Alte Papierkondensatoren müssen ausgetauscht werden

Aus Radiomuseum-bocket.de
Wechseln zu: Navigation, Suche

Translate into Flagge-grossbritannien-wehende-flagge-25x38.gif Spanish-flag-2.gif Schwed4.gif Italien15.gif China2.gif Portugal13.gifFrankreich20.gif Dutch-flag-13.gif Greece-flag-2.gif Russian-flag-4.gif Norwegen flagge gif.gif Ungarn flagge.gif Suedafrika fahne.gif Tschechien-fahne.gif Globe-50.gif and many more languages
ACHTUNG! Nach der Übersetzung funktionieren die Links mit den Flaggen nicht mehr! Weitere Sprachen können nur auf der Originalseite ausgewählt werden!




Der Grund, warum alte Papier Kondensatoren UNBEDINGT ausgetauscht werden müssen, liegt hauptsächlich daran, dass diese nach 60 Jahren stark gealterten Bauteile keine perfekte Isolierung mehr aufweisen. Was zuletzt dazu führt, dass ein Kondensator teilweise zu einem Widerstand wird, welcher natürlich auch Gleichspannung weiterleitet. In einigen Fällen bedeutet das den Tod für zum Beispiel TEURE Endröhren, wo ein Koppelkondensator 100% KEINEN Gleichstrom durchlassen darf. Widerstände sind darauf ausgelegt, dass sie heiß werden können. Deswegen sind diese fast immer aus Keramik aufgebaut. Ein Kondensator soll für Gleichströme keinen Widerstand besitzen, sondern eine perfekte Isolierung darstellen. Deswegen sollten sie bei Betrieb auch nicht merklich warm werden. Wenn das aber trotzdem passiert, sinkt der bereits vorhandene Widerstand noch weiter und die Kapazität des Kondensators erhöht sich. Wenn wir davon ausgehen, dass dieser ungewollte Widerstand auf einer Papierrolle basiert, welche auch noch an beiden Enden mit Teer oder wie bei einigen Herstellern mit Wachs–Deckeln verschlossen ist, kann man sich ausmalen, was da alles schlimmes passieren kann.

Warum der Widerstand sinkt und sich dabei die Kapazität erhöht ist einfach erklärt, wenn man weiß, wie so ein Papierkondensator aufgebaut ist:

Wir haben zuerst eine dünne.........sehr dünne....... Lage Kondensator-Papier.

Dieses Papier sieht einer dünnen Haut ähnlich. Fast so wie das Innere einer Zwiebel. Es ist ein Papier, welches ziemlich durchsichtig, dünn und sehr rissempfindlich ist und einmal in speziellen Kondensator Öl oder Paraffin Wachs getränkt wurde. Dies ist auch der Grund, warum es so durchsichtig aussieht. Jetzt ist dieses Öl aber komplett ausgetrocknet.

Auf dem Kondensator-Papier liegt ein dünner Aluminiumstreifen. Dann wieder eine Lage Kondensator-Papier, und erneut eine Lage Aluminium. Zuletzt noch die dritte und letzte Lage Papier, bevor das Gebilde straff aufgerollt wird. Zwischen den zwei Aluminiumstreifen gibt es also nur eine dünne Lage Papier, welches die eigentliche Isolierung darstellt. Da der Kondensator straff gewickelt ist, sind alle Lagen fest gegeneinander gepresst und können sich nicht mehr gegeneinander verschieben.

Das Papier soll dabei so dünn wie möglich sein, aber trotzdem die zwei Lagen Aluminium effektiv voneinander trennen.

Um so kleiner die Trennung, um so höher die Kapazität, die man erreichen kann. Die Dicke des Papiers bestimmt zudem die Spannungsfestigkeit, welche der Kondensator ausgesetzt werden kann. Dünnes Papier ergibt klein gebaute Kondensatoren mit geringer Spannungsfestigkeit aber hohen Kapazitätswerten. Nimmt man dickes Papier erreicht man größere Spannungsfestigkeit, muss aber längere Papier Aluminiumbahnen aufrollen, um erneut auf den selben Kapazitätswert zu kommen. Der Kondensator wird dadurch in seinem Volumen größer.

Wir widmen uns wieder der inneren Lage Papier, welche in diesen Fall die zwei Aluminiumstreifen von einander isolierend fernhält.

Papier hat eine schlechte Angewohnheit. Es ist hygroskopisch.

(Hygroskopie bezeichnet in der Chemie und Physik die Eigenschaft, Feuchtigkeit aus der Umgebung zu binden.)

Es zieht Feuchtigkeit an und das geschieht bereits bei der Herstellung des Kondensators.

Um das zu verhindern, wurden das Papier in Öfen unter Vakuum getrocknet, um sie hinterher mit Kondensator Öl oder Wachs zu tränken. Durch das Vakuum wird jegliche Luft, und mit ihr auch die Feuchtigkeit aus dem Papier gesaugt. Wenn das Vakuum aufgehoben wird, will sich der Papierwickel wieder voll saugen. Da er aber nun unter einem Ölbad liegt, dringt dieses in alle Poren des Kondensators ein und füllt diese aus. Feuchtigkeit kann jetzt nicht mehr eindringen und bleibt draußen. Das Problem ist, dass dieses schützende Öl mit der Zeit ausgetrocknet ist.

Aber wie konnte das passieren?

Das Öl hat sich langsam in die Teersiegel eingelagert und sie über die Jahre durchwandert. Teer ist wie die im Kondensator verwendeten öligen Zusatzstoffe ein Erdöl Produkt. Deshalb sind diese auch in Teer löslich. Und genau da liegt das Problem. Trocknet die Außenseite des Siegels aus, wandert flüssiges Öl von der Innenseite nach. Der Deckel arbeitet in diesen Fall wie eine Art Docht. Also darf es niemanden wundern, wenn mit der Zeit das gesamte Öl aus dem Kondensator verschwunden ist. Dadurch hat leider auch wieder die Feuchtigkeit eine Möglichkeit, das Papier für sich zu gewinnen. Diese Feuchtigkeit, zusammen mit den verschiedenen chemischen Bestandteilen, welche im Papier vorhanden sind, in Verbindung mit dem Aluminium, welches in engen Kontakt zu diesen Chemikalien im Papier steht, verursacht, dass sich Säuren bilden, welche das Papier zersetzen. Das Phänomen saures Papier kann man gut an Büchern aus den 60er-70er erkennen. Die Außenbereiche der Seiten haben sich braun verfärbt. Sie stehen mit der Luftfeuchtigkeit am meisten in Kontakt und wurden mit der damals üblichen Sorten Papier hergestellt.

Dieser Vorgang geschieht über Jahre hinweg. In unseren Kondensatoren hatten diese chemischen Reaktionen 60 Jahre Zeit sich auszubilden.

Das Papier wird nach und nach in seinen Eigenschaften verändert. Elektrisch und Mechanisch. Durch die jetzt fehlenden Öle ist das Kondensator-Papier auch noch einen starken Schwund ausgesetzt, und ist dadurch dünner geworden. Es verliert an Isolierung und wird irgend wann leitend.

Das bewirkt, dass der Kondensator zu einen Widerstand wird und sich bei Betrieb aufwärmt. Wärme = Ausdehnung. Da die Lagen aber eng gewickelt sind und der Wickel sich dadurch nicht ausdehnen kann, wird es im Kondensator langsam sehr eng. Aluminium dehnt sich viel mehr aus als Papier. Eine mechanische Beanspruchung auf das Papier zusammen mit erhöhtem Anpressdruck und Temperatur lässt die Sache nur noch schlimmer werden. Die Kapazität steigt, die Isolierung sinkt.

Irgend wann ist die Sache so schlimm, dass die erzielte Wärme den gesamten Kondensator in Flammen aufgehen lassen kann.

Wenn er nicht vorher schon durch seinen mittlerweile so geringen internen Widerstand ein anderes Bauteil beschädigt hat.

Man erkennt diese defekten Kondensatoren auf der Stelle an den geschmolzenen Teersiegeln. Sind diese ausgelaufen, ist der Kondensator bereits vor langer Zeit verstorben Sind keine Teersiegel mehr vorhanden, ist ihre Kapazität stark angestiegen. Der Schwund am Kondensator-Papier ist die Ursache.

Berühmt für ihre extreme Alterung, ist zum Beispiel eine bestimmte Sorte Kondensatoren des Herstellers WIMA. Er stellte früher eine Variante her, die man als Malzbonbon kannte. Es gibt viele Namen.

Im Prinzip sehen die Teile sehr hochwertig aus, weil sie nach dem Rollen mit einer lackartigen Schicht gut versiegelt wurden. Hier gibt es keine Teersiegel welche uns verraten, was der Stand der Dinge ist. Ich habe noch einen großen hier, welchen man schon nicht mehr verwenden sollte. Weil er aber so gut ausgesehen hatte und auch so groß war, hab ich ihn aufbewahrt. Ein Test auf dem Prüfstand zeigte mir, dass er trotz seines guten Aussehen, bereits ein hoffnungsloser Fall ist. Er wurde zuerst mit dem Ohmmeter auf Durchlass getestet. Beim Messen fließt Strom und das Ohmmeter zeigt einen sich veränderten, nach oben ansteigenden Widerstand an. Das passiert nur so lange sich das Teil auflädt. Deswegen muss man etwas warten bis sich die Sache stabilisiert hat. Um so größer der Kondensator, um so länger dauert es.

Dieser Test zeigte, dass der Prüfling noch recht gut zu sein scheint, denn der Widerstand lag recht hoch im M-Ohm Bereich. So hoch, dass mein digitales Messgerät irgendwann OPEN LINE (Unterbrechung) anzeigte, was man eigentlich als gute Isolierung ansehen könnte.

Mein Messgerät zeigt O.L an, wenn ein Widerstand von 50 M-Ohm überschritten wird.

Als ich auf dem anderen Gerät denselben Test unter Betriebsspannung durchgeführt hatte, stellte sich erstaunlicherweise ein Widerstand von gerade mal 1 M-Ohm ein.

Es handelt sich bei diesen Gerät um den UHP Hochspannungsprüfer von Rohde & Schwarz. Damit kann man Bauteile bis 2000V auf Isolation-Fehler testen.

Der Widerstand war doch eben mit dem digitalen Gerät unendlich hoch? SO KANN MAN SICH TÄUSCHEN Ich habe einen Kondensator aus neuer Herstellung mit der gleichen Kapazität auf dieselbe Weise getestet. Er zeigte unendlich hohen Widerstand an. Auch unter seiner zulässig maximalen Betriebsspannung. Das ist auch richtig so.


Wichtig bei solchen Tests ist, dass man den Probanden hinterher gut entladet. Sonst kann man beim Abklemmen des geladenen Kondensators einen gehörigen Stromschlag bekommen. Auch wenn dieser total morsch und veraltet ist.

Jetzt wissen wir, dass Papierkondensatoren durch ihre Alterung unbrauchbar geworden sind. Deshalb werden wir sie grundsätzlich aus allen Geräten, welche wir instand setzen, komplett entfernen.

Es gibt aber wie immer auch hier EINE AUSNAHME. Ich will diese auch nur deswegen erwähnen, weil hinterher immer jemand kommt und die Leute durch irgend welches Glockenläuten verunsichert.

Es handelt sich hier um die tropenfeste Ausführung nach DIN41161. Diese Art von Papier Kondensatoren wurden so hergestellt, dass sie zu 100% Luft und wasserdicht sind.

Leider wurden diese Art von Spezial Kondensatoren NIE von der Unterhaltungsindustrie verwendet. Sie waren wohl zu teuer in der Herstellung und auch zu unhandlich. Sie sind bedingt durch ihre Herstellungsmethode auch größer als die Standard billig Ausführungen.

Diese Art Papierkondensator wurde nach Fertigstellung in eine Keramik Röhre gesteckt und beidseitig mit zugelöteten METALL-Kappen verschlossen. Da diese hermetisch versiegelt waren konnten die Zusatzstoffe nicht entweichen, und dadurch der Kondensator auch nicht austrocknen. Feuchtigkeit hatte auch keine Möglichkeit einzudringen. Auch nicht über lange Jahre in sehr feuchter bis nasser Umgebung.

Nicht so wie bei Teer- und Wachs-Verschlüssen, welche wie wir gelernt haben, sind direkt am Kondensator Tod schuldig.

Diese Art tropenfester Kondensatoren wurden zum Beispiel in teure Messgeräte eingebaut, wo ein sicherer pannenloser Betrieb verlangt wurde. Für medizinische Zwecke und hauptsächlich beim Militär.

Diese Kondensatoren können schon teilweise 70 bis 80 Jahre alt sein.

Wann sie zuerst auf dem Markt kamen, weiß ich nicht genau, aber ich habe irgendwo gelesen, dass es sie schon vor 1945 in dieser Form gegeben hat.

Ein Test auf dem UHP zeigt, dass sie immer noch problemlos die Herstellungswerte einhalten. Bei einer Reihe von 20 verschiedenen Probanden (auch von verschiedenen Herstellern) zeigte sich kein einziger Ausfall. Hier ein Bild wie solche Teile aussehen. Leider ist die Schrift beim oberen mit der Zeit verschwunden, aber man kann noch erkennen das es sich in diesen Fall um einen originalen von Siemens&Halske handelt.

Zuletzt wollte ich aber noch die Kondensatoren erwähnen welche von Loewe in den frühen Jahren der Firmengründung hergestellt wurden. Zu dieser Zeit hieß die Firma RADIO A.G. D.S. LOEWE Diese waren in Glasröhren eingeschmolzen. Hier ein Bild welches mir von Hans zur Verfügung gestellt wurde weil ich selber solche Museums Schätze nicht habe.

Ich habe deswegen auch keinen zum nachmessen hier, aber durch die verwendete Methode dürften diese trotz des hohen Alters als gut eingestuft werden. Wie man auf dem Vermerk auf der Verpackung, und am Kondensator selbst sehen kann, hat dieser in der Mitte einen Saugstutzen. Das bedeutet das sie nach der Herstellung evakuiert wurden. Sie sind also Luft leer. Wo keine Luft ist, gibt es auch keine Luftfeuchtigkeit.

Da diese seltenen Bauteile aber nur in sehr alten und teuren Sammlergeräten vorkommen würde ich diese auch nie austauschen. Wer übermalt schon einen Rembrandt. Außerdem wissen wir das diese mit großer Wahrscheinlichkeit in Ordnung sind.