DE68907023T2

DE68907023T2 - Mikrocomputergesteuerte schaltung zur lokalisierung von isolationsfehlern.

Info

Publication number: DE68907023T2
Application number: DE89311400T
Authority: DE
Inventors: Eric L C O Minnesota Mini Reed
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1988-11-23
Filing date: 1989-11-03
Publication date: 1993-11-04
Anticipated expiration: 2009-11-04
Also published as: KR900008286A; EP0370647A1; CA2002263A1; KR0139078B1; AU613538B2; JP2796380B2; US4868507A; CA2002263C; JPH02184775A; EP0370647B1; AU4469389A; DE68907023D1

Description

Gebiet der Erfindung

Die hier vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektronische Prüfkreise und in besonderer Weise auf Schaltungen zur Lokalisierung von Isolationsfehlern mit mikrocomputergesteuerter Stromteilungsschaltung, die zur Lokalisierung von Isolationsfehlern zwischen zwei Stromleitern eines Kabels in einer Nullbrücken-Konfiguration verwendet werden.

Hintergrund der Erfindung

In der Gegenwart finden Kabel, die eine große Anzahl von isolierten Kabeladern aufweisen, weitverbreitete Anwendung, zum Beispiel in Fernsprechnetzen. Häufig werden diese Kabel entweder unter der Erde eingegraben oder sie hängen zwischen Pfosten oder Türmen über der Erde. Es passiert manchmal, daß Fehler zwischen zwei oder mehreren Leitern dieser Kabel auftreten, so daß eine Instandsetzung oder ein Austausch des Kabels bzw. von Teilen des Kabels notwendig wird. Üblicherweise handelt es sich bei diesen Fehlern entweder um einen Kurzschluß zwischen zwei oder mehreren Kabeladern, einen teilweisen Fehler der Isolation zwischen den Kabeladern sowie hochohmige Verbindungen, die in dem Kabel durch Wasser oder Feuchtigkeit verursacht worden sind. Zur Erleichterung der Fehlerkorrektur ist eine genaue Lokalisierung des Fehlers wünschenswert. Dies trifft besonders bei erdverlegten Kabeln zu, bei denen im allgemeinen ein Loch gegraben werden muß, um Zugang zu dem Problembereich zu ermöglichen.
Im allgemeinen sind die Zugangsstellen an Sockeln oder Türmen gegeben, die sich an mit Zwischenabständen versehenen Positionen entlang der Erdkabel und Luftkabel befinden. In der Vergangenheit sind einige Versuche unternommen worden, die Stelle eines Fehler zwischen den Kabeladern eines Kabels zu lokalisieren, und zwar durch an dem Kabel durchgeführte Messungen an einer der Zugangsstellen. In einer häufig angewendeten, dem Stand der Technik entsprechenden Methode, wird eine Brückenschaltung, wie zum Beispiel eine Varleybrücke, dazu verwendet, den Widerstand zwischen der Zugangsstelle und dem Fehler zu bestimmen. Aus dem gemessenen Wert des Widerstands berechnet der Fernmeldearbeiter oder der Monteur die Länge der Kabelader. Diese Annäherung bringt einige Nachteile mit sich. Zum Beispiel sind dabei Berechnungen durch den Fernmeldearbeiter notwendig, die zeitaufwendig sind und welche die Möglichkeit eines menschlichen Fehlers mit sich bringen. Die Auflösung fällt zu den Enden der Kabel ab, wodurch eine Fehlerlokalisierung in diesen Bereichen erschwert wird. Die Empfindlichkeit ist verhältnismäßig schlecht, und es ist mit der Brückenmethode nicht möglich, bestimmte hochohmige Isolationsfehler zu lokalisieren. Desweiteren leiten Brücken üblicherweise elektrischen Strom von hunderten oder tausenden von Mikroampere durch die fehlerhafte Kabelader, und solche Stromstärken trocknen manchmal aus oder beseitigen den Fehler vorübergehend und verhindern dadurch, daß der Fehler lokalisiert und korrigiert wird.
Der in dem U.S. Patent mit der Nummer 3.800.216 an Robert H. Hamilton offenbarte Prüfkreis umgeht einige der Nachteile, welche die dem Stand der Technik entsprechende Varleybrücke mit sich bringt, und zwar dadurch, daß seine Prüfschaltung sehr niedrige Stromstärken verwendet, und daß sie eine verstellbare Steuerung aufweist, die eine Nummernscheibe aufweist, die in Längeneinheiten geeicht ist, wodurch es nicht mehr notwendig ist, daß eine Bedienungsperson komplizierte Berechnungen durchführt. Jedoch verlangt die Anwendung eines solchen Prüfkreises, daß aus einer Mehrzahl von Eichwiderständen einer ausgewählt wird, und daß eine Anzahl von Potentiometereinstellungen angepaßt werden. Diese Funktionen des Bedienungspersonals bergen Fehlerrisiken von Seiten des Bedienungspersonals und sie sind auch zeitintensiv.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Schaltung zur Lokalisierung von Isolationsfehlern gemäß der vorliegenden Erfindung umgeht eine Vielzahl der Nachteile, die dem Stand der Technik entsprechende Schaltkreise zur Lokalisierung von Isolationsfehlern mit sich bringen, und zwar durch die Verwendung einer digital gesteuerten Stromteilungsschaltung mit einem programmierten Mikrocomputer, um so einen Schaltkreis bereit zustellen, der einfach und genau betrieben werden kann.
Die Schaltung zur Lokalisierung von Isolationsfehlern ist zur Verbindung mit einer Mehrzahl von Stromleitern adaptiert, welche sich zwischen der Lokalisierungsschaltung un einer entfernten Stelle befinden, wobei bekannt ist, daß sich zwischen zwei Stromleitern ein Fehler befindet. Die Lokalisierungsschaltung wird so betrieben, daß sie die Entfernung von der Schaltung zu dem Fehler bestimmt. Die Lokalisierungsschaltung umfaßt eine Stromteilungsschaltung mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Anschluß und einen Digitaleingang. Das Eingabesignal an den Digitaleingang bestimmt das Verhältnis des Stroms an dem ersten Anschluß zu der Summe der Ströme an dem ersten und dem zweiten Anschluß. Die Schaltung umfaßt einen Fehlerverstärker, der an seinem Ausgang ein analoges Signal bereitstellt, das von der Polung und Stärke eines analogen Signals abhängt, das dem Eingang des Verstärkers zugeführt wird, welches wiederum von der Stärke der Ströme an dem ersten und dem zweiten Anschluß abhängt. Der Ausgang des Fehlerverstärkers ist mit einem Analog-Digital- Schaltkreis verbunden, um ein digitales Signal bereitzustellen, das die Ausgabe des genannten Fehlerverstärkers darstellt. Ein programmierter Mikrocomputer ist mit der Schaltung verbunden, um die Ausgabe des Analog-Digital-Schaltkreises zu empfangen, und der Mikrocomputer wird so betrieben, daß das digitale Eingangsignal an dem digitalen Eingang der Stromteilungsschaltung begründet wird, um so zu bewirken, daß die Stärke des dem Eingang des genannten Fehlerverstärkers zugeführten analogen Signals auf eine minimale Stärke reduziert wird.
Die Lokalisierungsschaltung umfaßt ferner einen Widerstand mit bekanntem Wert. Ferner umfaßt die Schaltung eine Schalteinrichtung, die zur Begründung einer ersten und einer zweiten Betriebsart der Lokalisierungsschaltung betrieben werden kann. Die erste Betriebsart bestimmt die Strecke entlang eines der beiden fehlerhaften Stromleiter zwischen der Lokalisierungsschaltung und dem entfernten Ende des einen Stromleiters, wobei die zweite Betriebsart das Verhältnis des Widerstands des genannten einen fehlerhaften Stromleiters zwischen dem Lokalisierungsschaltungsende des einen fehlerhaften Stromleiters und der Fehlerstelle zu dem Gesamtwiderstand des einen fehlerhaften Stromleiters bestimmt. Der Mikrocomputer wird so betrieben, daß er die Ergebnisse der ersten und zweiten Betriebsart multipliziert, um so die Entfernung des Fehlers von der Lokalisierungsschaltung zu ermitteln. Die Schalteinrichtung stellt für die erste Betriebsart Verbindungen bereit, für den Durchgang des Stroms an dem ersten Anschluß durch den einen fehlerhaften Stromleiter, wobei Strom an dem zweiten Anschluß durch einen Widerstand der Lokalisierungsschaltung mit bekanntem Wert fließt, wobei der Widerstand an einem Ende mit dem Lokalisierungsschaltungsende des einen fehlerhaften Stromleiters verbunden ist, wobei der Eingang des Fehlerverstärkers zum Empfang des Signals zwischen dem anderen Ende des Widerstands und dem entfernten Ende des einen Stromleiters verbunden ist. Die Schalteinrichtung stellt auch für die zweite Betriebsart Verbindungen bereit, und zwar für den Stromdurchgang an dem ersten Anschluß zwischen dem Fehler an dem einen Stromleiter und dem entfernten Ende des einen Stromleiters, wobei der Strom an dem zweiten Anschluß zwischen dem Fehler an dem einen Stromleiter und dem Lokalisierungsschaltungsende des einen Stromleiters fließt, wobei der Eingang des Fehlerverstärkers zum Empfang des Signals zwischen die Enden des einen Stromleiters geschaltet ist.
Die Schalteinrichtung der Lokalisierungsschaltung dient auch zur Begründung einer dritten und vierten Betriebsart für die Lokalisierungsschaltung, die nur die Verwendung eines fehlerfreien Stromleiters benötigt. Die dritte Betriebsart bestimmt die Strecke entlang eines der beiden Stromleiter zwischen der Lokalisierungsschaltung und dem entfernten Ende des einen Stromleiters, wobei die vierte Betriebsart das Verhältnis zwischen dem Widerstand des einen fehlerhaften Widerstands von dem Lokalisierungsschaltungsende des einen fehlerhaften Stromleiters und der Fehlerstelle zu dem Widerstand des einen fehlerhaften Stromleiters plus dem Widerstand eines dritten (fehlerfreien) Stromleiters bestimmt. Der programmierte Mikrocomputer wird so betrieben, daß er das zweifache Vielfache der Ergebnisse der dritten und vierten Betriebsart erzielt, um so die Entfernung von dem Lokalisierungsschaltungsende des einen fehlerhaften Stromleiters zu der Fehlerstelle zu ermitteln. Die Schalteinrichtung stellt Verbindungen für die dritte Betriebsart bereit, und zwar für den Stromdurchgang an dem ersten Anschluß durch eine Reihenschaltung des einen Stromleiters und des dritten (fehlerfreien) Stromleiters, wobei der Strom an dem zweiten Anschluß durch den Widerstand der Lokalisierungsschaltung fließt, wobei der Widerstand an einem Ende mit dem Lokalisierungsschaltungsende des einen fehlerhaften Stromleiters verbunden ist, wobei der Eingang des Fehlerverstärkers zum Empfang des Signals zwischen dem anderen Ende des Widerstands der Lokalisierungsschaltung und dem Lokalisierungsschaltungsende des dritten (fehlerfreien) Stromleiters verbunden ist. Die Schalteinrichtung stellt auch für die vierte Betriebsart Verbindungen bereit, und zwar für den Stromdurchgang an dem ersten Anschluß über eine Reihenschaltung, die den einen fehlerhaften Stromleiter von der Fehlerstelle an dem einen Stromleiter bis zu dessen entferntem Ende aufweist sowie den dritten (fehlerfreien) Stromleiter, und die Schalteinrichtung sorgt für den Stromdurchgang an dem zweiten Anschluß des einen fehlerhaften Stromleiters von dessen Fehlerstelle bis zu dem Lokalisierungsende des Stromleiters.
Der Eingang des Fehlerverstärkers ist während dieser Betriebsart zum Empfang des Signals zwischen das Lokalisierungsschaltungsende des einen fehlerhaften Stromleiters und das Lokalisierungsschaltungsende des dritten (fehlerfreien) Stromleiters geschaltet.
Eine Stromteilungsschaltung für die Lokalisierungsschaltung umfaßt einen Multiplikations-Digital-Analog-Umwandler (DAU) und einen Steuerkreisteil, wobei der DAU einen ersten Anschluß und die vorstehend genannten zweiten und dritten Anschlüsse der Stromteilungsschaltung aufweist und zusätlich dazu seinen Digitaleingang. Die Ströme an dem ersten Anschluß des DAU und dem zweiten Anschluß der Stromteilungsschaltung sind in bezug auf das Stromverhältnis, das durch die Eingabe an den Digitaleingang begründet ist, solange gleich, wie diese Anschlüsse das gleiche Potential aufweisen.
Der Steuerkreisteil der Stromteilungsschaltung begründet den ersten Anschluß des DAU und den zweiten Anschluß der Stromteilungsschaltung mit dem gleichen Potential. Der Steuerkreisteil umfaßt einen Operationsverstärker mit zwei Eingangsanschlüssen und einem Ausgangsanschluß. Einer der Eingangsanschlüsse ist funktionsfähig mit dem ersten Anschluß des DAU verbunden, und der andere der beiden Eingangsanschlüsse ist mit dem zweiten Anschluß der Stromteilungsschaltung verbunden. Der Steuerkreisteil umfaßt ferner eine lineare egenkopplungs-Halbleiterschaltung, die funktionsfähig zwischen denm Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers und den ersten Anschluß des DAU geschaltet ist. Die lineare Gegenkopplungs- Halbleiterschaltung umfaßt einen Schaltkreisteil, der eine gesteuerte lineare Halbleitereinrichtung aufweist, zur Leitung des Stroms zwischen dem ersten Anschluß des DAU und dem ersten Anschluß der Stromteilungsschaltung. Die gesteuerte lineare Halbleitereinrichtung weist eine Steuerelektrode auf, die funktionsfähig mit dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers verbunden ist.
Der Schaltkreisteil der linearen Gegenkopplungs- Halbleitereinrichtung umfaßt ferner eine konstante Bezugsspannungsquelle, die eine Spannungspolarität und Spannungsgröße bereitstellt, so daß Strom an dem ersten Anschluß der Stromteilungsschaltung fließen kann, und zwar unabhängig von an den Stromleitern der Kabel angelegten Spannungen oder Spannungsabfällen durch die gesteuerte lineare Halbleitereinrichtung oder die Leitungsführung der Schaltung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Wesensmerkmale der vorliegenden Erfindung, auf die vorstehend und nachstehend bezug genommen wird bzw. worden ist, werden dem Fachmann nach Würdigung der folgenden ausführlichen Beschreibung, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, deutlich werden. In den Zeichnungen gilt:
Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze des Fehlermessungsschaltkreises, welcher die Erfindung als für eine Betriebsart eingerichtet verkörpert;
Figur 2 zeigt eine vereinfachte Prinzipskizze des in der Figur 1 abgebildeten Schaltkreises;
Figur 3 zeigt eine Prinzipskizze, die einen Teil des Schaltkreises aus Figur 1 in näheren Einzelheiten darstellt;
Figur 4 zeigt eine Prinzipskizze des Fehlermessungsschaltkreises, welcher die Erfindung als für eine andere Betriebsart eingerichtet verkörpert;
Figur 5 zeigt eine vereinfachte Prinzipskizze des in der Figur 4 abgebildeten Schaltkreises;
Figur 6 zeigt eine Prinzipskizze des Fehlermessungsschaltkreises, welcher die Erfindung als für eine weitere Betriebsart eingerichtet verkörpert;
Figur 7 zeigt eine vereinfachte Prinzipskizze des in der Figur 6 abgebildeten Schaltkreises;
Figur 8 zeigt eine Prinzipskizze des Fehlermessungsschaltkreises, welcher die Erfindung als für wieder eine andere Betriebsart eingerichtet verkörpert; und
Figur 9 zeigt eine vereinfachte Prinzipskizze des in der Figur 8 abgebildeten Schaltkreises;
Figur 10 zeigt ein Flußdiagramm für ein Programm, das mit einem Mikrocomputer angewendet werden kann.

Ausführliche Beschreibung

In bezug auf Figur 1 der Zeichnung, handelt es sich bei dem Teil innerhalb des Bereichs, der durch die geschlossene gestrichelte Linie (10) definiert ist, um eine schematische Darstellung von vier Stromleitern eines Kabels, das sich zwischen zwei Zugangsstellen erstreckt, wobei das Bestehen eines Widerstandsfehlers zwischen zwei der Stromleiter festgestellt worden ist, und wobei die beiden anderen Stromleiter dazu geeignet sind, bei der Bestimmung der Entfernung zu dem Fehler verwendet zu werden. Die vier Stromleiter sind an einem Ende mit der Schaltung zur Lokalisierung von Isolationsfehlern, welche die vorliegende Erfindung verkörpert, verbunden. Ein erster Stromleiter erstreckt sich zwischen den Anschlüssen (17) und (18) und ist mit zwei Widerständen (3) und (4) dargestellt. Ein zweiter Stromleiter ist ebenso mit zwei Widerständen (1) und (2) dargestellt und erstreckt sich zwischen den Anschlüssen (19) und (20). Zwischen dem ersten und dem zweiten Stromleiter besteht ein Isolationsfehler, der mit dem Widerstand (7) dargestellt ist. In der Darstellung ist der Widerstand (7) zwischen dem Punkt, der den Widerständen (1) und (2) gemeinsam ist, und dem Punkt, der den Widerständen (3) und (4) gemeinsam ist, verbunden. Bei dem dritten Stromleiter, der sich zwischen den Anschlüssen (21) und (22) erstreckt und dem vierten Stromleiter, der sich zwischen den Anschlüssen (23) und (24) erstreckt, handelt es sich um die "guten", fehlerfreien Stromleiter unter den vier Stromleitern. Die Widerstände (5) und (6) sind entsprechend mit dem dritten bzw. vierten Stromleiter dargestellt. Bei der Anwendung der Messungsschaltung ist es notwendig, daß eine leitende Brücke (25) zwischen die fernen Anschlüsse (20) und (22) des zweiten und dritten Stromleiters geschaltet ist, wobei eine zweite leitende Brücke (26) zwischen die fernen Anschlüsse (20) und (24) des zweiten und vierten Stromleiters geschaltet ist, wenn alle vier Stromleiter verwendet werden. Die zweite leitende Brücke (26) ist nicht notwendig, wenn der vierte Stromleiter nicht verwendet wird oder nicht verfügbar ist.
In bezug auf die Schaltung zur Lokalisierung von Isolationsfehlern aus Figur 1, umfaßt dieser Schaltkreis sechs Relais (11-16), einen geeichten Widerstand (8), einen Strombegrenzungswiderstand (28), eine Gleichstromquelle (27) und einen Stromteilungs-Schaltkreisteil (29), der eine Steuereinrichtung (115) und einen Digital-Analog-Umwandler (DAU) (110) aufweist. Zusätzlich umfaßt der Messungsschaltkreisteil einen Schaltkreisteil (33) mit einem Verstärker (9), zur Pfüfung der Polarität und der Spannungsgröße zwischen der Erdung (52) und einem anderen Prüfpunkt, der durch die Position der Relais (11-15) bestimmt wird. Der Rest des Schaltkreisteils (33) ist zwischen den Ausgang des Verstärkers (9) und dem Digitaleingang (114) des DAU (110) geschaltet und dient dazu, das Verhältnis der Stromteilung zu verändern, die durch den Stromteilungs-Schaltkreisteil (29) bereitgestellt ist, bis die Ausgabe des Verstärkers (9) bei einem Minimum liegt. Die Schaltung umfaßt ferner einen Analog-Digital-Umwandler (A/D-Umwandler) (34), der mit dem Ausgang des Verstärkers (9) verbunden ist, einen Mikrocomputer (37), der einen Steuerprogramm-Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffspeicher (RAM), sowie eine Tastatur- und Logikschnittstelle (38) aufweist, die alle miteinander über einen Steuer- und Datenbus (41) verbunden sind. Der Schaltkreisteil (33) umfaßt ferner einen Ausgabedatenbus (42) für den Mikrocomputer (37), eine Anzeige (39) und eine digitale Empfangslogik (40). Der Ausgangsbus (42) ist zwischen den Mikrocomputer (37), die Anzeige (39) und die digitale Empfangslogik (40) geschaltet. Der Ausgang der digitalen Empfangslogik (40) ist mit dem Digitaleingang (114) des DAU (110) verbunden.
Jedes der Relais (11-16) umfaßt einen bewegbaren Kontakt, der sich in Kontakt mit dem einen oder dem anderen Kontakt von zwei feststehenden Kontakten befindet. Wenn sich der bewegbare Kontakt in Kontakt mit dem unteren feststehenden Kontakt befindet, wie dies in Figur 1 dargestellt ist, so gilt ein Relais als gestellt, und bei Kontakt mit dem oberen feststehenden Kontakt, gilt das Relais als zurückgestellt. Für die Relais (11-16) werden vorzugsweise Haftrelais oder Stromstoßrelais verwendet, welche die Leistung minimieren, die notwendig ist, um den festgestellten Kontakt für jedes Relais in die gestellte bzw. zurückgestellte Position zu bringen. Bei der Verwendung eines Stromstoßrelais befindet sich die Position des bewegbaren Kontakts in Übereinstimmung mit dem letzten dem Kontakt zugeführten Stoß. Wenn es sich bei dem letzten von einem Relais empfangenen Stoß zum Beispiel um einen Rückstellstoß gehandelt hat, so befindet sich der feststehende Kontakt in der zurückgestellten (oberen) Position und verbleibt dort solange, bis das Relais einen Stellstoß empfängt, um den feststehenden Kontakt in die gestellte (untere) Position zu bringen.
In bezug auf Figur 1, ist der bewegbare Kontakt des Relais (11) mit einem Ende des Widerstands (28) verbunden, dessen anderes Ende mit der Plusseite der Gleichstromquelle (27) verbunden ist. Der untere feststehende Kontakt für die gestellte Position des Relais (11) ist mit dem Anschluß (17) verbunden. Der obere feststehende Kontakt ist nicht verbunden. Das Relais (12) ist in ähnlicher Weise verbunden, jedoch ist dessen unterer festehender Kontakt mit dem Anschluß (19) verbunden. Der obere bzw. zurückgestellte feststehende Kontakt des Relais (13) ist mit einem Ende des geeichten Widerstands (8) verbunden, dessen anderes Ende mit dem einen Ende des Widerstands (28) und dem bewegbaren Kontakt des Relais (12) verbunden ist. Der bewegbare Kontakt des Relais (13) ist mit der Erdung (52) verbunden. Der untere bzw. gestellte feststehende Kontakt des Relais (13) ist mit dem Anschluß (19) verbunden. Der untere bzw. gestellte feststehende Kontakt des Relais (14) ist mit dem Anschluß (21) verbunden, wobei der bewegbare Kontakt des Relais mit dem unteren bzuw. gestellten feststehenden Kontakt des Relais (15) und bei (116) mit der Steuereinrichtung (115) verbunden ist. Der obere bzw. zurückgestellte Kontakt des Relais (14) ist nicht verbunden. Der obere bzw. zurückgestellte feststehende Kontakt des Relais (15) ist mit dem Anschluß (23) verbunden, und der bewegbare Kontakt des Relais ist mit dem positiven Eingangsanschluß des Verstärkers (9) verbunden. Der bewegbare Kontakt des Relais (16) ist mit der Minusseite der Gleichstromquelle (27) verbunden. Der untere bzw. gestellte feststehende Kontakt dieses Relais ist mit dem Anschluß (113) des DAU (110) verbunden, wohingegen der obere feststehende Kontakt nicht verbunden ist.
In bezug auf den Stromteilungs-Schaltkreisteil (29), ist die Steuereinrichtung (115) mit dem Anschluß (111) des DAU (110) verbunden. Die Steuereinrichtung (115) ist ferner mit der Erdung (52) verbunden, ebenso wie der Anschluß (112) des DAU (110).
Die verschiedenen Relais (11-16) werden unter der Steuerung des Mikrocomputers (37) betrieben, und sie stellen die Schalteinrichtung bereit, durch die die vier verschiedenen Betriebsarten für den Messungsschaltkreis begründet werden können. Eine Betriebsart ist die Entfernung-bis-zur-Brücke- Betriebsart (4-Stromleiter), die zur Bestimmung der Entfernung- bis-zur-Fehlerstelle, der Verwendung einer Prozent- Fehlerlokalisierungs-Betriebsart (4-Stromleiter) bedarf. Eine weitere Betriebsart ist die Entfernung-bis-zur-Brücke- Betriebsart (3-Stromleiter), und die vierte Betriebsart ist die Prozent-Fehlerlokalisierungs-Betriebsart (3-Stromleiter), die dann benötigt wird um die Entfernung-zur-Fehlerstelle zu bestimmen, wenn 3-Stromleiter verwendet werden.
Die Entfernung-bis-zur-Brücke-Betriebsart (4-Stromleiter) sorgt für eine Bestimmung des Widerstands des ersten Stromleiters (Widerstände (1) und (2)), der mit dem Temperaturumwandlungsfaktor Kt multipliziert wird, der von der Temperatur der Stromleiterschätzung und dem Temperaturkoeffizienten des Widerstands für den Stromleiter abhängig ist, und der Widerstand wird mit dem Maßumwandlungsfaktor Kg multipliziert, der von der Drahtgröße und der Drahtzahl des Stromleiters abhängig ist, um so für die Entfernung-bis-zur-Brücke zu sorgen. Dann wird die Prozent- Fehlerlokalisierungs-Betriebsart (4-Stromleiter) angewendet, welche das Verhältnis des Widerstands (1) zu der Summe der Widerstände (1) und (2) bestimmt. Wenn das Verhältnis bekannt ist, wird die Entfernung-bis-zur-Fehlerstelle dadurch bestimmt, daß dieses Verhältnis mit der bestimmten Entfernung-bis-zur- Brücke multipliziert wird.
Die Entfernung-bis-zur-Brücke-Betriebsart (3-Stromleiter) wird dann angewendet, wenn der vierte Stromleiter, ein fehlerfreier Stromleiter, nicht verfügbar ist um für eine Bestimmung des Widerstands des ersten Stromleiters (Widerstände (1) und (2)) zu sorgen. Es ist notwendig, daß eine Basis für die Annahme vorhanden ist, daß der Widerstand des dritten Stromleiters (Widerstand (5)) ungefähr gleich dem des fehlerhaften ersten Stromleiters (Widerstände (1) und (2)) ist. Der für R&sub1; plus R&sub2; ermittelte Widerstand wird dann mit Kg und Kt multipliziert, um so den Widerstand in eine Entfernung umzuwandeln, wobei es sich um die Entfernung-bis-zur-Brücke handelt. Die Verwendung einer Betriebsart mit drei Stromleitern zur Bestimmung der Entfernung-bis-zur-Fehlerstelle bedarf der Verwendung der vierten bzw. der Prozent-Fehlerlokalisierungs-Betriebsart, um das Verhältnis des Widerstands (1) zu der Summe der Widerstände (1), (2) und (5) zu bestimmen. Wenn dieses Verhältnis dann mit der zweifachen Entfernung-bis-zur-Brücke, die durch die 3-Stromleiter-Betriebsart bestimmt worden ist, multipliziert wird, so liefert dies die Entfernung zur Fehlerstelle.
In Figur 1 der Zeichnungen wird die Schaltung zur Lokalisierung von Isolationsfehlern so gezeigt, daß die Relais (11-16) so positioniert sind, daß die Entfernung-bis-zur-Brücke- Betriebsart (4-Stromleiter) begründet wird, wobei sich die Relais (11, 13 und 15) in der zurückgestellten Position befinden und sich die Relais (12, 14 und 16) in der gestellten Position befinden. Figur 2 zeigt eine vereinfachte Prinzipskizze des Schaltkreises von Figur 1 (ohne den Schaltkreisteil (33)), der für die Entfernung-bis-zur-Brücke- Betriebsart (4-Stromleiter) bereitgestellt ist Wie aus Figur 2 leicht ersichtlich ist, so sind der bekannte Widerstand (8) plus der mit den Widerständen (1) und (2) dargestellte Stromleiter und der mit dem Widerstand (5) dargestellte Stromleiter, als Teil des Schaltkreises für diese Betriebsart verbunden, wobei der mit dem Widerstand (6) dargestellte Stromleiter dazu verwendet wird, an dem Anschluß (23) einen Spannungsprüfpunkt bereit zustellen.
Ein wichtiger Aspekt der hier vorliegenden Erfindung ist der Stromteilungs-Schaltkreisteil, der die Steuereinrichtung (115) und den DAU (110) aufweist. Aus diesem Grund wird die Stromteilungsschaltung zuerst ausführlich beschrieben, bevor der Schaltkreis aus Figur 1 weiter beschrieben wird. In bezug auf Figur 3 der Zeichnungen, ist die Stromteilungsschaltung mit der in Einzelheiten dargestellten Steuereinrichtung (115) abgebildet. Bei den DAUs, die in dem Stromteilungs- Schaltkreisteil verwendet werden können, handelt es sich um im Fach bekannte und im Handel erhältliche Multiplikator-Digital- Analog-Umwandler. Bei dem in der Figur 3 verwendeten DAU, handelt es sich um einen N-Bit CMOS DAU, der auf einer R-2R Widerstandsreihenschaltung von Zweitoren basiert. Die R-2R Reihenschaltung teilt den Strom, der an dem Anschluß (113) (allgemein als Vref Sockelstift eines DAU bezeichnet) gegenwärtig ist, in binäre Stellenwertströme, die durch Stromsteuerschalter im Verhältnis zu dem Anschluß (112) (allgemein als Aus-2-Sockelstift eines DAU bezeichnet), der sich auf DAU-Stromversorgungs-Erdpotential befindet, gesteuert werden. Die Digitaleingabe an den digitalen Eingangsanschluß (114) des DAU bestimmt die Position der Stromsteuerschalter, wobei je ein Schalter für jede digitale Eingangsleitung existiert, und zwar mit einer Logik "1", die bewirkt, daß der Schalter den Strom über den Anschluß (111) steuert und mit einer Logik "0", die bewirkt, daß der Schalter den Strom über den Anschluß (112) steuert. Der Teil des Stroms, der von einem Stromsteuerschalter gesteuert wird, wird gemäß des Wertes der binären Eingabe gewichtet, die an einen bestimmten Stromsteuerschalter geleitet wird. Wenn es sich somit bei der digitalen Eingabe für einen 8-Bit CMOS DAU nur um "0" Eingaben gehandelt hätte, so würde der gesamte Strom über den Anschluß (112) fließen, wohingegen eine digitale Eingabe von "10000000" bewirkt, daß die Hälfte des Stroms über den Anschluß (112) fließt ,und daß der Rest über den Anschluß (111) fließt. Bei einer Eingabe von "11111111" würde nur 1/256 des Stroms an dem Anschluß (113) über den Erdanschluß (112) fließen. Die Summe der Ströme an den Anschlüssen (111) und (112) ist für alle digitalen Eingaben die gleiche. Eine solche Funktionsweise des CMOS DAU ist nur möglich, wenn die Anschlüsse (111) und (112) das gleiche Potential aufweisen und sie sich desweiteren in bezug auf die an den DAU angelegten Stromquellen- Eingangsspannungen (nicht abgebildet) bei einer Nullspannung befinden. Die herkömmliche Methode, die Anschlüsse (111) und (112) auf Erdung zu halten, verwendet einen externen Operationsverstärker, der als Strom-Spannungsumwandler geschaltet ist, der dem RFB-Anschluß (nicht abgebildet) des DAU einen Rückführungsstrom zuführt. Dies geschieht nicht in dem Schaltkreis von Figur 3. Wenn der RFB-Anschluß des DAU in der herkömmlichen Weise verwendet werden würde, so könnte die Genauigkeit des Stroms an dem Anschluß (111) nicht erhalten werden, sondern sie würde in eine Spannungsausgabevariable umgewandelt.
Wenn es sich bei dem DAU um einen Vierquadrant-Multiplikator- DAU handelt, so kann dieser sowohl für einen Stromfluß zu dem Anschluß (113) hin oder für einen Stromf luß von dem Anschluß (113) weg betrieben werden, wodurch ermöglicht wird, daß der Stromteilungs-Schaltkreisteil der vorliegenden Erfindung sowohl eine stromliefernde Konfiguration als auch eine stromsenkende Konfiguration aufweisen kann. Eine stromsenkende Konfiguration ist in den Figuren 1-9 dargestellt, wobei die Ströme zu den Anschlüssen (111) und (112) hin fließen. Bei einer stromliefernden Konfiguration handelt es sich um eine Konfiguration, bei der die Ströme von den Anschlüssen (111) und (112) weg fließen. Es können auch einige Zweiquadrant- Multiplikator-DAUs verwendet werden, jedoch nur bei der stromsenkenden Konfiguration.
Der Rest des in der Figur 3 dargestellten Schaltkreises, der als Steuereinrichtung (115) bezeichnet wird, wird so betrieben, daß er in bezug auf den Erdanschluß (112) an dem Anschluß (111) eine scheinbare bzw. virtuelle Erdung erzwingt. Er umfaßt einen Operationsverstärker (117) mit einer linearen Gegenkopplungs- Halbleiterschaltung. Die Steuereinrichtung (115) dient ferner dazu, die Genauigkeit des Stroms an dem Anschluß (111) als eine Maßvariable zu erhalten. Die Steuereinrichtung (115) umfaßt als Teil der linearen Gegenkopplungs-Halbleiterschaltung eine konstante Bezugsspannungsquelle (121), die es ermöglicht, daß an dem Anschluß (116) bipolare Spannungen angeboten werden. Die Steuereinrichtung (115) erhält die Genauigkeit des Stroms an dem Anschluß (111) als eine Maßvariable, und zwar dadurch, daß der gleiche Strom weitergeleitet wird, durch die konstante Bezugsspannungsquelle (121) und eine steuerbare lineare Halbleitereinrichtung (120), die ebenfalls Bestandteil der linearen Gegenkopplungs-Halbleiterschaltung ist, so daß nur geringe Fehler in diesem Teilungsstrom an dem DAU-Anschluß (111) durch den Steueranschluß der gesteuerten linearen Halbleitereinrichtung geleitet werden. Wie bereits vorstehend festgestellt worden ist, kann der DAU (110) mit jeder Polarität des Stromes betrieben werden, wohingegen es sich bei der Steuereinrichtung (115) inhärent um eine nur für eine Spannungsrichtung gepolte Schaltung handelt, die entweder für die eine oder für die andere Polarität konfiguriert werden kann. Die lineare Gegenkopplungs-Halbleiterschaltung umfaßt einen Kondensator (118) und einen Widerstand (119) zur Stabilisierung des internen geschlossenen Kreises, der den Operationsverstärker (117), die gesteuerte lineare Halbleitereinrichtung (120) und die konstante Bezugsspannungsquelle (121) umfaßt. Der Kondensator (118) ist in Reihe mit dem Widerstand (119) geschaltet, wobei diese Reihenschaltung zwischen den umwandelnden Eingang und den Ausgang des Operationsverstärkers geschaltet ist, wobei der Widerstand (119) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist. Eine geeignete steuerbare lineare Halbleitereinrichtung (120), die als steuerbarer linearer, spannungsabhängiger Widerstand funktioniert, kann im Fall von Figur 3, durch einen N-Kanal MOSFET oder JFET oder einen NPN bipolaren Transistor oder einen NPN Darlington Verstärker bereitgestellt werden. In der Darstellung von Figur 3 wird zum Beispiel ein N-Kanal JFET verwendet, dessen Gate mit der Verbindungsstelle verbunden ist, die dem Widerstand (119) und dem Kondensator (118) gemeinsam ist, und dessen Source mit der Minusseite der konstanten Bezugsspannungsquelle (121) verbunden ist. Der Drain-Anschluß des JFET (120) ist mit dem Anschluß (116) des Stromteilungs-Schaltkreisteils verbunden. Der Umpolungseingang des Operationsverstärkers (117) und die Plusseite der konstanten Bezugsspannungsquelle (121) sind mit dem Anschluß (111) des DAU (110) verbunden. Die Steuereinrichtung (115) aus Figur 3 bewirkt einen Stromfluß in Richtung des DAU-Anschlusses (111), und erzeugt so eine stromsenkende Version des Stromteilungs-Schaltkreisteils.
Wie bereits vorstehend genannt worden ist, ist es die Aufgabe der Steuereinrichtung (115), zu steuern, daß der Anschluß (111) das gleiche Potential aufweist wie der Anschluß (112), wodurch ermöglicht wird, daß der Digitaleingang (114) des DAU (110) für die Höhe der Stromteilung zwischen dem Strom an dem Anschluß (111) und dem Anschluß (112) bestimmend ist. Diese "gesteuerte Null" zwischen den Anschlüssen (111) und (112) wird durch die Funktion der linearen Gegenkopplungs-Halbleitereinrichtung der Steuereinrichtung (115) bereitsgestellt. Eine Erklärung dieser Funktionsweise der Steuereinrichtung (115) wird in bezug auf die Figuren 2 und 3 gegeben, in denen Belastungen durch den Widerstand (8) dargestellt werden, wobei der Widerstand (8) an einem Ende mit dem Anschluß (112) des DAU (110) verbunden ist und mit den Widerständen (1), (2) und (5) in Reihe mit dem Anschluß (116) geschaltet ist. Die gegenüberliegenden Enden des Widerstands (8) und der Reihenwiderstände (1, 2 und 5) sind über den Widerstand (28) mit der Plusseite einer Gleichstromquelle (27) verbunden. Die Minusseite der Quelle (27) ist mit dem Anschluß (113) des DAU (110) verbunden. Aus Gründen der Erklärung, die bezüglich der "gesteuerten Null" Funktion gegeben wird, wird davon ausgegangen, daß es sich bei der gesteuerten linearen Halbleitereinrichtung (120) um einen N-Kanal JFET handelt, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Weitere Voraussetzungen umfassen die Verwendung einer konstanten Bezugsspannungsquelle (121) von 10 Volt plus einer 60 Volt Gleichstromquelle (27), eines 100K Ohm-Widerstands für den Widerstand (28) und eines Widerstands von 300 Ohm für den Widerstand (8), eines Widerstands von 100 Ohm für die Widerstände (1) und (2), sowie eines Widerstands von 200 Ohm für die Widerstände (5) und (6). Es wird davon ausgegangen, daß es sich bei dem DAU (110) um einen 8-Bit-DAU handelt. Die Speisespannungen (nicht abgebildet) für den Operationsverstärker (117) sind eine positive Spannung von etwa +5 Volt und eine negative Spannung von etwa -20 Volt.
Es wird davon ausgegangen, daß sich der Ausgang des Operationsverstärkers (117) von Figur 3 aufgrund einer Vorbedingung bei null Volt befindet, wenn durch den DAU (110) keine Ströme geflossen sind, und die Spannung zwischen den Anschlüssen (111) und (112) beträgt dann null. Wenn dann eine Digitaleingabe von 1000000 dem Eingang (14) eines 8-Bit-DAUs zugeführt wird, so ist der DAU-Innenwiderstand zwischen den Anschlüssen (111) und (113) und zwischen (112) und (113) der gleiche. Die Ströme fließen in Richtung der Anschlüsse (111) und (112), wobei der JFET (120) auf einer Ebene leitet, so daß der Zustand der "gesteuerten Null" anfangs nicht besteht. Dem Umpolungseingang des Operationsverstärkers (117) wird ein positives Spannungssignal zugeführt, wodurch nach einer kurzen Zeitverzögerung bewirkt wird, daß an dem Ausgang des Operationsverstärkers eine negative Spannung vorhanden ist, welche die Gate-Source-Spannung des JFET (120) reduziert, wodurch dieser weniger leitfähig wird. Dadurch steigt die Drain-Source-Spannung des JFET (120) auf einen höheren positiven Wert, wodurch bewirkt wird, daß der Wert des Umpolungseingangs des Operationsverstärkers (117) sinkt, wodurch wiederum nach einer kurzen Zeitverzögerung bewirkt wird, daß die Ausgabe von dem Operationsverstärker in eine negative Richtung steigt. Die Gate-Source-Spannung des JFET (120) wird dadurch gesenkt, um die Höhe der Leitfähigkeit des JFET weiter zu senken, wodurch die Drain-Source-Spannung des JFET ansteigt, wodurch der Wert des Umpolungsspannungseingangs zu dem Operationvsverstärker weiter gesenkt wird. Auf diese Weise wird der Spannungseingang zu dem Operationsverstärker auf null gesenkt, und in diesem Sinne wird die Funktion des Gegenkopplungs-Schaltkreisteils so angesehen, daß sie an den Eingängen des Operationsverstärkers (117) eine "gesteuerte Null" erzeugt.
Wie bereits vorstehend beschrieben worden ist, bestimmt die digitale Eingabe bei (114) die relative Stromstärke an den Anschlüssen (111) und (112), wobei die Summe dieser Ströme gleich bleibt, vorausgesetzt die Spannungen an den Anschlüssen (111) und (112) gleichen sich. Bei einer digitalen Eingabe von "00000000" an einen 8-bit-DAU, wie bereits vorstehend festgestellt worden ist, steuern alle internen DAU-Schalter den Strom I&sub1;&sub1;&sub3; an dem Anschluß (113) so, daß er über den Erdanschluß (112) fließt, so daß der Strom I&sub1;&sub1;&sub1; an dem Anschluß (111) null beträgt. Der Stromfluß über den Anschluß (112) wird als der Strom I&sub1;&sub1;&sub2; bezeichnet. Es ist ebenfalls festgestellt worden, daß bei einer digitalen Eingabe von "11111111" nur 1/256 des Stroms durch den DAU, durch den Erdanschluß (112) fließt. In ähnlicher Weise bewirkt eine digitale Eingabe von "10000000" eine gleiche Teilung des Stroms zwischen den Anschlüssen (111) und (112). Betrachtet man den Dezimalwert D für die beiden digitalen Eingaben "1111111" und "1000000", so folgt entsprechend D = 255 bzw. 128. Für D = 255, können die Ströme mathematisch wie folgt ausgedrückt werden:
"256" ist die dezimale Darstellung von 2&sup8;, wobei "8" die Anzahl der Bits der Auflösung des DAU-Beispiels darstellt. Unter Verwendung dieser Information können die vorstehenden Gleichungen für I&sub1;&sub1;&sub1; wie folgt allgemeiner ausgedrückt werden:
wobei N die Anzahl der Bits für den DAU darstellt. Demgemäß wird ein gewünschtes Verhältnis, mit dem der Strom durch den DAU geteilt wird, durch Auswahl der digitalen Eingabe an den DAU erhalten, da der Gesamtstrom durch den DAU unverändert bleibt. Die Steuereinrichtung (115) arbeitet dann so, daß an den Anschlüssen (111) und (112) eine Null erzwungen wird, die dazu benötigt wird, daß der Gesamtstrom unverändert bleibt, unabhängig von der durch die digitale Eingabe ausgewählten Stromteilung.
In bezug auf Figur 2 für die Entfernung-bis-zur-Brücke- Betriebsart (4-Stromleiter), mit dem Widerstand (8), einem bekannten geeichten Widerstand, kann der Widerstand einer fehlerhaften Leitung, dargestellt mit den Widerständen (1) und (2), bestimmt werden. Dies kann durch Prüfung der Spannung zwischen dem Anschluß (112) und der Verbindungsstelle der Widerstände (2) und (5) über den Anschluß (23) an dem Ende des Widerstands (6), erreicht werden, und durch gesteuerte Veränderung der digitalen Eingabe an den DAU (110), bis diese Spannung einen minimalen Wert erreicht hat. Zu dieser Zeit gilt,
I&sub1;&sub1;&sub2; R&sub8; =I&sub1;&sub1;&sub1; (R&sub1; +R&sub2;).
So,
Aus vorher gegebenen Erklärung ist ferner bekannt, daß
so daß
wobei Wdts die relative Bruchzahl darstellt. Auflösen der letzten Gleichung nach R&sub1; + R&sub2;:
so gilt,
Da alle Werte auf der rechten Seite der letzten Gleichung bekannt sind, kann der Wert für R&sub1; + R&sub2; berechnet werden. Die Länge des durch die Widerstände (1) und (2) dargestellten Stromleiters, d.h. die Entfernung-bis-zur-Brücke, kann dann berechnet werden, wenn die Temperatur des Stromleiters, die Metalldrahtgröße und die Drahtzahl des Stromleiters bekannt sind. Der Temperaturumwandlungsfaktor Kt, zusammen mit dem Maßumwandlungsfaktor Kg zur Umwandlung des Widerstandswertes für R&sub1; + R&sub2; in die Entfernung, sind bekannte Konstanten, die von der Temperatur und dem Maß des Stromleiters abhängig sind. Somit gilt:
Entfernung - bis - zur - Brücke =
Diese Spannungsprüfung, welche die Anpassung der digitalen Eingabe an den DAU (110) auf eine minimale Spannung zwischen dem Anschluß (23) und der Erdung ebenso aufweist wie die Berechnung der Länge des Stromleiters (Entfernung zur Brücke), dargestellt mit den Widerständen (1) und (2), wird automatisch von dem in der Figur 1 dargestellten Schaltkreisteil (33) ausgeführt.
In bezug auf Figur 1, wird der Verstärker (9) zur Prüfung der Spannung zwischen dem Anschluß (23) und der Erdung verwendet, und zwar so, daß ein Eingang des Verstärkers mit der Erdung verbunden ist und der andere Eingang über das Relais (15) mit dem Anschluß (23) verbunden ist, wobei sich das Relais in der zurückgestellten Position befindet. Der Ausgang des Verstärkers (9) stellt ein Signal bereit, dessen Polarität und Stärke ein Maß des Unterschieds der gegebenen Spannung zwischen der Erdung und des Anschlusses (23) darstellt. Die Spannung an dem Anschluß (23) gleicht der Spannung an dem entfernten Ende des durch die Widerstände (1) und (2) dargestellten Stromleiters, d.h. der Verbindungsstelle des Widerstands (2) mit dem Widerstand (5), welche durch die Brücke (25) bereitgestellt ist. Dieses an dem Ausgang des Verstärkers (9) bereitgestellte "Fehler"-Signal wird zu dem A/D-Umwandler (34) geleitet, um das analoge Fehlersignal an dem Ausgang des Verstärkers (9) in ein digitales Signal umzuwandeln, zur Verwendung unter der Steuerung des Mikrocomputers (37) mit dem in dem Steuerprogramm ROM gespeicherten Computerprogramm, welches die digitale Eingabe bei (114) des DAU (110) so ändert, daß die Fehlersignaleingabe an den Verstärker (9) auf ein Minimum reduziert wird. Der Schaltkreis aus Figur 1 stellt somit eine geschlossene Rückkopplungsschleife zur Anpassung der Stromteilung, für die durch den Stromteilungs-Schaltkreisteil (29) gesorgt wird, bereit, um ein "Null"- bzw. minimales Fehlersignal an dem Eingang zu dem Verstärker (9) zu erhalten. Der Maßumwandlungsfaktor Kg und der zur Bestimmung des Temperaturumwandlungsfaktors Kt benötigte Temperaturkoeffizient des Widerstands, der geprüften Stromleiter, werden vor der Anwendung der Messungsschaltung in den ROM-Speicher des Mikrocomputers (37) eingegeben. Der Widerstandswert des geeichten Widerstands (8) wird zur Zeit der Erzeugung der Messungsschaltung von Figur 1 in den ROM-Speicher des Mikrocomputers (37) eingegeben Sobald der "Null"-Zustand für die Schaltung aus Figur 1 erreicht worden ist, verwendet der programmierte Mikrocomputer (37), auf der Basis der letzten vorstehend ausgeführten mathematischen Gleichung, die dann dem DAU (110) bereitgestellte digitale Eingabe plus den gespeicherten Widerstandswert des Widerstands (8), um den kombinierten Widerstand der Widerstände (1) und (2) zu berechnen, der dann mit dem Maßumwandlungsfaktor Kg und dem Temperaturumwandlungsfaktor Kt multipliziert wird, um so ein Ergebnis zu liefern, welches die Länge des Stromleiters, der mit den Widerständen (1) und (2) dargestellt ist, wiedergibt, und zwar von dem Anschluß (19) zu dem Anschluß (20), bzw. die Entfernung-bis-zur-Brücke. Dieses Ergebnis wird auf der Anzeige (39) angezeigt.
Hieraus wird ersichtlich, daß der Schaltkreis aus Figur 1 für eine schnelle und genaue Messung der Entfernung-bis-zur-Brücke sorgt, ohne daß der Bedienungsmann Berechnungen anstellen oder manuelle Anpassungen vornehmen muß.
Wie bereits vorstehend angegeben worden ist, bestimmt die Prozent-Fehlerlokalisierungs-Betriebsart (4-Stromleiter) zum Betrieb des Messungsschaltkreises, das Verhältnis des Widerstands (1) zu der Summe der Widerstände (1) und (2), wobei dieses Verhältnis, wenn es mit der Entfernung-bis-zur-Brücke multipliziert wird, dann die Entfernung-bis-zur-Fehlerstelle liefert, wie dies von dem Messungsschaltkreisende des zweiten Stromleiters gemessen wird. Diese Berechnung wird auch von dem programmierten Mikrocomputer (37) durchgeführt.
Figur 4 zeigt den Messungsschaltkreis aus Figur 1 in der Prozent-Fehlerlokalisierungs-Betriebsart (4-Stromleiter), wobei die Relais (11, 13, 14 und 16) gestellt sind und die Relais (12) und (15) zurückgestellt sind. Figur 5 zeigt eine vereinfachte Prinzipskizze dieses Schaltkreises, jedoch ohne den Schaltkreisteil (33). Wie leicht aus Figur 5 ersichtlich ist, fließt für die Prozent-Fehlerlokalisierungs-Betriebsart der Stromfluß I&sub1;&sub1;&sub1; an dem Anschluß (111) des DAU (110) durch den Widerstand (2), während der Strom I&sub1;&sub1;&sub2; des DAU (110) durch den Widerstand (1) fließt. Zwischen der Erdung und dem Anschluß (23) erhält man durch die Funktion des Schaltkreisteils (33) eine Spannungs-"Null", wodurch die folgende Beziehung entsteht:
I&sub1;&sub1;&sub1;R&sub2; = I&sub1;&sub1;&sub2;R&sub1;
Dann gilt,
Aus vorstehend genannten Erklärungen ist ebenso bekannt, daß
wobei Dpfl den Dezimalwert der binären Eingabe bei (114) des DAU (110) darstellt, für die "Prozent-Fehlerlokalisierungs"- Betriebsart (4-Stromleiter), wenn zwischen der Erdung und dem Anschluß (23) der Figuren 4 und 5 eine "Null" erhalten wird, wobei N die Anzahl der Bits in dem DAU (110) darstellt und Wpfl der relativen Bruchzahl entspricht.
Die Länge des ersten Stromleiters bzw. die Entfernung-bis-zur- Brücke, die aus der Summe der Widerstände der Widerstände (1) und (2) erhalten worden ist, wurde vorher in Verbindung mit der Verwendung des Messungsschaltkreises in der Entfernung-bis-zur-Brücke-Betriebsart (4-Stromleiter) bestimmt, wie dies in den Figuren 1 und 2 ausgeführt ist. Die Länge bzw. die Entfernung-bis-zur-Fehlerstelle kann dann automatisch durch den Schaltkreisteil (33) bestimmt werden, und zwar durch Multiplizieren der Entfernung-bis-zur-Brücke (im RAM gespeichert) mit Wpfl, oder in Darstellung der Gleichung:
Entfernung-bis-zum-Fehler = Entfernung-bis-zur-Brücke x Wpfl
Der Messungsschaltkreis der vorliegenden Erfindung kann zur Bestimmung der Entfernung-bis-zur-Brücke auch unter Verwendung von nur drei Stromleitern betrieben werden, d.h. mit den beiden fehlerhaften Stromleitern, dargestellt durch die Widerstände (1) und (2) und die Widerstände (3) und (4), plus einen fehlerfreien Stromleiter, wie z.B. den durch den Widerstand (5) dargestellten Stromleiter. In Figur 6 ist diese 3-Stromleiter- Betriebsart dargestellt, wobei weder die Brücke (26) noch der vierte Stromleiter (Widerstand (6)) verwendet werden. In dieser Betriebsart befinden sich die Relais (12, 14, 15 und 16) in der gestellten Position und die Relais (11) und (13) in der zurückgestellten Position. Wie bereits vorstehend beschrieben worden ist, kann die 3-Stromleiter-Betriebsart angewendet werden, wenn angenommen werden kann, daß der Widerstand des dritten Stromleiters (Widerstand (5)) ungefähr mit dem des fehlerhaften ersten Stromleiters (Widerstände (1) und (2)) übereinstimmt. Figur 7 zeigt eine vereinfachte Prinzipskizze des Schaltkreises aus Figur 6, ohne den Schaltkreisteil (33). In dieser Anordnung fließt der Strom I&sub1;&sub1;&sub2; an dem Anschluß (112) des DAU (110) durch den bekannten geeichten Widerstand (8), wobei der Strom I&sub1;&sub1;&sub1; an dem Anschluß (111) des DAU (110) durch die in Reihe geschaltenen zweiten (Widerstände (1) und (2)) und dritten Stromleiter (Widerstand (5)) fließt. Wenn durch die Funktion des Schaltkreisteils (33) eine Spannungs-"Null" zwischen der Erdung und dem Anschluß (21) erreicht wird, so besteht die folgende Beziehung:
Aus den vorstehend gegebenen Erklärungen ist auch bekannt, daß
wobei D den Dezimalwert der binären Eingabe bei (114) des DAU (110) darstellt, wenn für die 3-Stromleiter-Betriebsart eine "Null" zwischen der Erdung und dem Anschluß (21) der Figuren 6 und 7 erhalten wird, zur Bestimmung der Entfernung-bis-zur- Fehlerstelle, wobei N die Anzahl der Bits in dem DAU darstellt, und es sich bei Wdts um die relative Bruchzahl handelt. Da die 3-Stromleiter-Betriebsart auf der Voraussetzung basiert, daß der Widerstand des dritten Stromleiters (Widerstand (5)) ungefähr dem des fehlerhaften ersten Stromleiters (Widerstände (1) und (2)) gleicht, gilt:
Somit kann R&sub1; + R&sub2; bestimmt werden, da alle Angaben auf der rechten Seite der Gleichung bekannt sind. Ferner kann der Widerstand R&sub1; + R&sub2; in eine Entfernung umgewandelt werden, und zwar durch Multiplikation mit dem Maßumwandlungsfaktor Kg und dem Temperaturumwandlungsfaktor Kt, um so die Entfernung-bis- zur-Brücke zur erhalten. Somit gilt,
Entfernung - bis - zur - Brücke =
Diese Entfernung wird wie in dem Fall für die 4-Stromleiter- Betriebsart zur Bestimmung der Entfernung-bis-zur-Brücke auf der Anzeige (39) angezeigt und in dem RAM-Speicher des Mikrocomputers (37) gespeichert. Die vorstehenden Berechnungen werden von dem programmierten Mikrocomputer (37) durchgeführt.
Dann wird die Prozent-Fehlerlokalisierungs-Betriebsart für die 3-Stromleiter-Betriebsart durchgeführt, was voraussetzt, daß die Relais (11, 13, 14, 15 und 16) gestellt werden und wobei das Relais (12) zurückgestellt ist, um die in Figur 8 dargestellte Anordnung bereitzustellen. Die Figur 9 stellt eine vereinfachte Prinzipskizze der Figur 8 dar, ohne den Schaltkreisteil (33). Wie leicht aus der Figur 9 ersichtlich wird, fließt der Strom I&sub1;&sub1;&sub1; an dem Anschluß (111) des DAU (110) durch die in Reihe geschaltenen Widerstände (2) und (5), wobei der Strom I&sub1;&sub1;&sub2; an dem Anschluß (112) des DAU (110) für die 3- Stromleiter-Prozent-Fehlerlokalisierungs-Betriebsart durch den Widerstand (1) fließt. Durch die Funktion des Schaltkreisteils (33) wird zwischen der Erdung und dem Anschluß (21) eine Spannungs-"Null" erreicht, wodurch die folgende Beziehung entsteht:
Aus vorstehend gegebenen Erklärungen ist ferner bekannt, daß
wobei D den Dezimalwert der binären Eingabe an (114) des DAU (110) darstellt, wenn zwischen der Erdung und dem Anschluß (21) der Figuren 8 und 9 eine "Null" erreicht wird, wobei N die Anzahl der Bits in dem DAU (110) darstellt und es sich bei Wpfl um die relative Bruchzahl handelt.
Bei Auflösung der letzten Gleichung nach R&sub1;, dem Widerstand, der den Widerstand des ersten Stromleiters zu der Fehlerstelle darstellt, und unter Verwendung der Tatsache, daß davon ausgegangen wird, daß R&sub5; für die 3-Leiter-Betriebsart gleich R&sub1; + R&sub2; ist, so gilt
R&sub1; = Wpfl x 2 (R&sub1; + R&sub2;),
als Entfernung ausgedrückt,
Entfernung-bis-zur-Fehlerstelle = Wpfl x 2 Entfernung-bis-zur- Brücke.
Die Entfernung-bis-zur-Fehlerstelle kann durch den Schaltkreisteil (33) berechnet werden, da alle Werte auf der rechten Seite der Gleichung für die Entfernung-bis-zur- Fehlerstelle bekannt sind.
Wie bereits für die Bestimmung der Entfernung-bis-zur-Brücke unter Verwendung der 4-Stromleiter-Betriebsart bemerkt worden ist, wird auch die Bestimmung der Entfernung-bis-zur- Fehlerstelle unter Verwendung der 4-Stromleiter-Betriebsart, ebenso wie die Bestimmung der Entfernung-bis-zur-Brücke oder der Entfernung-bis-zur-Fehlerstelle unter Verwendung der 3- Stromleiter-Betriebsart, schnell und genau durch den programmierten Mikrocomputer (37) durchgeführt, ohne daß der Bedienungsmann Berechnungen oder manuelle Anpassungen durchführt.
Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf die Verwendung des Schaltkreisteils (33) zur Gewinnung der benötigten "Null" an den Prüfpunkten für die verschiedenen Betriebsarten, zur Verbindung mit dem Eingang des "Fehler"-Verstärkers (9). Eine Möglichkeit, durch die die "Null" erreicht werden kann, ist in dem in der Figur 10 dargestellten Flußdiagramm für ein Programm, das mit dem Mikrocomputer (37) verwendet werden kann, ausgeführt, wobei der Digitaleingang (114) des DAU (110) automatisch so angepaßt wird, daß der "Null"-Zustand erreicht wird. Das Flußdiagramm basiert auf einer bekannten Stufenannäherungs-Steuerroutine. In dem Flußdiagramm wird zum Beispiel davon ausgegangen, daß es sich bei dem DAU (110) um einen 8-Bit-DAU handelt. Wie in dem Flußdiagramm bei (100) angezeigt wird, so umfaßt die Stufenannäherungs-Steuerroutine einen initialisierenden Eingabeschritt für die Digitaleingabe D an den DAU (110), wobei der Mittelwert für den DAU durch den Mikrocomputer (37) an dem DAU-Eingang (114) bereitgestellt ist. Für den DAU (110), bei dem es sich um einen 8-Bit-DAU handeln soll, ist diese initialisierende Eingabe 10000000, so daß das achte Bit, das einzige auf "1" gesetzte Bit ist. Die Auswahl wird durch einen durch den Mikroprozessor (37) bereitgestellten Zähler wiedergegeben, der auf 8 gesetzt ist, um "B" zu begründen, die als letztes in Betracht gezogene Bitauswahl. Jede einleitende Eingabe kann verwendet werden, jedoch nutzt die Verwendung des Mittelwertes die Tatsache, daß der "Null"- Zustand mit gleicher Wahrscheinlichkeit oberhalb oder unterhalb des Mittelwertes liegen kann, wodurch für jede gegebene Situation die günstigste Durchschnittszeit für die Erreichung der notwendigen "Null"-Zustands-Eingabe für den DAU (110) bereitgestellt wird. Dann wird bei (102) die Bestimmung durchgeführt, ob der Ausgang des Fehlerverstärkers (9) positiv ist oder nicht. Ist dieser Ausgang positiv, so muß die Stromteilung so verändert werden, daß der Strom an dem Anschluß (112) des DAU (110) gesenkt wird und der Strom an dem Anschluß (111) erhöht wird. Dies wird durch Erhöhung des Werts der DAU- Eingabe bei (114) erreicht. Also wie in dem Schritt (103) angezeigt wird, eine angezeigte Erhöhung von D für die Eingabe bei (114), wobei das Bit B-1 von D auf "1" gesetzt wird. Wenn somit dieser Ausgang nicht positiv ist, d.h. der Ausgang des Verstärkers (9) ist negativ, so muß die Stromteilung so verändert werden, daß der Strom an dem Anschluß (111) des DAU (110) gesenkt wird und der Strom an dem Anschluß (112) erhöht wird. Dies wird durch Verringerung des Wertes des DAU- Eingangsworts D erreicht. Somit wird in dem Schritt (104) des Flußdiagrarrims eine inkrementale Verringerung von D initialisiert, wobei das Bit von D auf "O" zurückgesetzt wird, wobei das Bit B-1 von D bei (103) auf "1" gesetzt wird, um so die Verringerung abzuschließen. Wie in dem Schritt (105) des Flußdiagramms angezeigt wird, so wird der Bit-Auswahlzähler für das DAU-Eingangswort dann um 1 vermindert, zur Begründung des Bits von D, das bei (103) auf 1 gesetzt worden ist. Hierfür wird in dem Schritt (106) gesorgt, zur Feststellung, ob der Bit-Auswahlzähler gleich "0" ist. An diesem Punkt der beschriebenen Routine wäre die Antwort auf die Frage bei (106) "Nein", wodurch bewirkt wird, daß die Routine zu dem Schritt (102) zurückkehrt, um sich zu wiederholen. Wenn, wie in dem Schritt (107) des Flußdiagramms angezeigt wird, die Antwort auf die Frage in Schritt (106) "Ja" lautet, so wird der Endwert von D, wie dies in (107) angezeigt wird, für die Durchführung von Berechnungen verwendet, um zu bestimmen, ob die in dem Eingang (114) an den DAU durchgeführten Veränderungen bewirkt haben, daß der Fehlerverstärker (9) eine positive Ausgabe bereitstellt. Das beschriebene Programm wird bis zur Erreichung des Schrittes (106) wiederholt und solange, bis die Antwort auf die Frage "Ist der Bit-Auswahlzähler = 0?" "Ja" lautet, wodurch der Schritt (107) erreicht wird, in dem der dann bestehende Wert von "D" dazu verwendet wird, die Berechnungen durchzuführen, welche für die Betriebsart notwendig sind, die für die Prüfschaltung ausgewählt worden ist.
Die Einzelheiten der vorstehenden Beschreibung sind hauptsächlich zum Zwecke der Darstellung gegeben, und sie bieten in angemessener Weise Raum für Modifikationen, ohne von den darin offenbarten neuen Lehren abzuweichen. Demgemäß soll der Bereich der vorliegenden Erfindung nur wie es in den anhängigen Ansprüchen definiert ist begrenzt werden, wobei in Übereinstimmung mit der vorliegenden Beschreibung ein Auslegungsspielraum zugebilligt werden soll.

Claims

1. Schaltung zur Lokalisierung von Isolationsfehlern, die zur Verbindung mit einer Mehrzahl von Stromleitern adaptiert ist, welche sich zwischen der Lokalisierungsschaltung und einer entfernten Stelle befinden, dadurch gekennzeichnet, daß bekannt ist, daß sie (1,2; 3,4) zwischen sich einen Fehler aufweisen, wobei die Lokalisierungsschaltung einen Widerstand (8) mit bekanntem Wert aufweist, und in einer Weise betrieben werden kann, daß die Entfernung von der Schaltung zu der Fehlerstelle bestimmt werden kann, wobei die Lokalisierungsschaltung durch folgendes gekennzeichnet ist:

eine Stromteilungsschaltung (29) mit einem ersten (116), einem zweiten (112) und einem dritten (113) Anschluß und einer Digitaleingabe (114), wobei das digitale Eingabesignal an die genannte Digitaleingabe, das Verhältnis des Stroms an dem genannten ersten Anschluß zu der Stromsumme an den genannten ersten und zweiten Anschlüssen bestimmt;

einen Fehlerverstärker (9), der an seinem Ausgang ein analoges Signal bereitstellt, das von der Polung und Stärke eines analogen Signals abhängt, das dem Eingang des Verstärkers zugeführt wird;

einen Analog-Digital-Umsetzer (34), der mit dem Ausgang des genannten Fehlerverstärkers verbunden ist, um ein digitales Signal bereitzustellen, das den Ausgang des genannten Fehlerverstärkers vertritt;

einen programmierten Mikrocomputer (37), der so verbunden ist, daß er auf den Ausgang des genannten Analog- Digital-Umsetzers anspricht, um so das digitale Eingabesignal an die Digitaleingabe zu begründen, um zu bewirken, daß die Stärke des dem Eingang des genannten Fehlerverstärkers zugeführten analogen Signals auf eine minimale Stärke reduziert wird;

eine Schalteinrichtung (11-16), die zur Begründung einer ersten (Figuren 1, 2) und einer zweiten (Figuren 4, 5) Betriebsart der Lokalisierungsschaltung betrieben werden kann, wobei die genannte erste Betriebsart die Strecke entlang eines (1, 2) der beiden Stromleiter zwischen der Lokalisierungsschaltung und dem entfernten Ende des genannten einen Stromleiters (1, 2) feststellt, und wobei die genannte zweite Betriebsart das Verhältnis des Widerstands (1) des genannten einen Stromleiters (1, 2) zwischen dem Lokalisierungsschaltungsende des genannten einen Stromleiters und dem Fehler (7) zu dem Gesamtwiderstand des genannten einen Stromleiters feststellt, wobei der genannte programmierte Mikrocomputer (37) so betrieben werden kann, daß er die Ergebnise der ersten und zweiten Betriebsart, die durch den digitalen Wert bestimmt werden, der der Stromteilungsschaltung (29) zugeführt wird, multipliziert, um so die Entfernung von dem Lokalisierungsschaltungsende des genannten einen Stromleiters zu dem Fehler zu erhalten, wobei die genannte Schalteinrichtung Verbindungen für die genannte erste Betriebsart bereitstellt, für den Durchgang des Stroms an dem genannten ersten Anschluß (116) durch den genannten einen Stromleiter (1, 2), wobei Strom an dem genannten zweiten Anschluß (112) durch den Widerstand (8) fließt, wobei der Widerstand an einem Ende mit dem Lokalisierungsschaltungsende des genannten einen Stromleiters (1, 2) verbunden ist, und wobei der Eingang des genannten Fehlerverstärkers (9) zum Empfang des Signals zwischen dem anderen Ende des Widerstands (8) und der entfernten Stelle des genannten einen Stromleiters (1, 2) verbunden ist, und wobei die genannte Schalteinrichtung Verbindungen für die genannte zweite Betriebsart bereitstellt, für den Durchgang von Strom an dem genannten ersten Anschluß (116) zwischen der Position des Fehlers (7) an dem genannten einen Stromleiter (1, 2) und dem entfernten Ende des genannten einen Stromleiters (1, 2), wobei der Strom an dem genannten zweiten Anschluss (112) zwischen dem Fehler (7) an dem genannten einen Stromleiter und dem Lokalisierungsschaltungsende des genannten einen Stromleiters (1, 2) fließt, wobei der Eingang des genannten Fehlerverstärkers zum Empfang des Signals zwischen den Enden des genannten einen Stromleiters (1, 2) verbunden ist.

2. Schaltung zur Lokalisierung von Isolationsfehlern nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schalteinrichtung (11-16) ferner zur Begründung einer dritten (Figuren 6, 7) und einer vierten (Figuren 8, 9) Betriebsart der Lokalisierungsschaltung betrieben werden kann, wobei die dritte Betriebsart die Entfernung entlang des genannten einen (1, 2) Stromleiters der beiden Stromleiter zwischen der Lokalisierungsschaltung und dem entfernten Ende des genannten einen Stromleiters (1, 2) bestimmt, und wobei die genannte vierte Betriebsart das Verhältnis zwischen dem Widerstand des genannten einen Stromleiters (1, 2) zwischen dem Lokalisierungsschaltungsende des genannten einen Stromleiters (1, 2) und der Position des Fehlers (7) und dem Widerstand des genannten einen Stromleiters (1, 2) bestimmt, sowie den Widerstand eines fehlerfreien Stromleiters (5) aus der Mehrzahl von Stromleitern, wobei der genannte programmierte Mikrocomputer (37) so betrieben werden kann, daß er das zweifache Vielfache der Ergebnise der dritten und vierten Betriebsarten erzielt, um so die Entfernung von dem Lokalisierungsschaltungsende des genannten einen Stromleiters (1, 2) zu dein Fehler (7) zu erhalten, wobei die genannte Schalteinrichtung Verbindungen für die genannte dritte Betriebsart bereitstellt, für den Durchgang des Stroms an dem genannten ersten Anschluß (116) durch eine Reihenschaltung des genannten einen Stromleiters (1, 2), und einen fehlerfreien Stromleiter (5) aus der Mehrzahl von Stromleitern, wobei Strom an dem genannten zweiten Anschluß (112) durch den Widerstand (8) fließt, wobei der Widerstand (8) an einem Ende mit dem Lokalisierungsschaltungsende des genannten einen Stromleiters (1, 2) verbunden ist, und wobei der Eingang des genannten Fehlerverstärkers (9) zum Empfang des bestehenden Signals zwischen dem anderen Ende des Widerstands (8) und dem Lokalisierungsschaltungsende des genannten, letztgenannten fehlerfreien Stromleiters (5) verbunden ist, und wobei die genannte Schalteinrichtung Verbindungen für die genannte vierte Betriebsart bereitstellt, für den Durchgang von Strom an dem genannten ersten Anschluß (116) über eine Reihenschaltung, die den genannten einen Stromleiter (1, 2) umfaßt, von der Position des Fehlers (7) an dem genannten einen Stromleiter (1, 2) zu dem entfernten Ende des genannten einen Stromleiters, und einen fehlerfreien Stromleiter (5) aus der Mehrzahl von Stromleitern, und für den Durchgang von Strom an dem genannten zweiten Anschluß (112) durch den genannten einen Stromleiter (1, 2), von der Position des Fehlers (7) an dem genannten einen Stromleiter (1, 2) zu dem Lokalisierungsschaltungsende des genannten einen Stromleiters, wobei der Eingang des genannten Fehlerverstärkers (9) zum Empfang des Signals zwischen dem Lokalisierungsschaltungsende des genannten einen Stromleiters und dem Lokalisierungsschaltungsende des genannten, letztgenannten fehlerfreien Stromleiters (5) verbunden ist.

3. Schaltung zur Lokalisierung von Isolationsfehlern nach Anspruch 1, wobei die genannte Stromteilungsschaltung (29) durch folgendes gekennzeichnet ist:

einen Multiplikations-Digital-Analog-Umwandler, DAU (110), und einen Steuerkreisteil (115), wobei der genannte DAU einen ersten Anschluß (111) aufweist, genannte zweite (112) und dritte (113) Anschlüsse der genannten Stromteilungsschaltung (29), zuzüglich genannte Digitaleingabe (114), und wobei der genannte Steuerkreisteil (115) den genannten ersten Anschluß (116) der genannten Stromteilungsschaltung (29) aufweist, wobei der Strom an dem genannten ersten Anschluß (111) des genannten DAU und zweiten Anschluß (112) der genannten Stromteilungsschaltung sich in Übereinstimmung mit dem genannten, zuerst genannten Verhältnis befindet, vorausgesetzt, daß der genannte erste Anschluß (111) des DAU und der zweite Anschluß (112) der genannten Stromteilungsschaltung das selbe Potential aufweisen, wobei der genannte Steuerkreisteil (115) mit dem genannten DAU verbunden ist, zur Begründung des selben Potentials an dem genannten ersten Anschluß (112) des genannten DAU und an dem zweiten Anschluß (112) der genannten Stromteilungsschaltung (29), dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Steuerkreisteil (115) folgendes aufweist:

(1) einen Operationsverstärker (117) mit zwei Eingangsanschlüssen und einem Ausgangsanschluß, wobei einer der genannten Eingangsanschlüsse operativ mit dem genannten ersten Anschluß (111) des genannten DAU verbunden ist, und wobei der andere der genannten zwei Eingangsanschlüsse mit dem zweiten Anschluß (112) der genannten Stromteilungsschaltung verbunden ist; und

(2) eine lineare Gegenkopplungs-Halbleiterschaltung, die operativ zwischen den genannten Ausgangsanschluß des genannten Operationsverstärkers (117) und den genannten ersten Anschluß (111) des DAU geschaltet ist, wobei die genannte Gegenkopplungs-Halbleiterschaltung einen Schaltkreisteil zur Leitung des Stroms zwischen dem genannten ersten Anschluß (111) des DAU und dem genannten ersten Anschluß der genannten Stromteilungsschaltung (29) aufweist.

4. Schaltung zur Lokalisierung von Isolationsfehlern nach Anspruch 3, wobei der genannte Schaltkreisteil der genannten Gegenkopplungs-Halbleiterschaltung gekennzeichnet ist, durch eine gesteuerte lineare Halbleitereinrichtung (120), die eine Steuerelektrode aufweist, welche operativ mit dem genannten Ausgangsanschluß des genannten Operationsverstärkers (117) verbunden ist.

5. Schaltung zur Lokalisierung von Isolationsfehlern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schaltkreisteil der genannten Gegenkopplungs-Halbleiterschaltung eine bezogene Gleichspannungsquelle (121) aufweist, die zwischen der gesteuerten linearen Halbleitereinrichtung (120) und dem genannten ersten Anschluß (111) des DAU verbunden ist.