Immer wieder rufen uns Kunden an, die den Fernspeisestrom „gemessen" haben und dabei feststellten, dass die elektronische Sicherung „viel zu früh" abschaltet oder das eingebaute Messgerät nicht stimme. Einige schicken uns die vermeintlich defekten Geräte zur Reparatur.

Wenn der Meister misst, misst er meistens Mist!

Kaum woanders stimmt dieser weise Spruch so sehr wie hier. Es ist leider so, dass die meisten Messgeräte Mühe mit dem Fernspeisestrom haben. Nicht nur zur Bequemlichkeit bauen wir bei allen Geräten ein A-Meter ein! Das eingebaute Instrument misst nämlich richtig. Es ist ein Weicheisen- Instrument.

Gehen wir der Sache mal richtig auf den Grund:

Am Ende unserer Fernspeisung ist ein Verstärker, der hat einen Gleichrichter und einen Elko.

Mit dem Widerstand parallel zum Elko ist die Last, also unser Verstärker gemeint.

Der Einfachheit halber haben wir hier nur einen Einweg- Gleichrichter gezeichnet. Es ist so leichter zu verstehen. Natürlich haben die Verstärker einen Brücken- Gleichrichter.

Angenommen, der ankommende Sinus ist gerade auf dem Scheitelpunkt. Er hat den Elko auf den Spitzenwert aufgeladen. Der nun absinkende Sinus unterschreitet jetzt die Spannung am Elko, die Diode ist in Sperrrichtung, es findet keine Ladung mehr statt. Der Elko wird unterdessen von der Last teilweise entladen. Die nächste Halbwelle muss erst wieder auf die Restspannung des Elkos ansteigen, dass die Diode wieder leitet und der Elko wieder geladen werden kann. Der Fernspeise-Strom fliesst also nicht sinusförmig, sondern impulsförmig im Bereich der Sinusspitze.

Nebenbei: Da der Verstärker ja eine gewisse Energie braucht, muss dieser schmale Impuls höher sein, als wenn er sinusförmig wäre. Dieser höhere Stromimpuls verursacht auch einen höheren Spannungsabfall auf dem Koaxkabel. Das ist der Grund, warum so manche „berechnete" Fernspeisung am Kabelende mit zu wenig Spannung ansteht. Wer also nach ohmschem Gesetz die Fernspeisung berechnet, läuft ins Messer!

Also, zurück zu unserem Fernspeisestrom. Da der nun nicht sinusförmig verläuft, machen die meisten Messgeräte gravierende Messfehler.

Multimeter mit Zeigerinstrument sind ausschliesslich Drehspulinstrumente, meist hoher Qualität. Die Physik dieser Messtechnik will es, dass diese immer den Mittelwert messen, bei einem sauberen Sinus 0,636 der Spitze. Da sich ausser Galvanotechniker kaum jemand um den Mittelwert interessiert, werden sie im Effektivwert geeicht, beim Sinus 0.707 der Spitze. Sie messen also den Mittelwert aber zeigen den Effektivwert an.

Das stimmt aber nur so lange, wie die Messgrösse sinusförmig bleibt, die Faktoren 0,636 und 0,707 noch stimmen. Bei jeder anderen als der Sinuskurve gelten andere Werte.

Also: Drehspulinstrumente messen den genauen Mittelwert des „exotischen" Fernspeisestromes und zeigen einen total falschen Effektivwert an. Bei Fernspeisungen zeigen sie etwa 20...30 % zu wenig an!

Wichtig: Das gilt für alle Drehspulinstrumente, auch für sehr teure! Auch wenn sie einen 12 A AC Messbereich haben und 0,5% Genauigkeit versprechen, gilt das nur für sinusförmige Kurven.

Digital- Multimeter verwenden verschiedene Messarten. Die einen integrieren die unbekannte Kurve zu einem Rechteck, machen also den Mittelwert daraus und zeigen genau so falsch, wie Drehspulinstrumente.

Andere messen den Spitzenwert und zeigen an, wie gross ein Sinus mit dieser Spitze wäre. Diese zeigen also viel zu viel.

Weicheisen- Instrumente (auch Dreheisen genannt) erkennt man an der unlinearen Skala. Sie messen von ihrer Physik her den Effektivwert, also genau das, was wir wissen müssen. Sie sind eine billige und genaue Lösung, unseren Fernspeisestrom zu messen.

Digital- Multimeter mit RMS Messung (Effektivwert- Messung) sind die elektronische Lösung des Weicheisen- Instrumentes. Diese Geräte sind aber bedeutend teurer als normale Digis. Aber sie messen unseren Fernspeisestrom richtig. Ganz teure Geräte offerieren sogar „True RMS" (Echt- effektiv). Das kommt bei einer Fernspeisung aber gar nicht vor. (Effektivmessung von Gleichspannung oder Gleichstrom mit überlagerter Wechselspannung oder Wechselstrom.)

Unterdessen hat die Technik neue Spannungsregler mit PFC entwickelt. (Power-Faktor-Controller). Ob diese Technik schon in Kabelfernseh-Verstärkern angewendet wird, wissen wir nicht. Diese trickreiche Schaltung zwingt den Regler, trotz allem einen sinusförmigen Strom zu beziehen. Damit wären unsere Messprobleme gelöst und der Spannungsverlust auf den Kabeln würde auch wieder kleiner.

Und wenn wir schon über Fehlmessungen nachdenken, muss auch gesagt werden, dass ähnliche Fehler beim Messen der Fernspeisespannung möglich sind. Die Spannung ist ja nur in der Nähe des Netzgerätes sinusförmig. Da der Strom nur im Bereich der Sinusspitze fliesst, fällt auf den Kabeln auch nur in dieser Zeit ein Spannungsabfall ab. Damit wird der Sinus eingestaucht und hat schon nach ein paar hundert Metern Kabel eher die Form eines Rucksacks.

Dass bei dieser Kurvenform normale Messgeräte nur zur „hat oder hat nicht- Messung" taugen, ist jetzt wohl auch klar. 

Und noch eine Fehlmessung:

Digitalinstrumente sind extrem hochohmig, das ist eigentlich gut so. Aber wenn die Fernspeisung, etwa wegen einem Massebruch, unterbrochen ist und kein Verstärker als Last dran ist, messen die doch eine Spannung! Die Kapazität über dem Unterbruch reicht schon aus, dass das Digi den Unterbruch nur als Vorwiderstand ansieht und munter Spannung zeigt. Wenn nur schon eine kleine Last dran hängt, verschwindet dieser Effekt wieder.

Da wir früher fast wöchentlich mit diesen Fehlmessungen konfrontiert wurden und wir auch immer wieder vermeintlich defekte Geräte zur Reparatur eingeschickt erhielten, mussten wir etwas unternehmen. 
Wir haben diesen Aufsatz geschrieben, um die Fachkenntnisse aus der Lehrzeit wieder aufzufrischen oder auch nur um dem einen oder anderen ein Aha- Erlebnis zu ermöglichen.

Und wir haben auch Weicheisen- Instrumente, die sich für Feldmessungen eignen, in ein Gehäuse eingebaut, damit der Servicetechniker mobil und richtig messen kann. Bei Fabatec- Geräten ist das allerdings nicht nötig, da ja jedes mit einem Amperemeter ausgerüstet ist. Aber praktisch ist es allemal, wenn man den Strom auf einer einzelnen Leitung messen will.

Auf unserer Homepage (www.fabatec.ch) sind zwei A-Meter für 10 A AC und 15 A AC und ein V-Meter mit 60V AC vorgestellt. Das Voltmeter ist niederohmig genug, dass die oben beschriebene Fehlmessung bei Massebruch nicht möglich ist.

Und da ist noch ein Problem, das immer wieder auftaucht:

Früher waren die Verstärker mit Linearreglern bestückt. Moderne Verstärker haben aber alle einen Schaltregler, weil der viel den besseren Wirkungsgrad hat, somit weniger Verluste macht und deswegen auch weniger Wärme erzeugt.

Zur Technik:

Linearregler ziehen von der Fernspeisung unabhängig von der Spannung, immer den gleichen Strom.
Der Strom verändert sich also nicht, wenn die Spannung schwankt.

Schaltregler ziehen von der Fernspeisung unabhängig von der Spannung, immer die gleiche Leistung.
Wenn die Spannung sinkt, steigt der Strom an, wenn die Spannung steigt, sinkt der Strom ab.

Man soll das Fernspeisegerät also nicht bis knapp unter Volllast belasten. Wenn nachts das Kraftwerk unnötige Generatoren abschaltet, oder über Mittag, wenn alle Kochherde eingeschaltet sind, sinkt oft die Netzspannung, die Verstärker ziehen dann mehr Strom, das Fernspeisegerät überfährt seinen maximalen Strom und schaltet ab.

Und jetzt noch ein letztes Missverständnis: Wir bekommen oft Geräte zur Reparatur, aber denen fehlt gar nichts! Was ist passiert?

Das elektronische Fabatec schaltet bei Überspannung (bei 230V + 10%) zum Schutz der Verstärker ab. Es verharrt so lange auf Störung, bis die Netzspannung wieder in der Toleranz ist. Gerät also nicht ausbauen, sondern beim Stromanbieter reklamieren.

Drei Viertel der uns zugestellten Reparatur-Geräte sind gar nicht defekt! Das gibt dem Kunden und uns unnötige Umtriebe. Wir prüfen aber auch diese Geräte und schicken sie trotzdem gratis zurück.

Und wie lange läuft ein elektronisches Fabatec?

Keine Ahnung! Die ältesten Geräte sind erst 23 Jahre in Betrieb.

Die Zuverlässigkeit unserer Geräte ist legendär. Von all den abertausend Fabatec, die in Betrieb sind, haben wir im Jahr 2009 gerade mal 6 Stück reparieren müssen. Eines war 19 Jahre alt, drei über 10 Jahre und zwei wurden im Hochwasser gebadet. Wir reparieren auch unsere Oldtimer gratis. (Ausgenommen sind abgekupferte Fremdprodukte, auf denen zu unserem Leidwesen ein kopiertes Fabatec- Logo klebt.)