Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnisfrage Entstörkondensator


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von Yayo (Gast)


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Hi.

Ich habe hier einen etwa 40 Jahre alten Hifi-Vorverstärker mit einem 
klassisch aufgebauten Trafo-Linearnetzteil. Der Netzschalter schaltet 
primär, zweipolig. Parallel zu den zwei Kontakten ist je ein Kondensator 
mit 10nF/450VAC (ja im Foto sind es 100nF das ist aber nicht mein Foto) 
geschaltet. Soweit ich rausgefunden habe handelt es sich dabei 
anscheinend um einen ölgefüllten Papierkondensator. Die Dinger sind am 
auslaufen deswegen möchte ich sie ersetzen.

Ich gehe davon aus das die Dinger entweder den Schalter schützen sollen 
und/oder Schaltknackser (Hifi-Kram) verhindern sollen. Gedacht hatte ich 
an (MP) X- oder Y-Kondensatoren - aber die hohe Spannungsfestigkeit 
(450VAC) des Orginals wundert mich und die scheint auch eher nicht 
reicheltgängig zu sein.

Wenn der Schalter geöffnet ist liegt ja eine Reihenschaltung aus C-L-C 
an Netzspannung. Gibts da die Gefahr von irgendwelchen 
Phasenverschiebungen oder weiteren Punkten die ich übersehe und die die 
450VAC erklären? Oder gab es einfach vor 40 Jahren nix gescheites und 
man hat lieber kräftig überdimensioniert? Oder sind die 450VAC gar nicht 
die Spannung für die Dauerfestigkeit sondern quasi die maximale 
Impulsspannung?

von A-Freak (Gast)


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die Angabe von "450VAC" bezieht sich auf eine "normale" Anwendung wo der 
Kondensator 1. in einer Schaltung eingebaut ist wo keine hohen 
Störimpulse aus dem Netz hinkommen und 2. die Schaltung bei einem 
Kurzschluß keinen massiven Überstrom fliesen läßt wo was abbrennt. Daher 
kann man das Dielektrikum voll ausnutzen.

Japan wird zu der Zeit noch keine offiziellen "X"-Kondensatoren gehabt 
haben also haben die an 230V solche Kondensatoren mit "450V" 
Nennspannung eingebaut um etwas Sicherheitsreserve zu bekommen. Ist 
heutuztage irrelevant.

Nimm heute aktuell erhältliche "X"-Kondensatoren für 275V, da sind durch 
Bauart und Zulassung schon genug Sicherheiten drin daß die dauerhaft an 
bis zu 275V Netzspannung liegen dürfen.

von Karl B. (gustav)


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Hi,
die Kondensatoren dienen der Schaltkracherverhinderung, vornehmlich beim 
Ausschalten.
So etwas sieht man häufig auch noch bei älteren Plattenspielern, bei der 
(automatischen) Motorabschaltung.
Der Wert ist mit 10 nF schon niedrig angesetzt, um den Strom beim 
Kurzschluss so gering wie noch vertretbar zu halten, um die Kontakte zu 
schonen, andererseits eine Impulsabflachung (gedämpfte Schwingung) 
hinzubekommen.
Macht man heute lieber so, indem man parallel zu den Trafo/ bzw. den 
Induktivitätsanschlüssen einen X2 Kondensator schaltet.
Es fließt bei der Anordnung im Bild - richtig bemerkt - ständig ein 
kleiner Strom.
Heute nimmt man Kondensatoren, die der X2 Spezifikation entsprechen und 
bei 230 V ~ 50 Hz heutzutage mindestens für 275V AC, besser 310V 
ausgelegt sein sollten.

ciao
gustav

von Yayo (Gast)


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Oh, das ging schnell :-) Vielen Dank euch beiden für die Auskunft.

von Hp M. (nachtmix)


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Yayo schrieb:
> Gibts da die Gefahr von irgendwelchen
> Phasenverschiebungen

Durchaus kannst du in dieser Schaltung bei "passendem" *) Kapazitätswert 
mit der Primärinduktivität des Trafos eine Serienresonanz erleben, durch 
die der Trafo oder der Kondensator zerstört wird. Auch sekundärseitig 
sind dann Überspannungsschäden möglich.

Der Vorteil dieser Schaltung beteht darin, dass es beim Durchschlagen 
der Kondensatoren keine Katastrophe oder Brand gibt, sondern der 
Verstärker dann einfach eingeschaltet wird.  Insofern braucht man hier 
nicht unbedingt zertifizierte X-Kondensatoren.
Man kann die Kontaktbelastung  und den Abbrand reduzieren, indem man 
jeden dieser Kondensatoren mit einem niederohmigen Widerstand (20...100 
Ohm) in Reihe schaltet.

*) P.S.:
Der optimale Kapazitätswert um solch ein Unheil herbei zu führen wird um 
einiges größer sein. Du kannst den Wert abschätzen indem du die 
Leerlaufstromaufnahme des Trafos  misst, z.B. 10mA. Das entspricht bei 
230V einer Impedanz von 23kOhm.
Wenn  du nun noch  die Kondensatoren so aussuchst (ca.  2x 0,27µF), dass 
der Blindwert ihrer Reihenschaltung diesen 23 kOhm entspricht, wirst du 
bald erleben, was man als Resonanzkatastrophe bezeichnet.

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Selten so viel Bullshit in einem so kurzen Thread gelesen!

von Yayo (Gast)


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Nachtmix, vielen Dank für den Hinweis.

Der Transformator in dem Geräte wurde augenscheinlich in der 
Vergangenheit mal ersetzt, aber nicht durch ein Orginalersatzteil. Das 
wirft dann in dem Zusammenhang die Frage auf ob die Kondensatoren nun 
wirklich wie von mir angenommen aufgrund ihres Alters undicht geworden 
sind.

Kennt jemand die gängigen Alterserscheinung bei Papier-Ölkondensatoren, 
ist inkontinenz da normal und Resonanz eher mit Feuerwerksähnlichen 
Effekten verbunden?

Vielleicht mache ich das mit der Ruhestrommessung tatsächlich um eine 
Resonanzbedingung sicher auszuschliessen.

Könnte ich denn über deinen Rechenweg, mit sagen wir mal 1/10 der 
Kapazität für die Resonanzbedingung, die Kondensatoren tatsächlich so 
dimensionieren und Resonanz sicher auszuschliessen?

Also um bei der Schaltung und deiner angenommenen Impedanz als Beispiel 
zu bleiben:

C = 2/(10*2*Pi*f*23KOhm) = 27nF ?

von Mani W. (e-doc)


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Nichtverzweifelter schrieb:
> Selten so viel Bullshit in einem so kurzen Thread gelesen!

Nur beitragen kannst Du nichts!!!

Verpiss Dich einfach...

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Verpiss Dich selbst, "Mani", oder ändere schleunigst Deinen Tonfall, Du 
Rotzlöffel! Was genau hast DU denn beizutragen? Nichts natürlich! Sieht 
man ja an Deinem "Beitrag"!

So, nun mal was für den Fragesteller:
Die Kondensatoren heissen in den original Service-Manuals aus jener Zeit 
gerne "spark killer cap(acitor)". Der Name ist griffig und erklärt recht 
gut den Zweck: Den Abreiss- oder Öffnungsfunken alias Lichtbogen 
möglichst früh zum Erlöschen zu bringen. Diese Kondensatoren sind 
typisch immer direkt am Schalter montiert. Weiter weg würden sie 
aufgrund der Leiterinduktivität diesen Zweck nicht mehr erfüllen. Nötig 
wurden diese Kondensatoren vor allem mit der Einführung von 
Kurzhubschaltern in HiFi-Geräten, die "leicht" bedienbar sein sollten - 
mit wenig Betätigungsdruck.
Vergleiche hierzu den Betätigungsdruck uralter Netzschalter aus 
derselben Zeit: Farbfernseher. Vereinfacht kann man sagen: Die 
"schwerer" zu betätigenden Netzschalter haben eine Springfeder-Mechanik, 
die den eigentlichen Schaltkontakt schlagartig+schnell+kräftig bewegt, 
ordentlich laut. Der schnell und weit weggerissene Kontakt verhindert 
den immer entstehenden Lichtbogen zuverlässig. Egal, wie langsam nun so 
ein Schalter betätigt wird, der eigentliche Kontaktsatz ist vom"Finger" 
entkoppelt und wird schlagartig geöffnet bzw. geschlossen. Dabei auch 
mal an den "Arbeitsweg" eines kräftigen Schützes im Vergleich zu einem 
winzigen Relais denken. Nachdem also die mechanische Lösung des Problems 
"Lichtbogenbildung" zugunsten der Moderne teilweise aufgegeben wurde, 
wurden jene spark killer caps zwingend notwendig.

Meine persönlichen Erfahrungswerte: Ölgefüllte Papierkondensatoren, 
namentlich die "orangen", laufen gelegentlich einmal aus. Auch an 
Stellen ohne jede elektrische Belastung (Klangregelnetzwerk).

Eine "Serienresonanzkatastrophe" brauchst Du hier in keinem Fall zu 
vermuten, dazu müsste die Güte des LC-Kreises hoch sein. Ist sie aber 
nicht, denn das L ist hier der Trafo, der aber sekundärseitig 
beschaltet, wie auch belastet ist.

Die Prüfspannung für Y-Konden.. beträgt 4kV, für X 400 Volt. In jüngeren 
Geräten sitzen am Netzschalter an exakt gleicher Stelle häufig 
Keramikkondensatoren. Mit X Kennung. Ein klitzekleiner Nachteil 
derselben sei nicht verschwiegen: Leute mit extrem gutemGehör hören dann 
diese Keramik-Cs leise surren bei geöffnetem Schalter.

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Zweiter Teil:
Ein angedeuteter "Umbau" statt der "spark killer caps" auf einen 
Kondensator parallel zur Primärwicklung ist völliger Nonsense. Das wird 
auch nicht"...heute so gemacht".

Die klitzekleinen 10 nanofarad tun den Schaltkontakten beim Einschalten 
überhaupt nicht weh. Die Kondensatoren "sitzen" da ja nicht voll 
aufgeladen herum, sondern werden bei geöffnetem Schalter ständig 
umgeladen. Praktisch in Reihe geschalten (bei ausgeschaltetem Gerät!) 
"sieht" jeder nur die halbe Netzspannung. Die enthält aber reichlich 
Nulldurchgänge und Momente niedrigerer Spannung (Sinuskurve). Häufig, 
aber nicht immer, trifft dann der Einschaltmoment einen günstigeren 
Zeitpunkt für die Momentanspannung jeden Kondensators. Deren Kapazität 
ist aber gering.

Würdest Du da Serienwiderstände einbauen, wie von anderer Seite 
vorgeschlagen, wäre die Wirkung "Kontaktabbrand möglichst vermindern" 
nicht mehr vorhanden. Daher auch der Montageort immer direkt am Schalter 
- wegen der gewünschten niedrigen Impedanz, kürzestmögliche Verdrahtung!
Serienwiderstände würden dieses Ziel ad absurdum führen.

Trotzdem beruht jener Beitrag auf einer guten Beobachtung: Die 
RC-Beschaltung über einem Kontakt, um "Knack-Störungen" zu verringern, 
da aber bitte die Grössenordnung beachten:
Fertig erhältliche RC-Glieder, vergossen in üblichen 
Blockkondensator-Gehäusen, bewegen sich in den Bereichen: R von 10...220 
Ohm, C von 47nF...0,47 Mikrofarad. Hier macht man den C so groß wie 
möglich. Tatsächlich, wie von anderer Seite bemerkt, um eine 
periodische, langsame Schwingung zu erzeugen, die durch den R 
ausreichend bedämpft, "schnell" abklingt.

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Letzter Teil:
Wie in Deinem Schaltbild angegeben, sind die Kondensatoren bei 
eingeschaltetem Gerät jeder für sich überbrückt. Sozusagen, gar nicht 
vorhanden.

Anders die Lage bei ausgeschaltetem Gerät. Ziehst Du den Netzstecker, 
bleibt am Netzstecker eine Spannung stehen - die in den Kondensatoren 
gespeicherte. Ganz zufällig in der Höhe, weil vom zufälligen Zeitpunkt 
des Ziehens des Netzsteckers abhängig. Zufällig in Beziehung auf die 
vollen 50 Sinusperioden der Netzspannung. Daher dürfen diese 
Kondensatoren in der Gesamtsumme nicht mehr als etwa diese 5 Nanofarad 
haben, um Schreckreaktionen beim Berühren der gezogenen ! 
Netzsteckerpole zu vermeiden.

von Karl B. (gustav)


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Karl B. schrieb:
> So etwas sieht man häufig auch noch bei älteren Plattenspielern, bei der
> (automatischen) Motorabschaltung.

Yayo schrieb:
> Kennt jemand die gängigen Alterserscheinung bei Papier-Ölkondensatoren,
> ist inkontinenz da normal und Resonanz eher mit Feuerwerksähnlichen
> Effekten verbunden?
Resonanz ist nicht der Defekt-Auslöser, einfach eindringede 
Feuchtigkeit.
Kondensatoren werden mit der Zeit rissig.
Parallel zum Netztrafo am Netzschalter.
0,068 µF
(Die berüchtigten "RIFAs")
Und es riecht nach Lagerfeuer. Und die ganzen Metallfitzel flattern im 
Gerät rum, verursachen u.U. noch weitere Kurzschlüsse anderswo.
Nichtverzweifelter schrieb:
> Daher dürfen diese
> Kondensatoren in der Gesamtsumme nicht mehr als etwa diese 5 Nanofarad
> haben, um Schreckreaktionen beim Berühren der gezogenen !
> Netzsteckerpole zu vermeiden.
Dafür gibt es Entladewiderstände.
Beitrag "Re: Entstörkondensator hat sich in Rauch aufgelöst."

ciao
gustav

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