Witam.
kubafant pisze: ↑pt, 24 stycznia 2020, 18:04
Na 10 kondensatorów, które przywiozłem do zbadania 10 szt. przeszło test napięcia 450 V (kilkakrotne naładowanie i zwarciowe rozładowanie).
Wynik próby z krótkotrwałym podaniem na kondensatory napięcia 450 V nie musi dowodzić, że będą one w stanie długotrwale pracować przy spolaryzowaniu napięciem o wartości np. 350 V. Wcześniej Kolega Marek pokazał, że kondensatory styrofleksowe o pojemności 47 nF i napięciu dopuszczalnym 160 V bez problemu wytrzymały krótkotrwałe przyłożenie napięcia 300 V. Ja poszedłem krok dalej i dwa kondensatory z serii KSF-022 o pojemności 47 nF i dopuszczalnym napięciu 63 V podłączyłem na 10 minut pod napięcie stałe 505 V. Przy tym napięciu prąd upływności kondensatorów wynosił około 30...40 nA. Przed dokonaniem próby jeden z kondensatorów miał pojemność 47,08 nF, a drugi 47,41 nF. Po próbie pojemności te wynosiły 47,08 nF i 47,42 nF, czyli podanie na wyprowadzenia kondensatorów napięcia osiem razy wyższego od znamionowego w żaden sposób nie zmieniło ich parametrów. Czy taki test dowiódł, że producent, firma Miflex, źle podała napięcie dopuszczalne kondensatorów? Nie sądzę. Przy wyższych napięciach prąd upływności kondensatorów wzrasta, a to może oznaczać, że w jego dielektryku zachodzą pewne procesy destrukcyjne, które z czasem doprowadzą do powstania zwarcia w kondensatorze... Kondensatory styrofleksowe, ze względu na swoje wady zostały wyparte przez inne typy kondensatorów, choć nadal produkuje się niewielkie ich ilości do zastosowań specjalnych, przy czym ich cena jest stosunkowo wysoka... Kondensatorów z dielektrykiem polistyrenowym nie dało się unowocześniać, gdyż materiał dielektryka nie dawał się w łatwy sposób metalizować (warunek niezbędny, by kondensator "sam się naprawiał"...

), ani chemicznie "ulepszać", izolator polistyrenowy miał małą przenikalność dielektryczną i niską odporność na przebicie, a to nie pozwoliło miniaturyzować kondensatorów styrofleksowych. Mam katalog firmy Miflex, z końcowego okresu produkcji kondensatorów styrofleksowych (późne lata 80.) i mogę spróbować go zeskanować i zamieścić na Forum. W większości kondensatorów tego typu, produkowanych przez firmę Miflex, dopuszczalne napięcie pracy nie było podawane w oznaczeniach na elementach, jednak można je ocenić porównując gabaryty posiadanych kondensatorów z danymi kondensatorów w katalogu.
Jak wspomniałem firma Miflex zaprzestała wytwarzania kondensatorów styrofleksowych, gdyż przy większych pojemnościach i wysokich dopuszczalnych napięciach pracy, były one bardzo duże, więc niepraktyczne i drogie w produkcji. Porównałem objętość kondensatorów z serii KSF-022 Miflexu (wyprodukowanych w drugiej połowie lat 70.) z wielkością produkowanych obecnie kondensatorów poliestrowych. Okazało się, że pod względem objętości kondensatory polistyrenowe potrafiły być nawet 40 razy większe od kondensatorów wykonanych z metalizowanej folii poliestrowej o znacznie wyższym dopuszczalnym napięciu pracy...
-
Kondensatorów foliowych nie da się bez końca miniaturyzować, chyba że kosztem dalszego spadku ich trwałości. Obecni producenci kondensatorów stosują więc pewne, w moim odczuciu niezbyt uczciwe "sztuczki". Stosowanie bardzo cienkiej warstwy metalizacji na folii poliestrowej i polipropylenowej pozwala produkować kondensatory, które same potrafią się "regenerować" - przy przebiciu dielektryka metalizowane okładziny przy przebitym miejscu odparowują (zostają rozpylone na boki i na dielektryku wokół przewodzącej dziurki tworzy się puste miejsce, bez okładzin, o stosunkowo niewielkiej średnicy), co usuwa zwarcie, ale prowadzi do niewielkiego spadku pojemności kondensatora. Jeżeli producent dla oszczędności i "miniaturyzacji" elementu zastosuje cieńszą folię, niż wynikałoby to z dopuszczalnego napięcia pracy kondensatora dla koniecznej jej grubości, liczba przebić i "samoregeneracji" w czasie bardzo wzrasta, doprowadzając do bardzo szybkiego zużycia się podzespołu... Jeżeli tego typu zjawisko wystąpi w kondensatorach, które nie mają bezpośredniego wpływu na działanie urządzenia, a mają np. bezpośredni wpływ na poziom generowanych przez urządzenie zakłóceń, gdyż znajdują się w obwodach filtrów przeciwzakłóceniowych, to nikt nie zauważy, że dane urządzenie "sieje" zakłóceniami już po zaledwie kilku miesiącach użytkowania. Oczywiście urządzenia tego typu bez najmniejszych problemów przechodzą wszelkie badania i testy kompatybilności elektromagnetycznej, gdyż testom poddawane są urządzenia zupełnie nowe, ze sprawnymi jeszcze kondensatorami, a nie takie, które przepracowały np. 6 miesięcy... Przypomina mi to trochę aferę związana z firmami produkującymi samochody, w których to samochodach, w stojącym w bezruchu podczas badania emisji spalin pojeździe, pracujące silniki nie emitowały przekraczających normy szkodliwych substancji, choć podczas normalnej eksploatacji totalnie zatruwały środowisko...
Są w układach elektronicznych takie miejsca, gdzie kondensatory nie mają prawa ulec przebiciu, a ich parametry nie mogą się zmienić, gdyż mogłoby to stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia lub nawet życia użytkownika urządzenia. Są to np. kondensatory bocznikujące zakłócenia w filtrach sieciowych, włączone między obwodami zasilania 230 V~ i uziemioną masą urządzenia (w razie przerwy w uziemieniu i zwarciu w kondensatorze, na obudowie pojawiłoby się pełne napięcie sieci). Muszą one spełnić inne normy i mieć właściwą klasę (w przypadku kondensatorów X1 lub Y2), przez co są odpowiednio większe i znacznie droższe.
Poniżej kilka typów kondensatorów z metalizowanej folii polipropylenowej (proszę zwrócić uwagę na pojemność każdego kondensatora, przy podobnych gabarytach ich obudów...).
-
Kiedyś remontując pewne urządzenie, próbowałem zdobyć do niego dobrej jakości kondensatory foliowe. Kupiłem więc wiele ich typów, różnych producentów, u różnych dystrybutorów i zacząłem przeprowadzać odpowiednie badania i pomiary. Oryginalnie w remontowanym urządzeniu zastosowano bardzo nowoczesne elementy o zminiaturyzowanych gabarytach, przez co wybór dających się "wcisnąć" w miejsce oryginalnych elementów ich lepszych zamienników okazał się mocno ograniczony... Kupiłem kilkaset kondensatorów różnych typów, z których tutaj przedstawię tylko dwa typy, których parametry nieco mnie zaskoczyły. Nie wierzę w to, że można znacząco zmniejszyć wielkość kondensatorów polipropylenowych lub poliestrowych, bez znaczącego pogorszenia ich trwałości. Zmniejszenie rozmiarów można więc osiągnąć dwoma metodami. Jedną z nich jest zmniejszenie pojemności kondensatora, jednak jeszcze mieszczącej się w deklarowanej przez producenta tolerancji pojemności elementu, przy jeszcze w miarę przyzwoitej wytrzymałości napięciowej. Kondensatory firmy KEMET o pojemności 470 nF/~310 V wg zapewnień producenta miały mieć dopuszczalną odchyłkę pojemności nie większą niż ±20% względem nominalnej 470 nF. Na ponad sto przemierzonych sztuk pojemność jednego kondensatora wynosiła 420,7 nF, czyli od znamionowej była mniejsza o -10,5%. Pojemność wszystkich pozostałych kondensatorów była już tylko mniejsza, przy czym minimalną zmierzoną przeze mnie wartością było 405,6 nF, czyli była to wartość mniejsza od znamionowej o -13,7%. Średnia odchyłka wartości pojemności dla całej przemierzonej partii kondensatorów wyniosła -11,66%. Średnia pojemność dla wszystkich kondensatorów wyniosła ok. 415 nF i gdyby taką wartość producent podał jako znamionową, największa odchyłka od tej wartości wyniosłaby jedynie ok. ±2% (przy podawanej ±20% względem wartości 470 nF). Tak więc pomiary wykazały, że te kondensatory wcale nie są takie niedokładne, a są wykonane strasznie precyzyjnie...

Poniżej zdjęcie mierzonych kondensatorów.
-
W przypadku żółtych kondensatorów ze zdjęć (firmy JB-Capacitors), średnia zmierzona pojemność wyniosła ok. 470 nF, ale jak to mówią "coś za coś", więc zacząłem się zastanawiać czy może inny parametr tych kondensatorów nie jest czasami pogorszony, skoro przy tak małych wymiarach pojemność jest prawidłowa...
-
Poniżej fragment noty katalogowej kondensatorów firmy KEMET klasy X1/Y2.
-
Pomimo że parametry w notach katalogowych obu typów kondensatorów wydawały się właściwe, zdecydowałem się na użycie w remontowanym urządzeniu kondensatorów o mniejszej pojemności firmy KEMET...
O tym jak ważne jest zachowanie właściwej wartości napięcia na trwałość kondensatorów można się przekonać analizując parametry kondensatorów wykonanych z metalizowanej folii polipropylenowej, przeznaczonych do stosowania w obwodach rozruchowych silników.
Podniesienie im napięcia pracy z 400 VAC do 500 VAC powoduje spadek trwałości z 10000 godzin 1000 godzin, czyli dziesięciokrotnie.
-
Takie "nieco osłabione" elementy dla niektórych firm mogą być bardzo przydatne, np. do skracania przewidywanego czasu życia urządzenia. Kompletnie niezrozumiałym dla mnie zjawiskiem jest np. stosowanie w wielu wysokiej klasy modelach wzmacniaczy znanej i renomowanej firmy kondensatorów, które notorycznie się uszkadzają. Stosuje się je w obwodach zasilania wzmacniacza (przy napięciu 230 V), które pracują gdy urządzenie znajduje się w stanie czuwania. Stopniowy spadek pojemności kondensatora powoduje z czasem (przeważnie już po gwarancji), że urządzenia nie da się uruchomić. Oczywiście firma doskonale zdaje sobie z tego sprawę (ma przecież swoje autoryzowane serwisy), jednak w kolejnych modelach nadal uporczywie stosuje to samo rozwiązanie, z takim samym kondensatorem.
-
Pozdrawiam
Romek