauptschütze, weil ihre Kontakte nur für den geringen Steuerstrom ausgelegt sind. Anwendung: • • • Kontaktvervielfachung in Verriegelungsstromkreisen für Meldezwecke Hauptschütze (Lastschütze) Sie haben drei, in Stromkreisen mit Neutralleiter vier Hauptstromkontakte. Hauptschütze können bis zu vier Steuerkontakte besitzen oder durch das Aufsetzen von Hilfsschalterbausteinen erweitern. Kennzeichnung der Schaltglieder Anschlüsse A1- A2 B1- B2 C1- C2 D1- D2 E1- E2 U1- U2 X1- X2 Anschlüsse 1- 2 3- 4 5- 6 Zwei Ziffern z.B.: 11, 21, . Anschluss mit Ordnungsziffer 1_, 2_, 3_, . Art Schützspule Zweite Wicklung einer Schützspule Arbeitsstromauslöser Unterspannungsauslöser Verriegelungsmagnet Motor Leuchtmelder Art des Schaltgliedes Schaltglied für den Hauptstromkreis Hilfsschaltglieder z.B.: Öffner- Eingänge Art des Schaltgliedes Hilfsschaltglieder in Reihenfolge der Anordnung 2 9_ z.B.: 95,96 Anschluss mit Funktionsziffer1,23,41,2,45,67,8 Hilfsschaltglied für Überlastschutzeinrichtung Art des Schaltgliedes Öffner Schließer Wechsler Öffner Schließer mit besonderer Funktion Die Ordnungsziffer nummeriert die Hilfsschaltglieder. Die Funktionsziffer gibt deren Aufgabe an. 2.1 Kennzahlen von Schützen Kennzahl Bedeutung Schaltzeichen 01 Motorschütz mit 3 Hauptschaltgliedern und 1 Hilfsschaltglied 12 Motorschütz mit 3 Hauptschaltgliedern und 3 Hilfsschaltgliedern 22 Hilfsschütz mit 2 Schließern und 2 Öffnern 10 Motorschütz mit Motorschutzrelais 2.2 Gebrauchskategorien von Schützen Kategorie Typische Anwendungsfälle Kategorie Typische Anwendungsfälle AC-1 Nicht induktive oder leicht DC-1 Nicht induktive oder leicht induktive induktive Lasten, Widerstandsöfen. Lasten, Widerstandsöfen. AC-2 Schleifringläufermotoren mit DC-2 Fremderregte Motoren Anlassen und Reversieren (Nebenschlussmotoren) mit (Drehrichtungsumkehr) Anlassen und Ausschalten von laufenden Motoren. AC-3 Käfigläufermotor mit Anlassen und DC-3 Motoren wie bei DC-2, aber Ausschalten des laufenden Motors. zusätzlich mit Reversieren (Drehrichtungsumkehr) und Tippbetrieb. AC-4 Käfigläufermotor mit Anlassen, DC-4 Reihenschlussmotoren mit Anlassen Reversieren und Ausschalten von laufenden (Drehrichtungsumkehr) und Motoren. Tippbetrieb. AC-11 Elektromagnete, z.B.: Spannzeuge DC-5 Reihenschlussmotoren mit Anlassen, oder Hubmagnete. Reversieren (Drehrichtungsumkehr) und Tippbetrieb. DC-11 Elektromagnete, z.B.: Spannzeuge oder Hubmagnete. Bedeutung der Farben für Drucktaster, Anzeigeleuchten und Leuchtdrucktaster Farbe Drucktaster betätigen Rot Im Notfall, z.B. NOT-AUS Gelb Im nicht normalen Zustand. Grün Bei sicherer Bedingung. Blau Bei zwingendem Bedarf, z.B. Kühlung. Für allgemeine Funktionen, nicht NOTWeiß AUS. 2.3 Anzeigeleuchte leuchtet Bei Notfall, z.B. bei Gefahr Bei nicht normalen Zustand der Anlage. Bei normalem Zustand, z.B. normale Drehzahl. Wenn zwingende Handlung erforderlich. Bei anderen Zuständen, z.B. Bereitschaft. Tippbetrieb Durch drücken eines Steuertasters legt man an die Schützspule eine Steuerspannung an und alle Kontakte ändern ihre Schalterstellung. Nach dem loslassen des Steuertasters kehren die Kontakte durch eingebaute Federn wieder in ihre Ruhelage zurück. Der Tippbetrieb dient der Unfallsicherheit z.B.: bei Pressensteuerungen. Im Tippbetrieb ist ein Schütz nur so lange in Betrieb, wie der Steuertaster betätigt ist. Schützschaltung mit Selbsthaltung Soll ein Schaltschütz nach kurzer Tasterbetätigung von S2 (Ein-Taster) in der Einschaltstellung bleiben, schaltet man einen Steuerkontakt (Schließer, Selbsthaltekontakt) parallel. Um die Schaltung wieder abzuschalten, ist ein zweiter Taster S1 (Öffner) in Reihe vor der Parallelschaltung von Taster S2 und Selbsthaltekontakt) notwendig. Selbsthaltekontakte sind Schließer und werden parallel zum Ein-Taster geschaltet. In Selbsthaltungen werden alle Austaster in Reihe geschaltet, alle Eintaster parallel. 2.4 Wendeschützschaltung Der gleichzeitige Betrieb beider Schütze würde in Wendeschützschaltungen zwei Außenleiter kurzschließen. Festgebrannte Kontakte oder ein mechanischer Defekt verhindert eventuell ein abschalten eines Schützes. Durch eine Schützverriegelung und meist einer Tasterverriegelung in der Wendeschützschaltung bieten in der Schaltung eine erhöhte Sicherheit. Die Drehrichtung von Drehstrommotoren ändert sich, wenn man im Hauptstromkreis zwei Außenleiter vertauscht. Folgeschaltungen Schützschaltungen, bei denen ein Schütz nur einschalten kann, wenn ein anderes Schütz bereits eingeschaltet ist, bezeichnet man als Folgeschaltungen 2.5 Stern-Dreieck-Schützschaltung Für Stern-Dreieck-Schützschaltung sind drei Schütze (Netzschütz, Sternschütz und Dreieckschütz) im Hauptstromkreis erforderlich. Handbetätigte Stern-DreieckSchützsteuerungen werden bei wechselnden Betriebsbedingungen oder bei komplizierten Anlaufvorgängen, z.B. bei Zentrifugen eingesetzt. Polumschaltschütz für zwei getrennte Wicklungen 2.6 Polumschaltschütz für Dahlanderschaltung Drehstrom-Schleifringläufer-Selbstanlasser mit Netzschütz 2.7 Kennzeichnung der elektrischen Betriebsmittel Kennzeichnung der elektrischen Betriebsmittel nach IEC 750 /DIN 40719 Teil 2 Die Kennzeichnung erscheint an einer geeigneten Stelle in unmittelbarer Nähe des Schaltzeichens. Die Kennzeichnung stellt die Beziehung her zwischen dem Betriebsmittel in der Anlage und den verschiedenen Schaltungsunterlagen (Schaltpläne, Stücklisten, Stromlaufpläne, Anweisungen). Für Wartungszwecke kann die Kennzeichnung auch ganz oder teilweise auf oder in der Nähe des Betriebsmittels angebracht worden. Die Kennzeichnung der elektrischen Betriebsmittel erfolgt in Kennzeichnungsblöcken mit Vorzeichen. Vorzeichen werden zur Unterscheidung der verschiedenen Kennzeichnungsblöcke 1, 2, 3 und 4 einer vollständigen Kennzeichnung verwendet. • • • • Kennzeichnungsblock 1: übergeordnete Zuordnung, aus der die Wechselbeziehung mit anderen Teilen der Anlage im Hinblick auf Ort und/oder Funktion hervorgeht. Kennzeichnungsblock 2: Ort des Betriebsmittels Kennzeichnungsblock 3: ldentifizierung des Betriebsmittels Kennzeichnungsblock 4: Anschluss- und Leiterbezeichnung Die nachfolgenden Tabellen 1 und 2 zeigen die Kennbuchstaben für die BetriebsmittelKennzeichnung nach IEC 750 /DIN 40719 Teil 2. Neben den Kennbuchstaben für die Art des Betriebsmittels können die Kennbuchstaben für die Funktion des Betriebsmittels zur zusätzlichen Kennzeichnung des Betriebsmittels verwendet werden. 3 Kennbuchstaben für die Betriebsmittel-Kennzeichnung Kennbuchstabe Art des Betriebsmittels Baugruppen, Teilbaugruppen Beispiele Verstärker mit Röhren oder Transistoren, Magnetverstärker, Laser, Maser Umsetzer von nicht elektrischen thermoelektrische Fühler, Thermozellen, auf elektrische Größen oder photoelektrische Zellen, Dynamometer, umgekehrt Kristallwandler, Mikrophone, Tonabnehmer, Lautsprecher, Drehfeldgeber, Funktionsdrehmelder Kondensatoren Binäre Elemente, Verzögerungseinrichtungen, Speichereinrichtungen Verschiedenes kombinative Elemente, Verzögerungsleitungen, bistabile Elemente, monostabile Elemente, Kernspeicher, Register, Magnetbandgeräte, Plattenspeicher Beleuchtungseinrichtungen, Heizeinrichtungen, Einrichtungen, die an anderer Stelle dieser Aufstellung nicht aufgeführt sind 3.1 Schutzeinrichtungen Meldeeinrichtungen Sicherungen (Feinsicherungen, Schraubsicherungen, NHSicherungen) Überspannungsentladevorrichtungen, Überspannungsableiter rotierende Generatoren, rotierende Frequenzwandler, Batterien, Stromversorgungseinrichtungen, Oszillatoren, Quarzoszillatoren optische und akustische Meldegeräte frei Relais, Schütze Leistungsschütze, Hilfsschütze; Hilfsrelais, Zeitrelais; Blinkrelais und Reed-Relais Induktivitäten Drosselspulen, Wellensperren Generatoren, Stromversorgungen Motoren Verstärker, Regler Einrichtungen der analogen Steuerungs-, Regelungs- und Rechentechnik Messgeräte, Prüfeinrichtungen anzeigende, schreibende und zählende Messeinrichtungen, Impulsgeber, Uhren Starkstrom-Schaltgeräte Leistungsschalter, Trennschalter Widerstände einstellbare Widerstände, Potentiometer, Regelwiderstände, Nebenschlusswiderstände, Heißleiter Schalter, Wähler Steuerschalter, Taster, Grenztaster, Wahlschalter, Wähler, Nummernschalterkontakt, KoppeIstufe Transformatoren Spannungswandler, Stromwandler Modulatoren, Umsetzer von elektrischen in andere elektrische Größen Röhren, Halbleiter Diskriminator, Demodulator, Frequenzwandler, Kodiereinrichtung, Inverter, Umsetzer, Telegraphenübersetzer Elektronenröhren, Gasentladungsröhren, Dioden, Transistoren, Thyristoren Übertragungswege, Hohlleiter, Schaltdrähte, Kabel, Sammelschienen, Hohlleiter, Antennen gerichtete Kupplungen von Hohlleitern, Dipole, parabolische Antennen 3.2 Klemmen, Stecker, Steckdosen Trennstecker und -steckdosen, Prüfstecker, Klemmenleisten, Lötleisten elektrisch betätigte mechanische Einrichtungen Bremsen, Kupplungen, Druckluftventile Abschlüsse, Gabelübertrager, Filter, Entzerrer, Begrenzer Kabelnachbildungen, Dynamikregler, Kristallfilter 3.3 Kennbuchstaben für die Funktion des Betriebsmittels Kennbuchstabe Allgemeine Funktion Hilfsfunktion, Funktion Aus Bewegungsrichtung (vorwärts, rückwärts, heben senken, im Uhrzeigersinn, entgegen dem Uhrzeigersinn) Zählung Differenzierung Funktion Ein Schutz Prüfung Meldung Integration Tastbetrieb Leiterkennzeichnung Hauptfunktion Messung Proportional Zustand (Start, Stopp, Begrenzung) Rückstellen, Löschen Speichern, Aufzeichnen Zeitmessung, Verzögern V Geschwindigkeit (beschleunigen, bremsen) Addieren Multiplizieren Analog Digital 3.4 Schaltzeichen nach DIN und IEC (Auszüge) Quellen • • • • • • • • • • • • • • • • • DIN 40700 Blatt 8 DIN 40700 Teil 14 DIN 40703 DIN 40708 DIN 40711 DIN 40712 DIN 40713 DIN 40713 Beiblatt 1 DIN 40713 Beiblatt 3 DIN 40714 Blatt 1 DIN 40714 Blatt 2 DIN 40715 DIN 40900 Teil 12 DIN 19227 Teil 2 IEC 617-1 13 IEC 113-1 IEC 750 3.5 Leitungen, Verbindungen 3.6 Passive Bauelemente, Meldegeräte 3.7 Antriebe 3.8 Antriebe elektromechanisch, elektromagnetisch, Schaltglieder 3.9 Steuergeräte 4 Schaltgeräte 4.1 Transformatoren, Stromwandler, Maschinen 4.2 Halbleiterbauelemente 4.3 Der Stromlaufplan Der Stromlaufplan In Stromlaufplänen kommt es nur auf die Wirkungsweise einer Schaltung an. Deshalb müssen im Stromlaufplan die einzelnen Stromwege übersichtlich dargestellt werden. Man unterscheidet Stromlaufpläne in der zusammenhängenden Darstellung und in der der aufgelösten Darstellung. Stromlaufplan in zusammenhängender Darstellung Bei der zusammenhängenden Darstellung werden alle Schaltzeichen der elektrischen Betriebsmittel beieinander liegend als Einheit gezeichnet. Bei umfangreichen Schaltungen kann diese Art die Stromlaufplanes sehr unübersichtlich wirken. Beispiel in zusammenhängender Darstellung Stromlaufplan in aufgelöste Darstellung Bei der aufgelösten Darstellung werden die Symbole so angeordnet, das gradlinige Stromwege entstehen. Dabei wird auf den mechanischen Zusammenhang der elektrischen Betriebsmittel und deren räumlichen Anordnung keine Rücksicht genommen. Die Darstellung der Schaltung wird dadurch übersichtlich und lässt sich gut lesen. Beispiel in aufgelöster Darstellung 5 Kennzeichnungsblock Betriebsmittel werden mit einer Kombination aus Zeichen, Buchstaben und Ziffern gekennzeichnet. • Vorzeichen Die nachfolgenden Buchstaben und Ziffern bezeichnen Art und Zielnummern gleicher Betriebsmittel, eventuell auch die Funktion des Betriebsmittel. • Artkennzeichnung Dieser Buchstabe sagt aus, welches Betriebsmittel hier dargestellt ist. • Zählnummer Alle Betriebsmittel innerhalb dieses Planes und von gleicher Art werden durchnummeriert. Anschlussstellen In Stromlaufplänen werden die Anschlussstellen der Betriebsmittel nicht besonders dargestellt. Die Anschlussstellen müssen gekennzeichnet werden. Bei vertikalen Verlauf des Stromweges steht die Betriebsmittelkennzeichnung links neben den Schaltzeichen, die Anschlusskennzeichnung rechts neben der Anschlussstelle. Bei horizontalen Verlauf des Stromweges steht die Betriebsmittelkennzeichnung unter dem Schaltzeichen, die Anschlussstellenkennzeichnung über der Anschlussstelle. 5.1 Der Installationsplan In einem vom Architekten erstellten Grundriss (Bauzeichnung) wird der Installationsplan lagerichtig eingetragen. Der Grundriss stellt einen waagerechten Schnitt durch Gebäude oder Gebäudeteile dar. In diesem Grundriss sind alle Durchbrüche, Fenster, Türen usw. erkennbar. Im Installationsplan ist darauf zu achten, dass • • es besondere Schaltzeichen gibt, sowie über die Funktion der Schaltung keine Informationen. Der Installationsplan zeigt in der einfachsten Form, wo in den Räumen Schalter, Steckdose und Anschlüsse für Lampen und Elektrogeräte vorgesehen sind. Der vollständige Installationsplan zeigt nun alle Leitungsführungen, die Art der Leitungen, die Zahl der Leiter und die Art der Verlegung an. Die Anzahl der Leiter wird durch einen Schrägstrich angegeben. Bei mehr als zwei Leitern erfolgt die Angabe durch eine Zahl neben den Schrägstrich. Beispiel eines vollständigen Installationsplanes 6 Gegensprechanlage (Haussprechanlage) Allgemein Gegensprechanlagen sind interne Fernsprechverbindungen von Zimmer zu Zimmer, von Wohnung zu Wohnung oder von Wohnung zur Tür. Auch dürfen Gebäude die sich auf dem selben Grundstück befinden, mit einer Gegensprechanlage verbunden werden. Gegensprechanlage werden mit Gleichspannung betrieben, die einem Netzgerät entnommen wird. Sie werden auch mit Rufanlagen (Wecker oder Summer) ausgeführt. In jedem an Apparaten befindet sich ein Mikrophon und ein Fernhörer sowie zwei Gabelumschalter, die betätigt werden, sobald der Handapparat abgehoben wurde. Mikrophon und Fernhörer sind in Reihe angeschlossen. Muss eine Gegensprechanlage ein fremdes Grundstück überqueren (Wege und Straßen mit eingeschlossen), ist die Genehmigung der Deutschen Bundespost notwendig. Ruf -und Sprechanlagen werden vom selben Netzgerät versorgt. In Gegensprechanlagen zum Beispiel von Siedle können auch mit Mithörsperren und Rufwiederholer eingesetzt werden. Eine Sprechanlage darf nicht an Wechselspannung betrieben werden, da sonst der Fernhörer einen Dauerton entsprechend der Frequenz des Wechselstroms abgeben würde. Funktion einer Gegensprechanlage mit zwei Sprechstellen Hebt man nun an der Sprechstelle 1 den Handapparat ab, so wird der Gabelumschalter (Schließer und Öffner) betätigt. Nach betätigten der Ruftaste ist der Ruhestromkreis des Summers über den Gabelumschalter der zweiten Sprechstelle geschlossenen. Wird nach ertönen des Summers der Handapparat der zweiten Sprechstellen abgehoben, so schließt dessen Gabelumschalter und der Sprechstromkreis unterbricht den Ruhestromkreis. 7 Beispiel: Sprechanlage mit Türöffner 7.1 Fernhörer • Aufbau In einem Fernhörer befindet sich ein Dauermagnet mit einer Spule. Vor dem Dauermagnet ist mit einem geringen Abstand eine Membrane angebracht. • Funktion Durch die Spule am Dauermagnet fließt der Sprechstrom. Die Stromänderung verursacht in der Spule eine Feldschwankung, die das Dauermagnetfeld verstärkt oder abschwächt. Dadurch wird die Membrane in Schwingungen versetzt, die der Steuerfrequenz (z. B. von einem Mikrophon erzeugt) entspricht. Die Membrane versetzt die umgebende Luft in Schwingungen, die nun auf das Trommelfell wirken. Beispiel eines Fernhörers Kohlemikrophon • Aufbau Zwischen zwei Kohleelektroden befinden sich freie Kohlekörner. An einer der Elektroden ist die Sprechmembrane verbunden. • Funktion Treffen nun Schallwellen auf die Membrane, so wird diese in Schwingungen versetzt. Über die Kohleelektroden werden die Schwingungen auf die Kohlekörner übertragen und drücken diese zusammen. Dies hat nun zur Folge, dass sich der elektrische Übergangswiderstand der Kohlekörnermasse in den Maßen ändert, wie die Membrane schwingt. Die Mikrophonmembrane lässt ein Hin- und Herschwingen von etwa 30 bis 4000 mal in der Sekunde zu. Die Widerstandsänderung im Kohlemikrophon hat nun eine schnelle Änderung des Stromes zur Folge. Kohlemikrophone sind preisgünstig und haben eine genügend hohe Übertragungsqualität für einwandfreie Sprachverständigung. 7.2 Beispiel eines Kohlemikrophons 7.3