Перейти к содержанию

Помехоподавляющие конденсаторы классов X и Y

В сетевом фильтре нельзя ставить первый попавшийся конденсатор на 400 В. Конденсаторы, включённые прямо в сеть, испытывают по отдельному стандарту безопасности и делят на классы X и Y в зависимости от того, чем грозит их отказ.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Помехоподавляющие конденсаторы классов X и Y (EMI suppression capacitors) — конденсаторы, которые включают прямо в сеть для подавления помех. Они постоянно находятся под сетевым напряжением и под импульсами от грозы и коммутации, поэтому их испытывают по стандарту безопасности IEC 60384-14 (в Европе EN 60384-14, в США — UL 1414 и UL 1283) и делят на два класса по тому, чем опасен их отказ (TDK, разд. 1–2).

Класс X

X-конденсатор включают между фазами или между фазой и нейтралью; он замыкает помеху, действующую между проводами сети. Его отказ коротким замыканием не грозит ударом током, но может вызвать пожар, поэтому ёмкость X-конденсатора стандарт не ограничивает (Vishay). Подклассы различаются импульсами, которым конденсатор подвергается в сети:

ПодклассИмпульсы в работеИспытательный импульс
X1от 2,5 до 4 кВ4 кВ (ёмкость до 1 мкФ)
X2до 2,5 кВ2,5 кВ (ёмкость до 1 мкФ)
X3до 1,2 кВбез испытания

Класс Y

Y-конденсатор включают между фазой или нейтралью и корпусом или защитной землёй; он подавляет синфазную помеху. Пробой Y-конденсатора выводит сетевое напряжение на корпус, которого может коснуться человек, поэтому требования к нему строже, а ёмкость ограничена: так стандарт ограничивает ток через конденсатор и энергию, запасённую в нём (TDK, разд. 2.2).

ПодклассКакую изоляцию шунтируетНапряжение сетиИспытательный импульс
Y1двойную или усиленнуюдо 250 В по таблице подклассов (в таблице испытаний TDK — до 500 В)8 кВ
Y2основную или дополнительную150–250 В5 кВ
Y3основную или дополнительную150–250 Вбез испытания
Y4основную или дополнительнуюдо 150 В2,5 кВ

Через Y-конденсатор на корпус постоянно течёт ток. Для 4,7 нФ при 230 В 50 Гц реактивное сопротивление около 677 кОм, ток — около 0,34 мА (наш расчёт). Конденсаторы X и Y выпускают и в одном корпусе — их называют XY (Vishay).

Испытания

Кроме импульса, стандарт требует испытания на ресурс — 1000 часов при верхней температуре категории и напряжении 1,25 номинального для X и 1,7 номинального для Y, с ежечасным подъёмом до 1000 В на 0,1 с, — и испытания на возгорание: на конденсатор под номинальным напряжением подают 20 импульсов (2,5 кВ для X2, 5 кВ для Y2), и марля вокруг него не должна загореться (TDK, разд. 3). Повторять испытание на электрическую прочность у себя TDK не рекомендует: оно может повредить конденсатор.

Как выбрать

Класс, номинальное напряжение и знаки одобрения (ENEC, UL) указаны на корпусе и в даташите. В сетевой фильтр ставят только сертифицированные X- и Y-конденсаторы; обычный плёночный конденсатор того же напряжения их не заменяет. Конденсатор в гасящей цепи бестрансформаторного питания тоже работает под сетевым напряжением — пример расчёта есть в калькуляторе гасящего конденсатора. Плёночные конденсаторы и сетевые фильтры разбирает статья «Конденсаторы», природу помех — термин ЭМП.

Не путать классы X и Y с кодами керамики X7R и X5R — это класс диэлектрика, он описывает температурную стабильность, а не безопасность. И не путать с категориями измерений CAT — это классы стойкости измерительных приборов к импульсам, а не конденсаторов.

Частые вопросы

Чем конденсатор X отличается от Y?

Местом включения и последствиями отказа. X ставят между фазой и нейтралью: если он пробьётся, будет короткое замыкание и возможен пожар, но не удар током. Y ставят между сетью и корпусом или землёй: его пробой выведет сетевое напряжение на корпус, поэтому требования к Y строже, а ёмкость ограничена (TDK, разд. 2).

Можно ли вместо X2 поставить обычный плёночный конденсатор на 630 В?

Нет. Класс X2 означает, что конденсатор выдерживает импульсы до 2,5 кВ, прошёл испытание на ресурс при повышенном напряжении и испытание на возгорание при перегрузке. У обычного конденсатора таких гарантий нет, даже если его номинальное напряжение выше.

Можно ли поставить Y1 вместо Y2?

Требования к Y1 строже: он допускается в обход двойной или усиленной изоляции и испытывается импульсом 8 кВ против 5 кВ у Y2, поэтому Y1 на то же напряжение обычно ставят вместо Y2, но не наоборот (наш вывод из таблицы подклассов TDK; окончательно решают требования стандарта на изделие). Ёмкость при этом должна остаться той же, что задана в схеме, — от неё зависит ток через конденсатор на корпус.

Источники

  1. TDK (EPCOS). Film Capacitors — EMI suppression capacitors, General / Standards, June 2018 — разд. 1: стандарты IEC 60384-14:2013 / EN 60384-14:2014, UL 1414 (до 1 мкФ, 85 °C, 250 В AC), UL 1283; разд. 2.1: X — между фазами или фазой и нейтралью, отказ без опасности удара током, но с риском пожара; X1 2,5 < Vp ≤ 4,0 кВ (импульс 4 кВ при C ≤ 1 мкФ), X2 Vp ≤ 2,5 кВ (2,5 кВ), X3 ≤ 1,2 кВ (без испытания); разд. 2.2: Y — между фазой или нейтралью и землёй, отказ опасен ударом, ёмкость ограничена, чтобы уменьшить ток и запасённую энергию; Y1 — двойная или усиленная изоляция, до 250 В по таблице подклассов, 8 кВ; таблица испытательных напряжений: Y1 — номинал до 500 В (4000 В AC), Y2 — до 300 В; Y2 — основная или дополнительная, 150–250 В, 5 кВ; Y3 — 150–250 В, без импульсного испытания; Y4 — до 150 В, 2,5 кВ; разд. 3: ресурс 1000 ч при 1,25 U (X2) и 1,7 U (Y2) с ежечасным подъёмом до 1000 В на 0,1 с; испытание на возгорание — 20 импульсов 2,5 кВ (X2) и 5 кВ (Y2), марля вокруг не должна загореться
  2. Vishay. Radio Interference Suppression Capacitors — Introduction, Document Number 27623, Revision 29-Sep-08 — с. 2: X — across the line, ёмкость не ограничена, отказ коротким замыканием не ведёт к удару током; Y — line bypass, между токоведущим проводом и металлическим корпусом, который можно коснуться, подавляет несимметричную помеху; XY — оба в одном корпусе; с. 3: подклассы X1–X3, Y1–Y4, ENEC, UL 1414 и UL 1283; с. 4: импульс 1,2/50 мкс; ресурс 1000 ч при 1,25 U<sub>R</sub> (X) и 1,7 U<sub>R</sub> (Y)

Нашли ошибку?

Смотрите также