Durchführungskondensatoren

Ein preiswertes Mittel zur HF-Filterung hoher Ströme

8. Juli 2014, 10:15 Uhr | Von George M. Kauffman (NexTek)

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Beiträge zur Verlustleistung

Der Durchgangsstrom verursacht einen Spannungsabfall über die durchgehende Elektrode (Bild 3) und damit eine Verlustleistung. In Durchführungskondensatoren mit Nennstrom von 50 A und mehr bestimmt der Durchgangswiderstand maßgeblich die Höhe der Verlustleistung (Tabelle).

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NennstromDurchgangswiderstandVerlustleistung
30 A 8000 µΩ 7,2 W
100 A 1000 µΩ 10 W
400 A 100 µΩ 16 W

Der Durchgangswiderstand der durchgehenden Elektrode wird etwa 10 mΩ beim 30-A-Durchführungskondensator betragen. Bei der 400-A-Version dürfen 100 µΩ jedoch nicht überschritten werden, um die Erwärmung zu begrenzen. Der Tabelle ist zu entnehmen, dass eine Streuung des Widerstands der durchgehenden Elektrode (von 100 µΩ bis zu 8000 µΩ ) bei einem 30-A-Durchführungskondensator nicht kritisch ist. Für die 400-A-Version ist aber wegen der bei 8000 µΩ fast zehnfachen Verlustleistung mit einer Zerstörung durch eine zu hohe Temperatur zu rechnen. Es ist also erstes Ziel für jede Hochstrom-Installation, den Spannungsabfall über dem Durchführungskondensator zu minimieren. Hier sind speziell die Zuleitungen, Kabelschuhe und sonstige verbundene Teile kritisch zu betrachten und es muss auf korrekte Verbindung geachtet werden.

Da ein Durchführungskondensator über eine sehr geringe Serieninduktivität verfügt, kann die zu erwartende Verlustleistung einfach aus dem Produkt von Spannungsabfall und Strom berechnet werden. Den Durchgangsstrom kann man mit herkömmlichen Mitteln messen, aber kontaktlose Stromwandler oder Hall-Effekt-Sonden sind besser geeignet. Manchmal ist es auch notwendig, die Isolation des Kabels zu durchstechen, um einen Kontakt mit dem Kabel in der Nähe des Kabelschuhs herzustellen.

Für eine Abschätzung der zu erwartenden Verlustleistung müssen die Werte der Übergangswiderstände nicht genau bekannt sein. Bei der Suche nach einem Konstruktions- oder Fertigungsfehler kann es sinnvoll sein, die elektrischen Anschlüsse auf beiden Seiten des Durchführungskondensators unter die Lupe zu nehmen. So könnte zum Beispiel der Spannungsabfall zwischen dem oberen Ende der Elektrode und der Kupferschiene deutlich kleiner sein als der vom unteren Ende zum Kupferkabel. Der Grund: Dazwischen befindet sich noch der Kabelschuh.

Grundsätzlich sollte einer Messung des Spannungsabfalls bei Hochstrominstallationen immer die Kontrolle der Güte der leitenden Oberflächen (Oxidation, Korrosion), der Anzugsdrehmomente, der Qualität der Kabelschuhe und deren Anschlag an das Kabel und der Oberflächenbehandlung vorangehen.

Die Messung des Spannungsabfalls kann auch von vorhandenen hochfrequenten Störspannungen beeinflusst werden. Wird die Versorgungsspannung durch starke Störfelder beeinträchtigt, ist es sinnvoll, den Durchgangsstrom nicht als Gleich-, sondern den Effektivwert des Wechselstroms zu bestimmen. Dazu wird eine saubere 50- oder 60-Hz-Wechselspannung angelegt; der Spannungsabfall lässt sich dann mit einer höheren ­Genauigkeit bestimmen. Diese Methode ist auch hilfreich, wenn der Spannungsabfall über den Durchführungskondensator in der realen Installation den Mess­bereich des Messgeräts überschreitet.


  1. Ein preiswertes Mittel zur HF-Filterung hoher Ströme
  2. Hohe Ströme sind problematisch
  3. Beiträge zur Verlustleistung
  4. Verlustleistung durch den hochfrequenten Ableitstrom
  5. Verhalten bei höheren Temperaturen

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