Quelltext der Seite Entstörkondensator

[[Datei:Delta Electronics DPS-350FB A - board 1 - Okaya PA105-3047.jpg|mini|rechts|Entstörkondensator, zentrisches blaues Bauelement, der Sicherheitsklasse X2 in einem Netzfilter.]]
'''Entstörkondensatoren''', auch '''Funk-Entstörkondensatoren''' oder '''Sicherheitskondensatoren''' genannt, sind elektrische [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensatoren]] zur [[Funkentstörung]], beispielsweise in [[Netzfilter]]n. Sie leiten hochfrequente Störsignale, hervorgerufen durch das Betreiben elektrischer oder elektronischer Betriebsmittel, gegen Masse bzw. den Schutzleiter oder gegen den Neutralleiter ab oder schließen sie kurz und bewirken damit die Herabsetzung der [[elektromagnetische Verträglichkeit|elektromagnetischen Störungen]] (EMV).

Entstörung hat zum Ziel, diese Störungen derart herabzusetzen, dass die verbleibenden Störsignale die vorgeschriebenen Grenzen der EMV-Normen [[Europäische Norm|EN]] 61000-6-3 (Wohngebiete) und EN 61000-6-4 (Industrie) nicht überschreiten. Im Bereich von Netzfiltern eingesetzte Entstörkondensatoren dämpfen darüber hinaus [[Netzseite|netzseitige]] [[Überspannung (Elektrotechnik)|Überspannungen]] (Bursts). Entstörkondensatoren werden in bedrahteter Ausführung als [[Keramikkondensator]]en, als Metall-[[Metallpapierkondensator|Papier-Kondensatoren]] (MP-Kondensatoren) und auch als '''m'''etallisierte [[Kunststoff-Folienkondensator#Entstörkondensatoren|'''K'''unststoff-Folienkondensatoren]] mit Poly'''p'''ropylenfolien (MKP-Kondensatoren) und Polyesterfolien (MKT-Kondensatoren, T für (Poly-)'''T'''erephthalat) als Dielektrikum angeboten. Für die [[Surface-mounted device|Oberflächenmontage]] (SMD) sind zertifizierte Keramikkondensatoren (X1/Y2) aus den Keramikmaterialen wie ''C0G'' oder ''X7R'' verfügbar.<ref>{{Internetquelle | url = https://www.mouser.fi/datasheet/2/447/KEM_C1100_CAS_SMD-3316296.pdf | titel = Datasheet SMD MLCC: Safety Certified, CAS, Surface Mount X1/Y2 250 VAC, X2 250 VAC | hrsg = KEMET | datum = 2024-07 | zugriff = 2024-12-07 }}</ref>

== Klassifizierung ==
Zur Abblockung und Bedämpfung von Störsignalen auf Netzzuleitungen von Geräten kommen Entstörkondensatoren zum Einsatz, die je nach Anforderungsprofil in die Klassen X und Y eingeteilt werden.

=== Klasse-X-Kondensatoren ===
[[Datei:X2 capacitors different values.jpg|mini|rechts|X2-Kondensatoren mit verschiedenen Kapazitätswerten]]
Klasse-X-Kondensatoren sind nach IEC 60384-14 elektrische Kondensatoren, die zwischen Außenleiter und Neutralleiter oder zwischen zwei Außenleitern geschaltet werden, und dürfen dort eingesetzt werden, wo es bei einem Schaden (Kurzschluss, Unterbrechung, innere Zerstörung) am Kondensator nicht zu einem gefährdenden elektrischen Schlag kommen kann. Aus der Perspektive der Sicherheit dürfen sie eine beliebig hohe Kapazität haben, aus technischen Gründen bewegt sich der Kapazitätsbereich üblicherweise im Bereich von 100&nbsp;nF bis 1&nbsp;µF.

Es existieren drei verschiedene Klassen von X-Kondensatoren, welche sich in ihren Anforderungen unterscheiden und in nachfolgender Tabelle zusammengefasst sind:

{| class="wikitable"
|-
!colspan="4"| Einteilung von Funk-Entstörkondensatoren der Klasse&nbsp;X
|-
! Unterklasse || Anwendung || Impulsspitzenspannung<br />im Betrieb || geforderte<br />Impulsfestigkeit
|-
| X1 || Einsatz bei hohen Spitzenspannungen || 2,5 kV – 4 kV || 4 kV für C ≤ 1 µF
|-
| X2 || Allgemeine Anforderungen || ≤ 2,5 kV || 2,5 kV für C ≤ 1 µF

|-
| X3 || Allgemeine Anforderungen || ≤ 1,2 kV || –
|}

{{Absatz}}

=== Klasse-Y-Kondensatoren ===
[[Datei:Condensador ceramico.jpg|mini|Y-Kondensator mit Prüfzeichen]]
Klasse-Y-Kondensatoren sind nach IEC 60384-14 Kondensatoren, die zwischen Außenleiter respektive Neutralleiter und berührbarem, schutzgeerdetem Gehäuse angeschlossen werden und somit die Basisisolierung überbrücken. Sie weisen einen speziellen Aufbau, welche eine elektrische und mechanische, überprüfbare Sicherheit aufweist, und eine nach oben begrenzte und zulässige Kapazität auf, da im Falle eines Versagens des Y-Kondensators eine Gefährdung von Personen oder Tieren durch elektrischen Schlag auftreten kann.

Es existieren vier verschiedene Klassen von Y-Kondensatoren, welche sich in ihren Anforderungen unterscheiden und in nachfolgender Tabelle zusammengefasst sind:

{| class="wikitable"
|-
!colspan="4"| Einteilung von Funk-Entstörkondensatoren der Klasse&nbsp;Y
|-
! Unterklasse || Art der überbrückten<br />Isolation || Bemessungs-<br />spannungsbereich<br />(Nennspannungsbereich) || geforderte<br />Impulsfestigkeit
|-
| Y1 || Doppelte oder<br /> verstärkte Isolation || ≤ 500 VAC || 8 kV
|-
| Y2 || Basis- oder<br />Zusatzisolation || ≥ 150 VAC - ≤ 300 VAC || 5 kV
|-
| Y3 || Basis- oder<br />Zusatzisolation || ≥ 150 VAC - ≤ 250 VAC || –
|-
| Y4 || Basis- oder<br />Zusatzisolation || < 150 VAC || 2,5 kV
|}

[[Datei:Entstörkondensatoren4.png|mini|zentriert|600px|Funkentstörung mit X- und Y-Kondensatoren an Geräten mit und ohne Schutzisolierung]]

== Bauformen ==
[[Datei:Entstoerkondensator xy IMGP5363.jpg|mini|XY-Entstörkondensator&shy;satz; das Bauteil enthält drei Konden&shy;satoren: 25&nbsp;nF zwischen den schwarzen Leitern und je 2,5&nbsp;nF zwischen dem grün-&#8203;gelben und je einem schwarzen Leiter]]
Folgende Formen sind üblich:
* X- oder Y-Kondensatoren als Einzelbauelemente mit zwei Anschlüssen.
* XY-Kondensatoren mit drei Anschlüssen als Kombinationskondensatoren mit X- und Y-Kondensatoren in einem Gehäuse. Diese Kondensatoren werden in einem Arbeitsgang gewickelt. Sie sind intern in Stern- oder in Dreieckschaltung miteinander verbunden.

Die Entstörwirkung von Kondensatoren hängt besonders bei hohen Frequenzen stark von deren Bauweise ab. Daher gibt es auch Sonderbauformen:
* [[Durchführungskondensator]]en mit einem hindurchgeführten Leiter für den Betriebsstrom
* Kondensatoren mit zwei Anschlüssen pro Pol
* Kondensatoren mit Stirnflächenkontaktierung des Wickels und flachen Anschlüssen.

{{Absatz}}

== Verwendung ==
[[Datei:MKP Capacitor P10705333b.jpg|mini|Typischer Metallisierter Polypropylen-Folienkondensator (MKP) der Sicherheitsklasse „X2“ in der Beschaltung einer durch Berührung einschaltbaren Leuchte]]
Y-Kondensatoren werden zur Unterdrückung von [[Gleichtaktstörung]]en eingesetzt. Das ist die einzige Ausnahme, wo der Schutzleiter zu anderen Zwecken als für [[Erdung|Schutzerdung]], [[Potentialausgleich]] oder [[Abschirmung (Elektrotechnik)|Abschirmung]] genutzt werden darf. Bei einem „Kurzschluss“ im Kondensator ist der Außenleiter mit dem Schutzleiter und damit mit dem metallischen Gehäuse des Gerätes verbunden (Körperschluss). Daher gelten höhere Sicherheitsstandards als bei X-Kondensatoren, die bei Versagen lediglich einen Kurzschluss auslösen.

X-Kondensatoren werden zur Unterdrückung von [[Gegentaktstörung]]en eingesetzt.

X- und Y-Kondensatoren werden in Geräten zur Verbesserung der Störimmunität und der Verringerung der Störaussendung eingesetzt. Dazu zählen im Besonderen z.&nbsp;B.
* [[Kommutatormotor]]en und Geräte, die solche enthalten ([[Staubsauger]], [[Bohrmaschine]]n, [[Waschmaschine]]n usw.)
* [[Schaltnetzteil]]e und Geräte, die solche enthalten (PC, TV, Monitore)
* Phasenanschnitt-Steuerungen ([[Dimmer]], Leistungssteller mit [[Thyristor]]en oder [[Triac]])
* [[Vorschaltgerät#Elektronische Vorschaltgeräte (EVG)|elektronische Vorschaltgeräte]] und Netzspannungs-Betriebsgeräte für Leuchtdioden.
* X-Kondensatoren werden in [[Kondensatornetzteil]]en eingesetzt, um den Strom zu begrenzen.

{{Absatz}}

== Sicherheit ==
[[Datei:Entstörkondensator,geborsten.jpg|mini|Durch Überspannung geborstener X2-Kondensator]]
Um die Schutzfunktion des Schutzleiters nicht zu gefährden sowie wegen des Betriebes direkt am niederohmigen Netz werden an X- und Y-Kondensatoren erhöhte Schutzanforderungen gestellt, die im Staatsauftrag in Deutschland vom [[Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik|VDE]] und in den übrigen europäischen Ländern von den jeweiligen Landesorganisationen geprüft und zertifiziert werden. Die freigegebenen Kondensatoren durften damit in der Vergangenheit mit den jeweiligen Logos wie z.&nbsp;B. VDE, SEMKO, DEMKO, NEMKO usw. versehen werden. Im Rahmen der Harmonisierung der europäischen Standards einigten sich die Länder der Europäischen Union im Jahre 2000 darauf, die länderspezifischen Sicherheitsvorschriften und deren Zertifikate gegenseitig anzuerkennen und ein gemeinsames Logo ([[ENEC]]) zu benutzen. Trotzdem findet man auch auf neueren Entstörkondensatoren, sofern Platz vorhanden ist, weiterhin zum Teil noch viele unterschiedliche Logos, weil in vielen Staaten des amerikanischen Kontinents die Kondensatoren von den [[Underwriters Laboratories]], kurz UL, zertifiziert werden und auch Kanada und weitere nicht-europäische Länder ihre eigenen Zertifizierungsstellen mit ihren Logos haben.

Die speziellen Schutzanforderungen an die Kondensatoren sind erhöhte Spannungsfestigkeit und hohes Impuls-Stoßbelastungsvermögen. X1-Kondensatoren halten einem Spannungspuls von 4&nbsp;kV stand, X2- von 2,5&nbsp;kV und Y-Kondensatoren dem doppelten Spannungspuls. Außerdem dürfen diese Kondensatoren nach UL bei einer Zerstörung keine Stichflamme emittieren und kein leitendes Material absondern, das an anderer Stelle Kurzschlüsse auslösen könnte. Nichtleitende Teile dürfen nur mit geringer Beschleunigung (keine Explosion) abplatzen.

Bis etwa zum Jahr 1990 konnten nur Keramikkondensatoren<ref>{{Webarchiv|url=http://www.murata.com/products/catalog/pdf/c85e.pdf |wayback=20110915195829 |text=„Safety Recognized“ Keramikkondensatoren der Firma Murata |archiv-bot=2023-12-18 14:21:54 InternetArchiveBot }} (PDF; 1,7&nbsp;MB)</ref> und spezielle [[Metallpapierkondensator|Papier-Kondensatoren]] die erhöhten Sicherheitsstandards für X- und Y-Kondensatoren erfüllen. Die MP-Kondensatoren gelten wegen des harzdurchtränkbaren Papiers bis heute als eine sichere Lösung, weil die vorgeschriebenen Belastungstests den Kondensator höchstens aufblähen. Die Zerstörung findet immer innerhalb der Umhüllung statt. Ab 1990 kam es zur Entwicklung spezieller [[Kunststoff-Folienkondensator]]en (MKP- und MKT-Kondensatoren), die ebenfalls entsprechende Zertifizierungen aufweisen. Im Gegensatz zu den MP-Kondensatoren wird bei MKP- und MKT-Kondensatoren das Gehäuse des Kondensators mit Kunststoff-Folien bei der Belastungsprobe fast immer zerstört, womit Sauerstoff an die Schadstelle (Bereich des Lichtbogen) gelangen kann. Durch die seit der Existenz solcher Sicherheitskondensatoren geübte strenge Interpretation der Vorschriften sind deshalb Kunststoff-Folienkondensatoren für diese Anwendung nicht unumstritten.<ref> {{Webarchiv |url=http://www.wima.de/DE/flammability.htm |text=Studie der Firma WIMA zur Entflammbarkeit von Funk-Entstörkondensatoren |wayback=20070228004957 |archive-today=}} abgerufen am 19. November 2019.</ref>

Im Rahmen der Miniaturisierung in der Industrie gewinnen die oberflächenmontierbaren [[Surface Mounted Device|SMD]]-Bauformen eine immer größere Bedeutung. Das gilt auch für Entstörkondensatoren, welche als SMD-Keramikkondensator aufgebaut sind und welche im Gegensatz zu herkömmlichen SMD-Keramikkondensatoren intern im Keramiksubstrat durch eine [[Reihenschaltung#Kondensatoren|Reihenschaltung]] mehrerer Kondensatoren gebildet werden.

{{Absatz}}

== Normung ==
Die Bedingungen für die Prüfungen und Messungen der elektrischen und mechanischen Parameter zur Zulassung der Funk-Entstörkondensatoren im europäischen Bereich (ENEC) sind festgelegt in der Norm DIN IEC 60384-14.

== Geschichte ==
In den 1950er Jahren wurden Entstörkondensatoren nach VDE 0870 geprüft.<ref name="KWH1959">VEB Keramische Werke Helmsdorf: "Hochfrequenz Kondensatoren." Hermsdorf-Klosterlausnitz 1959.</ref> In den 1970er Jahren gab es nur eine Klasse X und eine Klasse Y als spezielle Kategorien für Entstörkondensatoren. Für die Klasse X galten die Bestimmungen der VDE 0560-7, wobei die Klasse Y auch die Anforderungen der VDE 0560 Teil 7/11.67 erreichen musste.<ref name="Mullard1981">{{Literatur | Titel=Components, materials and assemblies. Capacitors Resistors | Verlag=Burrup, Mathieson & Co | Ort=England | Datum=1981 | Reihe=Mullard technical handbook | NummerReihe=3 | BandReihe=1 | HrsgReihe=Mullard | Seiten=B-330-1 und C-660-1 | Sprache=en | Online=[https://archive.org/details/MullardBook3Part1ComponentsMarch1981 Online] | Abruf=2017-01-16 }}</ref>
Die damalige Klasse X entspricht der heutigen Klasse X2.

== Literatur ==
* Hans Loth [Roederstein]: ''Filmkondensatoren''. Die Bibliothek der Technik, Verlag moderne Industrie, ISBN 3-478-93046-4
* DIN EN 60940 (VDE 0565) ''Leitfaden für die Anwendung von Kondensatoren, Widerständen, Drosseln und vollständigen Filtereinheiten zur Unterdrückung elektromagnetischer Störungen''. 11/2015, [https://www.vde-verlag.de/normen/0500062/din-en-60940-vde-0565-2015-11.html vde-verlag.de]

== Weblinks ==
{{Commonscat|Suppression capacitors|Entstörkondensator}}
* [https://www.iequalscdvdt.com/ Einführung in die Kondensatoren]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Entstorkondensator}}
[[Kategorie:Kondensator (Elektrotechnik)]]
[[Kategorie:Elektromagnetische Entstörung]]