Messungen an maroden Papierkondensatoren

[Radiomann]

Nun ja- wir haben heute noch als zusätzliches Problem eine höhere Netzspannung, ...

Viele alte Geräte lassen sich auch auf 240V umstellen, somit ist zumindest bei denen dieses Problem gelöst.

[röhrenradiofreak]

@edi: Die Messgeräte, die ich zur Kapazitätsmessung verwendet habe, sind ganz sicher kein "Schrott". Zumindest die beiden industriell hergestellten nicht, das sind relativ teure Markengeräte aus dem professionellen Bereich.

Nur hat eines davon, das Fluke, ein Kapazitätsmessverfahren, das sich offenbar überhaupt nicht für solche Kondensatoren mit Isolationsfehlern eignet. Das Messergebnis von Ralf an einem Kondensator mit Parallelwiderstand scheint das zu bestätigen. Ich weiß zwar nicht, nach welchem Verfahren das Fluke-Multimeter arbeitet, befürchte aber, dass sich viele andere im Kapazitätsmessbereich ähnlich verhalten.

Das war auch einer der Gründe, diese Messungen durchzuführen und hier zu veröffentlichen: Aufzuzeigen, dass man nicht blind einem Messgerät vertrauen darf, nur weil es vielleicht teuer war. Je nachdem, was man womit misst, muss man auch beurteilen können, wo die Fehlerquellen bei der Messung liegen können und abschätzen können, wie groß der daraus resultierende Anzeigefehler sein kann. Das ist natürlich unmöglich, wenn man nicht einmal das Messverfahren kennt.

Generell habe ich die Erfahrung gemacht, dass Digital-Multimeter um so eher falsche Messwerte liefern, je komplexer die Messgröße ist. Das gilt nicht nur für den Kapazitätsmessbereich. Wenn z.B. die zu messende Spannung Anteile mit Frequenzen enthält, die von 50 Hz abweichen und/oder nicht sinusförmig sind, zeigen viele Digital-Multimeter Unsinn an. Deshalb messe ich vorzugsweise mit einem passiven analogen Multimeter (dabei kann man leicht abschätzen, was passiert) oder mit dem Oszilloskop (da sieht man, was passiert).

Allerdings muss ich zugeben, dass ich von diesen riesigen Messfehlern überrascht bin.

Was die Brandgefahr bei neueren Geräten betrifft: Das ist zu einem großen Teil auf die billige Konzeption und Herstellung zurückzuführen, sprich, die Kombination folgender Dinge:
- Mangels Netzschalter permanenter Standby-Betrieb
- Schaltungsdesign nicht auf geringen Stromverbrauch, sondern auf billige Herstellung optimiert
- Gedrängte Bauweise (denn auch Platinenfläche kostet Geld)
- Knappe Dimensionierung und Verwendung billigster Bauteile
- Bei vielen Geräten zu wenig Kühlluftzufuhr (Design ist wichtiger als Lüftungsschlitze)
- und alle Konstruktionsteile aus leicht brennbarem Thermoplast.

Lutz

[Ralf]

Ein Uralt- Radio (wechselnd) ist Verstärker für den Sound vom PC (ich verzichte auf Stereo).

In meinem PC sitzt ein UKW-Stereo-Modulator, ob der Sound dann Stereo oder Mono ist hängt vom eingeschalteten Radio ab. Mit 18 Radio-Geräten alleine in dem Raum wo der PC steht hat man dann reichlich Auswahl das eine oder andere Radio mal mit MP3-Sound vom feinsten zu befeuern.

[edi]

@röhrenradiofreak:

@edi: Die Messgeräte, die ich zur Kapazitätsmessung verwendet habe, sind ganz sicher kein "Schrott". Zumindest die beiden industriell hergestellten nicht, das sind relativ teure Markengeräte aus dem professionellen Bereich.

OK- nehm' ich mal hin.

Nur hat eines davon, das Fluke, ein Kapazitätsmessverfahren, das sich offenbar überhaupt nicht für solche Kondensatoren mit Isolationsfehlern eignet.

Also die Kapazität von bereits schrottigen C's mit meßbarem Widerstand/ Leckströmen (die ja sehr klein, aber auch groß sein können) korrekt anzeigen... zu einem solchen Meßverfahren sollten Sie eine Abhandlung verfassen- das könnte Ihnen einen Physikpreis bringen.

Das einzige Verfahren, das ich dazu kenne, ist.... Ablesen von Kondensator- Label.

Es hat überhaupt keinen Sinn, einen Kondensator, der einen meßbaren Widerstand besitzt, überhaupt an ein Meßgerät zu klemmen.

Das Schaltrbild eines Kondensators zeigt nur 2 Platten- keinen Widerstand. Eine RC- Kombination- und genau das ist ein Kondensator mit lteils leitfähig gewordenen Dieelektrikum- verhält sich anders als jedes der Bauelemente einzeln.

An einem C, der absolut in Ordnung ist, werden alle Ihre Meßgeräte denselben Wert anzeigen.
Anderenfalls stimmt an den Meßgeräten was nicht.

@Radiomann: Die Geräte, die mir abgebrannt sind (immerhin 5) hatten keinen 240V- fähigen Trafo.
Leider sind es eben nicht viele- geschätzt die Hälfte meines Bestandes.
Aber wo es möglich ist: Ja klar, auf 240 V schalten.

Edi

[Ralf]

Also die Kapazität von bereits schrottigen C's mit meßbarem Widerstand/ Leckströmen (die ja sehr klein, aber auch groß sein können) korrekt anzeigen... zu einem solchen Meßverfahren sollten Sie eine Abhandlung verfassen- das könnte Ihnen einen Physikpreis bringen.

Das einzige Verfahren, das ich dazu kenne, ist.... Ablesen von Kondensator- Label.

.........wie es evtl. funktionieren könnte die Kapazität von C's mit Leckstrom zu ermitteln habe ich weiter vorne bereits angedeutet.

1. Schwingkreis aufbauen
2. Mit Frequenzgenerator und Osci die Resonanzfrequenz ermittel
3. Mit Hilfe einiger Schwingkreis-Formeln die Kapazität errechnen, (wenn der Wert der Spule und die Resonanzfrquenz bekannt sind, sollte das eigentlich kein größeres Problem darstellen)

So weit ich es noch in Erinnerung habe, sollte die Ohmsche Komponente des defekten C's keinen Einfluß auf die Resonanzfrequenz haben, sondern nur auf die Güte und Bandbreite eines Schwingkreises, damit dürfte dann der errechnete C-Wert auch der tatsächlichen Kapazität entsprechen.

........oder sehe ich da vielleicht was falsch?

[edi]

Ich schrieb ja nicht, daß es nicht geht. Den Preis kriegen Sie dafür, daß Sie meßtechnisch veifiziert haben, was auf dem Papierlabel aufgedruckt ist.



Ich sehe da irgendwie keinen Sinn drin.

Edi

[röhrenradiofreak]

Ich glaube, wir reden aneinander vorbei.

Natürlich kann man ablesen, was auf dem Kondensator steht (sofern es noch lesbar ist). Aber darum geht es hier gar nicht. Sondern darum, wie man prüfen kann, ob ein (Papier-) Kondensator noch in Ordnung ist. Sofern man ihn nicht sowieso zusammen mit allen anderen austauscht.

Ich wollte mit dieser Messung eigentlich der (auch hier im Forum mehrfach geäußerten) Meinung entgegentreten, man könnte diese Papierkondensatoren durch eine Kapazitätsmessung prüfen. Oder durch eine Widerstandsmessung mit einem Ohmmeter. Dabei habe ich, eher zufällig, entdeckt, dass man, wenn man nicht aufpasst, an diesen Kondensatoren völlig falsche Kapazitätswerte messen kann. Und dies hier zu veröffentlichen, wird doch wohl gerade noch erlaubt sein, ohne getadelt zu werden?!

Lutz

[edi]

Tadeln... möchte ich niemand- bitte nicht so verstehen.

Ein Papierkondensator hat nur eben- einfach keinen (mit normalen Meßgeräten) meßbaren Widerstand zu haben.
Hat er einen- erübrigt sich die Kapazitätsmessung, die ergibt dann sowieso (mit bzw. wegen der üblichen Meßverfahren) nur unsinnige Werte.

Macht man (erst oder nur) die Kapazitätsmessung, und diese ergibt einen einen Wert außerhalb der Toleranz- isser erst recht kaputt.


Ergibt die Kapazitätsmessung einen Wert, der korrekt innerhalb der Toleranz liegt, ist so ein Kondensator als in Ordnung zu betrachten. In diesem Falle wird auch kein Nebenwiderstand/ Reststrom feststellbar sein.

Die von Ihnen bemängelte, durch das Meßverfahren begründete Falschanzeige (extreme Kapazitätserhöhung) infolge Leckstrom bei defekten Papier- C's ist also sogar hilfreich.

Ein Kondensator kann keine höhere Kapazität bekommen. (Durch Alterung/ Veränderung des Dieelektrikums zwar denkbar, aber dies dürfte extrem gering sein).

Ob eine Messung mit einem üblichen Kapazitätsmeßgerät, oder empfindlichen Ohmmeter, oder beiden... da wird jeder seine Präferenzen haben.
Bestimmte Kondensatoren- Bauformen sind für eine gute Restaurierung grundsätzlich, und zwar alle dieser Bauart, zu tauschen, weil sie bei Inbetriebnahme eines Gerätes, das wahrscheinlich jahrelang außer Betrieb war, nun, unter Betriebsbedingungen, sehr schnell sterben werden.

Hatte ich gerade, bei der Restaurierung meines SABA von 1935, ich habe nicht alle C's auf einen Hieb gewechselt, wegen der Zugänglichkeit... Alle C's die an nennenswerter Spannung (Anodenspannungsversorgung, HF- Block- C's an Anoden, Schirmgitter), lagen, fingen dann während der Arbeiten an zu tropfen (Wachs und Teer), oder veränderten Arbeitspunkte (Anode-G1- Koppel- C's). Übrig blieben eigentlich nur zwei Terr- vergossene 35pf- Papier- C's (ja, gab auch Papier- C's mit so geringer Kapazität...), die parallel zu Langwellenspulen lagen, also an keiner nennenswerten Spannung. Diese waren auch noch in Ordnung, habe ich aber im Rahmen der Kondensator- Kur auch getauscht, gegen geeignete Keramik- C's für HF- Stufen.
Das war eine gute Handvoll Kondensatoren inclusive eines Mehrfach- Blocks im Blechgehäuse.

Und ich weiß, welcher C meßmäßig kaputt war (bei einigen isses zu sehen).
Bei Interesse stelle ich die gern für Messungen zur Verfügung. Ich denke, die dürften dabei für einige Überraschungen sorgen. Der Leckstrom ist nämlich nicht an jedem Tag derselbe. Könnte sein, daß bei Ihnen diejenigen, die ich eindeutig als defekt gemessen oder anhand Spannungsmessung als defekt identifiziert habe (Anode/G1), einwandfrei funktionieren.

Hintergrund: Das Dieelektrikum hat durch Sprödewerden der Vergußmasse Kontakt zur Außenluft gehabt- andere Luftfeuchte und Temperatur- andere Werte. Teils zappelt der Zeiger, zeigt keinen konstanten Wert an.

In einem Thread weise ich übrigens auf einige Sorten C's hin, bei denen Sie wahrscheinlich nie einen elektrisch Defekten finden werden: Sikatrop- C's und kleine Einfach- Blockkondensatoren.
Ich bereite da für "Grundlagen" was vor über Kondensatoren- muß da noch Fotos machen.

Ich wünsche ein schönes Wochenende !

Olaf (Edi)

[röhrenradiofreak]

Naja, dann meinen wir annähernd das Gleiche, nur aus etwas unterschiedlichen Sichtweisen.

"Es hat überhaupt keinen Sinn, einen Kondensator, der einen meßbaren Widerstand besitzt, überhaupt an ein Meßgerät zu klemmen." Wenn man die Kapazität genau messen will, ist das richtig, wie auch meine Messungen bewiesen haben.

Mein Anspruch war aber nicht eine genaue Kapazitätsmessung, sondern die Fehlersuche mit den Mitteln, die ein Bastler zur Verfügung hat. Das ist zumeist mindestens ein normales analoges oder digitales Multimeter. Damit kann man diesen Fehler, wie gezeigt, durch eine Widerstandmessung nicht feststellen. Da viele Multimeter einen Strom von 1 µA gar nicht anzeigen können und/oder mitunter keine höhere Spannung für diese Messung zur Verfügung steht, scheidet eine Leckstrommessung ebenfalls oft aus.

Dann ist die Kapazitätsmessung trotz nicht korrekter Ergebnisse tatsächlich das einzige Mittel, den Defekt des Kondensators zu offenbaren. Falsch wäre jedoch, daraus einen der folgenden Schlüsse zu ziehen:
- dass sich die Kapazität tatsächlich in dem Maße erhöht hat, wie das Messgerät anzeigt
- dass die Erhöhung der Kapazität im Radio Funktionsstörungen verursacht oder
- dass der Kondensator im Radio verbleiben kann, wenn die gemessene Kapazität nicht mehr als z.B. 60 % über der Nennkapazität liegt (diese Meinung habe ich hier oder in einem anderen Forum mal gelesen).

Lutz

[edi]

Falsch wäre jedoch...dass die Erhöhung der Kapazität im Radio Funktionsstörungen verursacht

Diese eine der 3 in der Verneinungsform formulierten Schlußfolgerungen ist falsch.
Da eine signifikante Kapazitätserhöhung (also über die Toleranzgrenze) auf Leckstrom zurückzuführen ist, ist so ein Kondensator defekt, und Funktionsstörungen sind natürlich zu erwarten, und werden auftreten.

Nach Murphy's Gesetz genau dann, wenn es Ihnen... am meisten schadet, so etwa, wenn Sie stolz vor Freunden oder Besuchern Ihre besten Geräte vorführen.
Das wären dann glühende G1- Gitter bei Koppel- C's, C's an hohen Betriebsspannungen (Anode, G2) werden nach längerer Betriebszeit heiß und tropfen, abrauchende Widerstände (HF- Block- C's), je nach Größe des Lecks im C.

Nochmal zur Kapazitätsmessung: Ein Kondensator kann nicht plötzlich mehr Kapazität (über die Toleranzgrenze) haben. Die "Platten" weden nicht von allein größer, das Dieelektrikum nicht besser.

Für die Leckstrommessung reicht ein analoges Multi mit einem möglichst hohen Widerstandsmeßbereich i. d. R. aus.

Kritisch im hohen MegOhm- Bereich sind Koppel- C's auf das G1 der nachfolgenden Röhre. Röhren werden mit Spannung, nicht mit Leistung gesteuert... da kann also Anodenspannung der vorhergehenden Röhre auch über einen sehr hohen "Leckwiderstand" im MOhm- Bereich an das G1 der nachfolgenden Röhre gelangen. Ein sehr hochohmiges Voltmeter mißt dann auch tatsächlich eine mehr oder weniger hohe, aber auf jeden Fall positive (oder weitaus niedrigere, als vorgeschrieben, negative) Spannung am G1 der folgenden Röhre.
Der Einfluß eines Koppel- C's mit Leckwiderstand ist jedoch durch Vergleichsmessung der Spannungen an der nachfolgenden Röhre (besonders am Kathodenwiderstand, wenn vorhanden) mit/ ohne Koppel- C eindeutig feststellbar. Ohne Signal darf sich keine Spannung mit/ ohne Koppel- C ändern. Die geringste Änderung -> Koppel- C ist Schrott.

Bei Verdacht einfach wechseln ist die beste Option.

Bestimmte Bauformen (Wachs, Teer, "WIMA- Bonbons", ERO) und uralte Papier- C's sind ohnehin komplett zu tauschen. Keinen einzigen drinlassen. (Tip: einen nach dem anderen, nicht alle auf einmal, auch neue können defekt sein).

Nur Elkos haben extreme Toleranzen von Hause aus (50% für Lade- und Sieb- Elkos sind überhaupt nicht beunruhigend ! Nur für NF- relevante Elkos in hochwertigen NF- Stufen wäre eine Selektion sinnvoll).

Die Kapazität von Elkos wird übrigens auch nicht höher.

Edi

[röhrenradiofreak]

Ich weiß nicht, wie ist es noch formulieren soll, dass es so rüberkommt, wie ich es gemeint habe.

Also nochmal, letzter Versuch: Es gibt einige Leute, die aufgrund der Anzeige des Kapazitätsmessgerätes glauben, dass sich die Kapazität wirklich so stark erhöht hat, und die mangels geeignetem Messgerät den Parallelwiderstand nicht ausmessen können. Und die dann der Meinung sind, dass es die erhöhte Kapazität wäre, die im Röhrenradio Probleme macht.

Wie Du richtig bemerkt hast, ist nicht eine eventuelle Änderung der Kapazität das Problem, sondern der Leckstrom.

Ein analoges Multimeter im Widerstandsmessbereich reicht reicht eben nicht aus, um den Leckstrom zu messen, das habe ich mit meinen Messungen bewiesen. Es sei denn, man hat ein Röhren- oder FET-Voltmeter, das auch noch Widerstände weit über 100 M Ohm anzeigen kann.

Lutz

[edi]

Ich weiß nicht, wie ich es noch formulieren soll, dass es so rüberkommt, wie ich es gemeint habe.

Ist ja schon gut... So formuliert, isses absolut korrekt und kommt richtig rüber.


Ich wünsche einen schönen Sonntag !

Edi

[Ralf]

Ob ein Kondensator im Bezug auf den Leckstrom defekt ist oder nicht, könnte man auch durch Spannungsmessungen im Gerät heraus finden.

Ein Koppel-Kondensator z.B. hat die Aufgabe Gleichspannung von der dahinter liegenden Beschaltung zu trennen. Läge also an so einem Kondensator an beiden Enden Spannung an aufgrund eines zu hohen Leckstromes so müsste er dann erneuert werden.

Liegt ein defekter Kondensator von der Anode irgendeiner Röhre nach Masse, so würde man hier feststellen das die Anodenspannung extrem zu niedrig wäre, auch hier ist ein Austausch unumgänglich.

Werden sämtliche Kondensatoren im HF- und ZF-Teil erneuert so ist es aufgrund dieses extremen Eingriffes auf jeden Fall auch unumgänglich einen kompletten Neuabgleich durch zu führen.

Vor dem unnötigen austausch eines Kondensators sollte man bedenken, das so ein Bauteil neben der gewünschten kapazitiven Komponente auch immer eine ungewünschte induktive Komponente beinhaltet, welche schon bei der Entwicklung einer Schaltung auch immer berücksichtigt wurde. Bei einem alten Papier-Kondensator ist diese unerwünschte Induktivität recht hoch, bei einem neueren Folien-Kondensator schon etwas geringer und bei einem schichtweise aufgebauten Blockkondensator sehr gering. Tauscht man also z.B. einen alten Wickel-Kondensator mit einem neuen Blockkondensator, so kann das unter Umständen einen negativen Einfluss auf die gesamte umliegende Schaltung haben.

Zudem gibt es zu beachten das diese alten Papier-Kondensatoren fast immer Gepolt aufgebaut worden sind, ähnlich wie Elkos. Verwendetet man neuere nicht-gepolte Kondensatoren so können Schwingneigungen auftreten, dessen eigentliche Ursache dann nur schwer zu finden und zu beseitigen ist.

[edi]

@Ralf,

Nur aufgrund des Wechsels der Papier- C's, auch wenn es der komplette Satz eines Gerätes ist, ist kein Neuabgleich nötig- Ausnahme: frequenzbestimmende Papier- C's (Selten, aber die gibt es: Aktuell in meinem SABA: 35cm- Papierkondensator parallel, an mehreren Vorkreis- Spulen).

Bei Restaurierung wird sowieso ein Abgleich vorgenommen, werden nachträglich noch mehrere C's gewechselt, die vielleicht noch nicht im Rahmen der Restaurierung getauscht wurden, ist ein Nachgleich nicht erforderlich.

Eine unerwünschte induktive Komponente der Papier- C's in üblichen Anwendungen dürfte i. d. Regel kein Problem sein. Ihrer Lesart nach sind ja die neuen C's besser (induktivitätsärmer)- sollte also kein Problem sein.

Daß eine induktive Komponente üblicher C's direkt schaltungsmäßig Berücksichtigung fand (Kompensation ?), ist mir nicht bekannt. Ich kann mich nicht erinnern, daß dies irgendwo beschrieben wäre, Man kann ja nur etwas berücksichtigen (kompensieren) das von der Größe her bekannt ist.

Was anderes sind C's bei hohen Frequenzen (KW, UKW und höher), aber da kommen Papier- C's nun wirklich nicht mehr zur Anwendung.

Wir restaurieren Oldies- da ist die volle Kondensator- Kur nicht unnötig. Sämtliche C's bestimmter Bauformen werden mit der Zeit vollständig ausfallen.
Extrem hochohmige Analog- Widerstandsmesser bestätigen den maroden Zustand, wie der Eröffner des Threads mit seinen Messungen bestätigte.

Spannungsmäßige Feststellung defekter Koppel- C's stand schon im Posting von gestern, 11:20, 5. Absatz.
Das ist dann aber schon der finale Defekt eines C's. Nach Möglichkeit möchten wir es nicht soweit kommen lassen, weil die Röhre dahinter dicke Backen macht, und längerer Betrieb dürfte die Lebensdauer der Röhre stark verkürzen. Genau der Grund für die Kondensator- Kur.

Zu berücksichtigen ist, wie PL509 schrieb, keine Polung, sondern die gekennzeichnete Außenseite, (dies ist öfter in NF- Vorstufen mit aufwendigen Klangregelnetzwerken/ Klangregistern von Belang) und ggf. muß aufgrund bestimmter Bauformen eine Schirmung eines C's "nachempfunden" werden.

Edi

[Ralf]

Wer alte Kondensatoren gegen neue Kondensatoren tauscht mit völlig unterschiedlichen unerwünschten Nebenwirkungen im Bezug auf Leckstrom, Induktivität usw., der braucht nicht zu meinen das sich das nicht auch auf die Schaltungeigenschaften auswirke.

Ein Abgleich ist eigentlich mitunter dazu vorgesehen unter anderem die Einflüsse nicht frequenzbestimmender Bauteile zu kompensieren. Hätte man perfekte Bauteile und Baugruppen ohne unerwünschte Nebenwirkungen, dann sollte ein Abgleich eigentlich überflüssig sein, aber diese perfekten Bauteile und Baugruppen gibt es eben nicht.

Klar, das ein Radio nach einer Kondensatorkur noch irgendwie funktioniert, aber eben nur "irgendwie" und nicht "optimal".
.........und PL504 schreibt es ja auch, das man mit einem Nachgleich in der Regel immer noch etwas mehr herauskitzeln kann.
Ich bin nur kein Freund von blinden herum gekurbel an irgendwelchen Spulen ohne genau zu wissen was man da überhaupt macht. Entweder man macht es richtig oder eben gar nicht, alles andere ist herummurkserei!

.......eigentlich sollte nach jeder vernünftigen Reparatur auch ein vernünftiger Abgleich vorgenommen werden, und zwar nach dem tausch der Bauteile, denn nur so stellt man auch sicher, das hinterher auch alles wieder einwandfrei funktioniert. Nur meistens wird so ein abschließender Abgleich (oder zumindest eine Abgleichkontrolle) einfach nicht gemacht, sei es aus Bequemlichkeit oder aus Unkenntnis oder auch einfach nur weil man sich einredet es sei nicht nötig.

Gruß Ralf