Высоковольтные конденсаторы

В современных высоковольтных (ВВ) электрических приборах невозможно обойтись без специальных конденсаторных изделий, рассчитанных на высокое напряжение. Примером таких устройств являются катушки Тесла, умножители напряжения, телевизоры старого образца и импульсные установки типа лазеров. Конструкция высоковольтных приборов в корне отличается от обычных деталей тем, что доступ к ним должен быть строго ограничен.

Образец высоковольтного «кондёра»

Найти некоторые из этих изделий в открытой продаже совсем непросто, но при тщательном поиске в Интернете сделать это удаётся.

Виды ВВ конденсаторов

Высоковольтные конденсаторы выпускаются в самых разных исполнениях, однако по используемому при изготовлении материалу их условно можно разбить на следующие типовые группы:

• Керамические;
• Металлизированные, бумажные и металлобумажные (или плёночные) конденсаторные изделия;
• Специальные масляные и вакуумные.

В соответствии со своим воздействием на рабочие цепи все они делятся на фазосдвигающие элементы и на не изменяющие фазу напряжения изделия. В технической литературе фазосдвигающий конденсатор нередко встречается под названием косинусный, поскольку при его включении происходит изменение реактивных параметров сети.

Наиболее распространены на практике конденсаторы, изготовленные на основе керамики.

Керамические изделия

Под высоковольтными изделиями из керамики в первую очередь подразумеваются импульсные конденсаторы, рассчитанные на предельные напряжения от 500 до 1000 кВ при частоте сигнала до 500 Герц.

Типичными представителями таких деталей являются К75-25 (15). Их номинальные величины могут иметь значения от 2-х до 25-ти нФ, а исполнение корпуса соответствует стандарту. Эти изделия очень часто используются в высоковольтных источниках и силовой электронике, а также при изготовлении известных многим катушек Тесла.

К этому же классу ВВ «кондёров» можно отнести следующие позиции:

• Изделия марки K15-4, выпускаемые в керамических корпусах зелёного цвета и нередко встречающиеся в генераторах строчной развёртки старых моделей телевизоров. Они, как правило, имеют небольшую ёмкость и рассчитаны на довольно высокие напряжения. Что касается сферы применения, то их нередко можно встретить в таких известных конструкциях, как генераторы Маркса (разновидность катушки Тесла);
• K15-5 – это небольшие по размеру плоские элементы с характерной «рыжей» расцветкой. Они отличаются нестабильностью своего значения и очень часто выходят из строя при работе в не предназначенных для них цепях. Эти изделия рекомендуется устанавливать только в ВЧ фильтрах. Как правило, они рассчитаны на рабочее напряжение до 6,3 киловольта;
• Продолжением этой серии считается марка К15-10, образцы которой не предназначаются для функционирования при значительных частотах (не более десятков Герц). Внешний вид этого изделия представлен на фото ниже;

Внешний вид К15-10

• Их рабочее напряжение, как правило, не превышает 50 кВ. При необходимости установки в цепи с большими потенциалами конденсаторы обычно погружаются в ёмкость с маслом, что позволяет избежать поверхностного пробоя;
• Ещё одно наименование из этой группы – КВИ-3, относится к дисковидным керамическим изделиям, отличающимся сравнительно высокой ценой. Поэтому в настоящее время они практически не применяются;
• Все конденсаторы типа К15 напоминают по внешнему виду КВИ-3, но отличаются от них особенностями своей конфигурации. В сравнении с предыдущей позицией они имеют более широкий диапазон номиналов и размеров.

К этой же категории следует отнести изделия под наименованием «К15У», имеющие форму трубки с небольшими утолщениями по концам. Эти изделия чаще всего используются в передающей аппаратуре, рассчитанной на значительные выходные мощности.

Изделие К15У-2

Металлизированные и бумажные (плёночные) конденсаторы

К этому классу ВВ изделий относятся пленочные конденсаторы типа К73-14, устанавливаемые в выпрямительных цепях и рассчитанные на напряжение вплоть да 25 кВ. Они отличаются высокими показателями собственной индуктивности и могут достигать больших номинальных значений, обеспечивающих хорошую фильтрацию во входных цепях. Ещё одной распространённой областью их применения является производство электронных умножителей напряжения.

Типичными представителями таких изделий являются конденсаторы из следующего ряда номиналов и предельных напряжений: 2200 пФ на 25 киловольт, 16 кВ 2200 пФ и подобные им.

К той же категории можно отнести изделия марки К41-1а – это совершенно неприметные по внешнему виду бумажные конденсаторы, рассчитанные на большие номиналы и напряжения. Их допускается применять как в фильтрующих цепях на 50 Гц, так и в электронных удвоителях напряжения.

Дополнительная информация. Номинальные значения их ёмкости выбираются в зависимости от допустимого для данной схемы размера.

Этот список можно дополнить такой позицией, как конденсатор мбгч, расшифровывающийся как металлизированный, бумажный, герметизированный и частотный. Несмотря на свои сравнительно невысокие показатели (они рассчитаны на работу в импульсных пусковых цепях до 1000 Вольт), эти изделия широко применяются в современном производстве.

Конденсаторы МБГЧ

Бумажные конденсаторы могут устанавливаться в цепях как постоянного тока (в качестве фильтрующих элементов), так и в схемах, работающих с переменными или пульсирующими токами.

Допустимое отклонение по ёмкости, которое обеспечивает металлобумажный конденсатор, от номинального значения обычно не превышает ±10% или ±20%.

Масляные и вакуумные образцы

К этой группе, в первую очередь, следует причислить изделия марки «КБГ-П», предназначенные для работы в специальных фильтрующих цепочках и множителях напряжения.

Самые распространенные в работе номиналы: 0,1 и 1 мФ (на напряжения от 5-ти до 20 кВ).

Изделия под обозначением К41И-7 также относятся к разряду масляных, однако, в отличие от уже рассмотренных образцов, чаще всего применяются в схемах накачки лазерных излучений. При своих небольших габаритах и массе они обеспечивают «приличные» по величине разрядные токи до 200 Ампер. Самый распространённый номинал деталей этого типа – 100 мкФ на 5 киловольт.

И, наконец, вакуумные конденсаторы, выпускаемые как в постоянном, так и в переменном исполнении (подстроечные конденсаторы). Их основное преимущество – это отсутствие привычных для изделий данного класса диэлектрических потерь. Благодаря этому они могут функционировать в любых частотных режимах и при практически любых предельных напряжениях.

Вакуумный конденсатор

К недостаткам этих уникальных изделий следует отнести их хрупкость и сравнительно небольшую емкость. При необходимости приобрести такие изделия для технических нужд самое разумное решение – выбор ВВ конденсатора марки «КП» (переменной ёмкости).

Конденсаторы биполярного типа и другие

Так называемые «биполярные конденсаторы» относятся к разряду специальных электролитических изделий, которые можно включать в цепи питания любой полярности. В отличие от специализированных полярных изделий, их иногда ещё называют неполярными.

Подобно им они способны накапливать значительный электрический заряд и чисто номинально могут быть отнесены к категории высоковольтных конденсаторных изделий. При этом предельное постоянное напряжение, которое они способны выдерживать, может достигать 500-1000 Вольт.

Также следует обратить внимание на группу специализированных изделий, не подпадающих под какую-то определённую категорию, но при этом относящихся к разряду высоковольтных. В первую очередь, это лавсановые конденсаторы, при изготовлении которых используются такие составляющие, как полиэтилен и фольга (их обозначение К73-14). Эти изделия широко применяются в радиолюбительской практике, а также в различных образцах медицинской техники.

В заключение обзора отметим, что к рассматриваемой здесь группе также можно отнести фторопластовые конденсаторы марки ФГТ-И, которые давно сняты с производства, но до сих пор применяются в высоковольтных разрядных и силовых цепях.

Видео