Koronaentladung im Vakuumkondensator

 

Das Konfitürenglas oben im Bild ist ein variabler Vakuumkondensator. 10 - 500pF, 10kV, aus russischer Produktion. Es ist der Abstimmkondensator meiner Magnet Loop Antenne. Wenn ich sende, leuchtet sein Inneres so hell, dass man den violett weißen Schein auch bei Tageslicht gut sehen kann. Schon bei 10 bis 20 Watt beginnt das Leuchten. Zugleich steigt das SWR der Antenne in den roten Bereich.

Man könnte natürlich Radio Eriwan fragen, was da los ist. Doch heutzutage fragt man am besten eine künstliche Intelligenz. Das habe ich getan und so entstand folgender Dialog:

Meine Frage:

Ich verwende einen Vakuumdrehkondensator (Glastyp) für meine Sendeantenne, eine Magnetschleife. Bei angelegter Hochfrequenzleistung leuchtet das Innere des Kondensators violett. Was könnte das sein?

Die Antwort der KI:

Wenn das Innere Ihres Vakuumdrehkondensators violett leuchtet, wenn Hochfrequenzstrom angelegt wird, könnte dies auf ein Phänomen hinweisen, das Vakuumdurchbruch oder Vakuumentladung genannt wird. Ein Vakuumdurchbruch tritt auf, wenn die elektrische Feldstärke im Inneren des Kondensators die Durchbruchstärke des Vakuums zwischen den Kondensatorplatten übersteigt.

Beim Durchbruch kommt es zu einer elektrischen Entladung in Form eines glühenden Plasmas. Die violette Farbe, die Sie beobachten können, ist typischerweise mit der Ionisierung von Gasmolekülen oder Verunreinigungen im Vakuum verbunden. Je nach Gaszusammensetzung und Druck im Kondensator kann die Entladung Licht mit verschiedenen Wellenlängen erzeugen.

Ein Vakuumdurchbruch ist bei Vakuumkondensatoren unerwünscht, da er zu Energieverlusten, Lichtbogenbildung und möglicherweise zur Beschädigung des Kondensators führen kann. Es ist wichtig, Vakuumkondensatoren innerhalb ihrer angegebenen Spannungs- und Stromwerte zu betreiben, um einen Vakuumdurchbruch zu verhindern und ihre ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten.

Wenn bei Ihrem Vakuumkondensator ein Vakuumdurchbruch auftritt, sollten Sie die Betriebsbedingungen, wie z. B. Spannung und Stromstärke, überprüfen und sicherstellen, dass sie innerhalb der Spezifikationen des Kondensators liegen. Untersuchen Sie den Kondensator außerdem auf Anzeichen von Schäden oder Verunreinigungen, die zum Ausfall beitragen könnten. Wenn das Problem weiterhin besteht, muss der Kondensator möglicherweise ausgetauscht oder ein qualifizierter Techniker hinzugezogen werden.

Meine Frage:

Der Vakuumkondensator ist für 10 kV ausgelegt. Ich lege nicht mehr als 2 kV an, wenn das violette Leuchten beginnt. Glauben Sie, dass das Vakuum noch vorhanden ist oder hat der Kondensator ein Leck und hat Luft aufgenommen?

 
Die Antwort der KI

Wenn Sie ein violettes Leuchten im Inneren des Vakuumkondensators bei Spannungen unterhalb seiner Nennspannung (2 kV im Vergleich zu seiner Nennspannung von 10 kV) beobachten, deutet dies auf ein Problem mit der Vakuumintegrität oder ein mögliches Leck im Kondensator hin.

Normalerweise ist ein Vakuumkondensator so konstruiert, dass zwischen seinen Platten eine Vakuumdichtung aufrechterhalten wird, um den Zusammenbruch und die Ionisierung von Gasmolekülen im Inneren zu verhindern. Wenn die Vakuumversiegelung beeinträchtigt ist oder Luft in den Kondensator eingedrungen ist, kann dies zu elektrischen Entladungen und dem von Ihnen beobachteten violetten Leuchten führen.

Um festzustellen, ob das Vakuum im Inneren des Kondensators noch besteht oder ob ein Leck vorliegt, können Sie einige Prüfungen durchführen:

Visuelle Inspektion: Untersuchen Sie den Kondensator auf Anzeichen von physischen Schäden, Rissen oder sichtbaren Lecks. Achten Sie auf Dichtungen, Anschlüsse und die Glashülle, wenn es sich um einen Glasdrehkondensator handelt.

Vakuumpumpentest: Wenn Sie Zugang zu einer Vakuumpumpe haben, können Sie diese an den Kondensator anschließen und versuchen, die restliche Luft oder das Gas abzusaugen. Überwachen Sie das Vakuumniveau und achten Sie auf einen deutlichen Druckanstieg, der auf ein Leck hinweist.

Leckstromtest: Messen Sie den Leckstrom über dem Kondensator bei verschiedenen Spannungswerten. Ist der Leckstrom hoch, könnte dies auf ein Leck oder Durchschlagspfade hinweisen.

Auswechseln des Kondensators: Wenn Sie die oben genannten Prüfungen durchgeführt haben und ein Leck oder ein beeinträchtigtes Vakuum vermuten, ist es ratsam, den Kondensator durch einen neuen zu ersetzen, der die Vakuumintegrität gewährleistet.

Es ist wichtig, Hochspannungskomponenten mit Vorsicht zu behandeln und Ihre eigene Sicherheit zu gewährleisten, wenn Sie Tests durchführen oder den Kondensator austauschen. Wenn Sie unsicher sind, ob Sie diese Tests selbst durchführen können, sollten Sie einen qualifizierten Techniker oder einen Experten für Hochspannungssysteme hinzuziehen.

Soweit das Gespräch mit der künstlichen Intelligenz Chat.openai.com.

Der Kondensator ist also futsch, das schleckt keine Geiss weg. Irgendwie ist ihm sein Vakuum abhanden gekommen. Wieso und warum ist für mich nicht ersichtlich. Schäden sind keine zu entdecken. Glücklicherweise ist es mein Reserve-Kondenser. Er lag bisher in der Schublade und ist mir durch eine gräuliche Verfärbung des Kupfers in seinem Innern aufgefallen. Darum habe ich ihn zum Test mal an meine Loop gehängt. Mehr Leistung wollte ich ihm nicht geben, nachdem das Leuchten einsetzte. Aus Rücksicht auf den teuren Endtransistor meines IC-7700. Interessant wäre es aber schon gewesen, zu beobachten wann bei höherer Leistung ein richtiger Durchschlag erfolgt. 

Beide Kondensatoren habe ich direkt aus Russland gekauft, als das noch möglich war. Sie waren original verpackt und offensichtlich ungebraucht: NOS: New Old Stock. Bisher hat sich einer der beiden bestens bewährt und Durchschläge oder Koronaentladungen konnte ich bei ihm nicht feststellen. Auch nicht bei den maximal 200 Watt, die der Icom IC-7700 aufbieten kann.

Da nun der Reserve-Kondensator unbrauchbar ist, ist es Zeit, Ersatz zu suchen. Darüber mehr in einem meiner nächsten Blogbeiträge. Stay tuned.