Приводы к выключателям высокого напряжения - Расчет включающих и отключающих электромагнитов

а)        Выбор параметров включающих электромагнитов
Включающие электромагниты броневого типа предназначены для преобразования электрической энергии в механическую, создания таким образом двигательной силы механизму привода для включения выключателя. Он является одним из простейших устройств и, несмотря на это, до сих пор еще нет точных методов расчета тяговых сил таких электромагнитов.
Известные из литературы формулы для определения характеристик втяжных электромагнитов дают большие погрешности и в той или иной степени пригодны для ненасыщенного магнитопровода. Поэтому при проектировании новых электромагнитов конструкторам обычно приходится экстраполировать опытные данные, полученные при испытаниях аналогичных конструкций. Получить расчетным путем такую конструкцию, которая удовлетворяла бы всем заданным характеристикам, весьма трудно. На практике чаще всего такую задачу приходится решать лишь после изготовления и испытания опытных образцов. В настоящее время имеется большое количество работ, посвященных методике расчета электромагнитов различных конструкций. Особенно большие достижения в этой области имеются в работах советских ученых.
Как указывалось выше, электромагниты, применяемые в приводах для управления выключателями высокого напряжения, в принципе могут быть выполнены с движением сердечника вниз или вверх.

В СССР применяют главным образом электромагнитные приводы, у которых сердечник при включении выключателя движется вверх. Такой выбор движения оправдан тем, что после включения выключателя не требуется дополнительных сил для возвращения сердечника со штоком в первоначальное положение, так как он после прекращения питания катушки током возвращается в исходное положение под действием собственного веса. Чтобы электромагнит был экономичным при заданных значениях силы и хода сердечника, необходимо правильно выбрать форму и размеры воздушного зазора.
Известно, что электромагниты могут обеспечивать большой ход сердечника, и тогда они выполняются длинными. Когда требуются большие тяговые силы, берут электромагниты большого диаметра, а для небольших тяговых сил — электромагниты малого диаметра и небольшой длины. Ротерс дает формулу зависимости тяговой силы от диаметра сердечника. Отношение двух
величинможет характеризовать форму электромагнита и называется конструктивным фактором. Здесь F — тяговая сила и—площадь сечения сердечника.