Сьогодні ми дізнаємось більше про конденсатори класів X і Y, де вони застосовуються і чому їх називають «захисними» конденсаторами.
Особливий клас конденсаторів
Конденсатори класів X і Y сертифіковані на безпеку і, як правило, розроблені для фільтрації змінного струму в багатьох електронних пристроях. Ці захисні конденсатори також відомі під іншими назвами, зокрема як конденсатори для придушення ЕМЗ/РЧЗ (електромагнітних завад / радіочастотних завад) (англ. EMI/RFI suppression capacitors) та як захисні конденсатори фільтра змінного струму.
Приклад конденсатора класу Y. Зображення з цього розбору.
Довідка
Невеликий але важливий відступ від теми - заплутана система назв провідників мережі 220\230V:
Українська термінологія:
"Фаза" - це провідник в електричній системі, який несе змінну напругу. Фаза, як правило, має напругу відносно нуля та інших фаз. Вона є активною частиною електричного ланцюга, яка забезпечує енергією роботу електричних пристроїв. Фаза зазвичай має певне колірне маркування, наприклад, це може бути коричневий або чорний провід.
"Нуль" - це також провідник, який несе змінну напругу, але він зазвичай має нульовий потенціал щодо землі. Нуль служить для повернення струму та забезпечення замкненого ланцюга. Нуль має кольорове маркування і найчастіше це синій провід. У деяких країнах нуль також може називатися "нейтраллю".
"Земля" - це провідник або металева структура, яка використовується для з'єднання із землею або земельною площиною. Земля служить для забезпечення безпеки у разі короткого замикання або інших несправностей електричної системи. Вона запобігає утворенню небезпечної напруги на корпусі електричних пристроїв і може використовуватися для заземлення.
А тепер для розуміння англомовних термінів:
(їх можна було б перекласти українською на потреби цієї статті, але в інтернеті багато матеріалів з їх використанням, тому знати дві термінології краще ніж лише одну)
Англомовна термінологія:
"Line", L - Фаза
"Neutral", N - Нуль
"Ground", G - Земля
"Live" - живий дріт, НЕ Земля, Фаза та Нуль разом, тобто два дроти живлення, зручно для позначення коли ми не знаємо який з них заземлений або якщо вони не заземлені зовсім, носії струму.
Історичні зміни термінів в Американських стандартах
Різниця між X та Y
Ось для чого нам потрібна ця термінологія тут:
Для того щоб ці конденсатори могли виконувати свої функції фільтрації ЕМЗ/РЧЗ, вони безпосередньо підключаються до входу змінного струму в пристрої, тобто до Фази та Нуля, а також до Землі.
Але, як наслідок, через це пряме підключення до напруги змінного струму, конденсатори можуть піддаватися перенапрузі та/або імпульсній перенапрузі — ударам блискавки, стрибкам напруги в мережі. Тому вихід з ладу конденсатора — цілком реальна можливість.
Але вони створені так щоб псуватись "безпечно".
Деякі конденсатори ставляться між Фазою та Нулем для фільтрацій стрибків напруги живлення.
Для цього існує X-конденсатор, також відомий як "поперечний", "across the line capacitor".
"Х" у випадку пошкодження вийде з ладу у вигляді короткого замикання.
Така відмова, у свою чергу, спричинить спрацювання захисту перевищення струму, такого як запобіжник або автоматичний вимикач. Тому відмова конденсатора в такому режимі не спричинить небезпеки ураження електричним струмом та заблокує надходження надвеликої напруги до основних ланцюгів прибору.
Інші ж конденсатори ставляться між лінією та землею, тобто від між Фазою та Землею, або між Нулем та Землею, деколи і так і так - вони слугують захистом від високочастотних шумів, або радіочастотних шумів.
Для такого застосування існує Y-конденсатор, також відомий як «конденсатор від лінії до землі» або "line to ground capacitor".
"У" у випадку пошкодження вийде з ладу у вигляді розриву провідника.
У разі відмови ваш електронний пристрій буде підданий дії шумів і завад, які зазвичай відфільтровує конденсатор, але (!), якби він "згораючи" залишав по собі коротке замикання, це могло б призвести до смертельного ураження електричним струмом через втрату заземлення або контактом Фази на корпус пристрою.
Розміщення захисних конденсаторів класів X (CX) і Y (CY). Зображення адаптовано з матеріалів виробника Kemet (PDF).
Класифікація конденсаторів класів X і Y
Конденсатори класів X і Y класифікуються відповідно до:
їх пікової напруги / номінальної напруги
пікової імпульсної напруги, яку вони можуть безпечно витримувати.
Наведені нижче таблиці 1 і 2 підсумовують підкласи конденсаторів класів X і Y.
Таблиця 1. Рейтинги підкласів класу X
Таблиця 2. Рейтинги підкласів класу Y
Відповідно до таких міжнародних стандартів, згідно з виробником Kemet (PDF):
UL 1414: Американський стандарт для застосувань поперек лінії.
UL 1283: Американський стандарт для фільтрів електромагнітних завад.
CAN/CSA C22.2 No.1: застосування поперек лінії
CAN/CSA 384-14: застосування поперек лінії
Застосування конденсаторів класів X і Y
Підкласи X2 та Y2 — найпоширеніші серед сертифікованих на безпеку конденсаторів. Залежно від вашого застосування та вимог, ймовірно, саме вони вам і знадобляться. Конденсатори безпеки X2 і Y2 використовуються в більшості звичайних побутових приладів, які працюють від звичайних розеток змінного струму. Щоб уникнути непорозумінь, слід обирати конденсатори класів X і Y відповідно до призначення та вимог вашого пристрою.
У той час як конденсатори X2 і Y2 підходять для побутових застосувань, конденсатори класів X1 і Y1 використовуються в промислових умовах. Наприклад, конденсатор безпеки підкласу X1 застосовується в промислових світильниках, підключених до трифазної лінії.
Звісно, ви завжди можете використати підкласи X1 і Y1 у непрофесійних або побутових застосуваннях, але це обійдеться дорожче, а більші габарити можуть бути незручними.
Можливо, ви спитаєте: чи можна взаємозамінювати конденсатори X2 і Y2?
Конденсатор Y2 можна безпечно використовувати замість конденсатора X2, але конденсатор X2 не слід використовувати замість Y2. Це тому, що, хоча конденсатор типу X2 і працював би й фільтрував завади належним чином, він не відповідав би стандартам безпеки для з’єднання лінії із землею. Конденсатори безпеки Y2 є більш міцними, можуть витримувати вищі пікові імпульсні напруги і сконструйовані для розриву від пошкодження, на відміну від замиканні від пошкодження.
Також існують захисні конденсатори, які поєднують у собі характеристики типів X і Y, тобто вони відповідають вимогам і стандартам безпеки як X, так і Y. Тож, наприклад, комбінація X1/Y1 просто означає, що конденсатор можна використовувати як X1 (між Фазою та Нулем) або як Y1 (між Фазою\Нулем та Землею). Приклади включають:
Vishay (PDF) пропонує свій конденсатор VY2 класу X1 (440 В змінного струму) / класу Y2 (300 В змінного струму). Див. рисунок 3 нижче.
Kemet (PDF) пропонує комбінації класів X1/Y1 та X1/Y2.
Захисний конденсатор класу X1/Y2 від Vishay
Логотипи та маркування сертифікації безпеки
Усі сертифіковані на безпеку конденсатори мають мати відповідні логотипи/символи на своєму корпусі.
Див. рисунок 4 нижче як приклад і рисунок 5 — для тлумачення/опису цих логотипів:
Захисний конденсатор із правильними маркуваннями логотипів. Надано DXM Technology
Позначення сертифікації та їх пояснення. Надано DXM Technology.
Підсумок
Оскільки конденсатори класів X і Y мають бути безпосередньо підключені до ліній змінного струму для виконання своїх функцій фільтрації ЕМЗ та РЧЗ, вони мають бути оцінені й сертифіковані як «захисні конденсатори».
Обидва класи — X і Y — мають підкласи: X1, X2, X3 та Y1, Y2, Y3, Y4. Підкласи X2 і Y2 — найпоширеніші для застосувань, що використовують 120 В змінного струму (США) або 220/240 В змінного струму (Європа). Також доступні комбіновані конденсатори X/Y, тож, можливо, варто розглянути варіант використання саме таких.
Який би захисний конденсатор ви не обрали, переконайтеся, що він має всі необхідні маркування, що підтверджують його сертифікацію безпеки.
Джерела:
Line & Neutral Or Live & Neutral ? - Youtube John Ward (jwflame)
Safety Capacitors First: Class-X and Class-Y Capacitors - All About Circuits
Що таке «фаза», «земля» та «нуль»? - E7.com.ua
