DE60106080T2 - Gerät und verfahren zur prüfung einer verkabelung - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Prüfen der Sicherheit der elektrischen Verkabelung innerhalb von Gebäuden.
  • Die Verkabelungsrichtlinien in Großbritannien entsprechend der britischen Norm BS7679 erfordern eine regelmäßige Überprüfung der elektrischen Verkabelung innerhalb von Gebäuden zur Feststellung, ob die Verkabelung bestimmten Sicherheits-Mindeststandards genügt. Die zeitlichen Abstände, zwischen denen die Überprüfungen der elektrischen Verkabelung in einem Gebäude durchgeführt werden müssen, sind jedoch in der Mehrzahl der Fälle nicht vorgeschrieben, außer in bestimmten Komplexen und Gebäuden, die der Öffentlichkeit zugänglich sind. Die Erfordernisse sind häufig gesetzlich vorgegeben, wie etwa durch das Gesetz betreffs der Elektrizität am Arbeitsplatz, das Gesetz bezüglich der Gesundheit und Sicherheit bei der Arbeit und durch die Gesundheits- und Sicherheitsregelungen Großbritanniens.
  • Bezüglich der Zeiträume, die zwischen den Sicherheitstests der elektrischen Verkabelung von Gebäuden liegen, werden im allgemeinen sieben und acht Jahre für Wohnungskomplexe und fünf Jahre für Büros und kommerzielle Gebäudekomplexe als akzeptabel betrachtet. Gebäude oder Gebäudekomplexe, die Feuerschutznormen genügen müssen, müssen jedoch jährlich getestet werden. Dies betrifft bestimmte Gebäudekomplexe, Hotels und Gebäude, die öffentlich besucht werden.
  • Es versteht sich, dass jeder Ausfall einer Durchführung regelmäßiger Überprüfungen der Sicherheit der elektrischen Verkabelungen in einem Gebäude zu einem erhöhten Risiko führt, das von gefährlichen oder unsicheren elektrischen Installationen ausgeht. Ferner können Unfälle, Verletzungen oder Todesfälle, die sich durch eine gefährliche oder fehlerhafte elektrische Installation ergeben, die nicht regelmäßigen Sicherheitstest unterzogen wurden, dazu führen, dass die verantwortlichen Personen zur Rechenschaft gezogen werden. Eine rechtliche Verfolgung aufgrund eines Fehlers bei der Durchführung vorgeschriebener Sicherheitsüberprüfungen kann zu erheblichen Geldbußen, Gefängnisstrafen oder in außergewöhnlichen Fällen zu beidem führen.
  • Daher ist die regelmäßige Überprüfung der elektrischen Verkabelung von Gebäuden nicht nur wichtig, damit die Sicherheit der Personen, die sich in diesen Gebäuden aufhalten, erhalten und gesichert wird, sondern es ist auch von Bedeutung sicherzustellen, dass die nachträgliche Installation oder das Ersetzen elektrischer Komponenten ordnungsgemäß durchgeführt wurde, so dass die Installation gefährlicher oder fehlerhafter elektrischer Komponenten, die zu einem Fehler der Verkabelung zu einem späteren Zeitpunkt führen können, vermieden oder eingeschränkt werden kann.
  • Ein Bestandteil der Überprüfung der Sicherheit der elektrischen Verkabelung ist das Sicherstellen oder das Prüfen der intakten Isolation aller elektrischen Leiter (d.h., stromführend, neutral und Erde). Die britische Norm BS7679 schreibt vor, dass die Überprüfung der Intaktheit der Verkabelungsisolation bei einer erhöhten Spannung von 1.000 Volt durchgeführt wird, um jede potentielle Schwachstelle in jeder Komponente der elektrischen Verkabelungsisolation feststellen zu können.
  • Es treten jedoch häufig große Schwierigkeiten auf, wenn solche Überprüfungen der Intaktheit der Isolation insbesondere an Beleuchtungsschaltkreisen durchgeführt werden, da moderne Beleuchtungsanlagen empfindlich sind und daher häufig nicht in der Lage sind, der erhöhten Spannung zu widerstehen, die bei dem 1.000-Volt-Test entsprechend der britischen Norm BS7679 angelegt wird.
  • Ein weiteres Problem bei der Ausführung der 1.000-Volt-Intaktheitsprüfung von Beleuchtungsschaltkreisen besteht darin, dass elektronische Schaltkreise moderner fluoreszierender Lampen, Entladungslampenarmaturen oder verschiedene andere Beleuchtungskomponenten eine elektrische Leckage verursachen, die zu fehlerhaften Versuchsaufzeichnungen, unzufriedenstellenden Testbedingungen und unsicheren Testergebnissen führen kann. Dies führt dazu, dass ein den Beleuchtungsschaltkreis testender Elektriker alle Lampenfassungen eines Schaltkreises abklemmen muß, um den Test ordnungsgemäß durchzuführen. Dies ist eine sehr arbeitsaufwendige, zeitraubende und kostspielige Aufgabe. Wenn der Elektriker den Test einmal durchgeführt hat, muß er die Lampen wieder anschließen und sicherstellen, dass sie alle ordnungsgemäß und sicher funktionieren, nachdem der Test durchgeführt worden ist. In vielen Fällen ist das Testen elektrischer Schaltkreise nahezu un möglich, falls die Lampen aufgrund ihrer Anbringung oder wegen Zugangsbeschränkungen unzugänglich sind.
  • Ferner wird aufgrund der Tatsache, dass das Prüfen der elektrischen Verkabelung mit Lichtschaltkreisen so arbeitsintensiv, zeitaufwendig und kostspielig ist, in vielen Fällen das Prüfen der elektrischen Verkabelung nicht ordnungsgemäß oder überhaupt nicht durchgeführt und einfach ignoriert, was zu ernstzunehmenden Problemen bezüglich der Intaktheit und Sicherheit der Verkabelung und der damit verbundenen Sicherheit der Personen führt, die sich in solchen Gebäuden aufhalten.
  • Die Patentschriften DE-C-195 09 831 (Tschiedel) und US-A-6054865 (Bald et al.) offenbaren Vorrichtungen zum Prüfen der Sicherheit elektrischer Verkabelungen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Prüfungssystem mit einem Prüfungsmodul und einer Anzahl von Trennvorrichtungen geschaffen, von denen jede Trennvorrichtung dazu vorgesehen ist, zumindest eine elektrische Last als Reaktion auf ein erstes Trennungssignal wahlweise von der Verbindung mit Anschlußdrähten zu trennen, welche die zumindest eine elektrische Last mit Elektrizität versorgen, zur Prüfung des intakten Zustandes der Drähte, wobei jede Trennvorrichtung ferner dazu vorgesehen ist, die zumindest eine Last als eine Reaktion auf ein zweites Signal wieder anzuschließen, welches Prüfungsmodul dazu vorgesehen ist, vor Beginn der Prüfung sicherzustellen, dass alle Lasten von den Anschlußdrähten abgetrennt worden sind.
  • Das oder jedes Trennungssignal kann durch das Prüfungsmodul erzeugt werden. Das Prüfungsmodul kann tragbar oder Teil eines Gebäudesteuerungssystems sein.
  • Vorzugsweise sind die Trennvorrichtungen durch ein Trennungssignal ansprechbar, das über eine Steuerleitung zugeführt wird. Die Steuerleitung kann zu einer Steuertafel zurücklaufen.
  • Als weitere Alternative kann das oder jedes Steuersignal über die (zu prüfenden) Versorgungsleitungen selbst übertragen werden. Dies macht das Nachrüsten bereits vorhandener Gebäude einfacher.
  • Viele moderne Lampenfassungen umfassen Steuerungseinheiten, die eine adressierbare Beleuchtungsschnittstelle unterstützen. Diese Schnittstelle kann zur Steuerung von Isolationsvorrichtungen verwendet werden, wie etwa von Relais, um ausgewählte Lampen abzutrennen. Die Schnittstelle kann ferner dazu verwendet werden, den Lampenballast abzutrennen, so dass die Prüfung durchgeführt werden kann.
  • Die Trennvorrichtungen ermöglichen es dem Benutzer ferner sicherzustellen, dass die Last abgetrennt ist, bevor er mit der Prüfung beginnt. Daher umfaßt jede Trennvorrichtung eine Signalvorrichtung, die aktiviert wird, wenn die entsprechende Last abgetrennt worden ist. Jede Trennvorrichtung kann unabhängig signalisieren, dass sie betätigt worden ist, und die Signale sind durch eine UND-Schaltung verbunden oder in Kette geschaltet, so dass jede Vorrichtung von der zu einer Gruppe zusammengefaßten Vielzahl von Vorrichtungen ihre Last abgetrennt haben muß, bevor angezeigt wird, dass alle Lasten abgetrennt sind. In digitalen Systemen kann jedoch die Steuereinheit/ das Testmodul die abgetrennten Vorrichtungen abfragen, um sicherzustellen, dass sie zum Abtrennen der lokalen Last betätigt worden sind.
  • Vorteilhafterweise kann jede Trennvorrichtung ferner lokal anzeigen, dass sie ihre Last abgetrennt hat. Die Anzeige kann visuell oder akustisch erfolgen. Die Verwendung einer LED ist eine bevorzugte Art einer lokalen Anzeige, dass das Abtrennen durchgeführt worden ist.
  • Ein weiterer Abtrenntest kann durchgeführt werden, indem Versorgungsnetzenergie entlang der Kabel zugeführt wird, die zu den zu testenden Vorrichtungen führen, nachdem das Trennsignal erfolgt ist. Noch immer im Betrieb befindliche Vorrichtungen sind ein klares Anzeichen dafür, dass sie noch nicht abgetrennt sind. Dies kann durch Messung der Last des Schaltkreises fernüberwacht werden. Falls der abgezogene Strom eine Schwelle überschreitet, deren Wert im wesentlichen derjenige der kleinsten (die wenigste Energie verbrauchenden) Vorrichtung des Schaltkreises ist, kann darauf geschlossen werden, dass zumindest eine Vorrichtung nicht ordnungsgemäß abgetrennt worden ist.
  • Zusätzlich oder wahlweise kann die Vorrichtung auf ein Signal ansprechen, das über Funk (einschließlich Bluetooth-RTM), Infrarot oder Ultraschall übertragen wird, so dass das Abtrennen bewirkt wird. Abtrennbefehle können ferner über die der Prüfung unterzogenen Kabel übertragen werden. Das Wiederverbinden kann dann nach einem vorbestimmten Zeitraum oder nach der Übertragung eines Wiederverbindungssignals stattfinden. In diesen Fällen kann eine Kontrollschaltung die Kabel auf Signale überwachen. Das Wiederverbindungssignal kann unter gewissen Umständen auch die Abwesenheit eines Trennsignals sein.
  • Die Trennvorrichtungen können batteriebetrieben sein und/oder ihre Energie aus dem Versorgungsnetz oder von einer entfernten Gleichstromquelle beziehen, welche aus dem Hauptversorgungsnetz oder von einer Batterie abgeleitet werden kann. Kurzzeitige Speicherung kann dazu verwendet werden, die Trennvorrichtungen während der Trennprüfung zu betreiben.
  • Vorzugsweise umfaßt die Trennvorrichtung zumindest ein Relais zum Trennen der Last. Die Last kann eine oder mehrere Beleuchtungen umfassen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann jede Trennvorrichtung durch ein Steuermodul ferngesteuert werden, welches eine Batterie und/oder eine Ladeeinrichtung umfaßt sowie einen Schalter, der im geschlossenen Zustand ein Trennsignal liefert, das eine Aktivierung der Trennvorrichtung bewirkt. Das Steuermodul umfaßt ferner eine Einrichtung zur Verifikation, dass alle Trennvorrichtungen aktiviert worden sind. Eine solche Verifikationseinrichtung kann eine LED umfassen, die durch Aufleuchten anzeigt, dass alle Trennvorrichtungen aktiviert worden sind und dass alle Lasten vor der Durchführung der Prüfung der Kabel abgetrennt worden sind. Eine Ausfallsicherungsfunktion ist daher dazu vorgesehen, dass eine Prüfung nicht durchgeführt werden kann, bis alle Trennvorrichtungen betätigt worden sind.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Prüfung von Leuchten vorgesehen, die an eine Energiequelle über ein Prüfungssystem gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ange schlossen sind, welche Prüfung die folgenden Schritte umfaßt: Setzen eines Abtrennbefehls zum Abtrennen der Leuchten, Sicherstellen, dass alle Leuchten abgetrennt worden sind, Durchführen zumindest einer Prüfung der Isolierung oder des Durchgangs, Versorgen der Leuchten mit Energie und Wiederanschluß der Leuchten.
  • Die vorliegende Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der folgenden beigefügten Zeichnungen beschrieben:
  • 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Prüfungsschaltung, in der Signale entlang der zu prüfenden Drähte an die Trennvorrichtung geleitet werden;
  • 2 zeigt schematisch eine Anordnung, in der die Signale entlang vorbestimmter Steuerleitungen an die Trennvorrichtung geleitet werden;
  • 3 zeigt schematisch eine Prüfungsanordnung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der Signale an die Trennvorrichtung entlang Steuersignalleitungen geleitet werden, die als Teil eines adressierbaren Beleuchtungssteuersystems vorgesehen sind; und
  • 4 zeigt eine Anordnung ähnlich zu derjenigen in 3.
  • 1 zeigt schematisch die Versorgungsanordnung für eine fluoreszierende Lampe, die allgemein mit 2 bezeichnet ist. Die Lampe wird mit Versorgungselektrizität von den Gebäude-Versorgungsschienen (nicht gezeigt) versorgt, welche wiederum mit dem Versorgungseingang eines Schaltkreisunterbrechers verbunden sind. Die "Spannung"-, "Neutral-" und "Erde"-Leitungen gehen dann von dem Schaltkreisunterbrecher 4 aus und sind mit einer Hochfrequenz-Ballasteinheit 6 der Lampe 2 verbunden. Zwischen dem Schaltkreisunterbrecher 4 und der Ballasteinheit 6 ist eine Trennvorrichtung 8 angeordnet. Die Trennvorrichtung 8 umfaßt Schalteinrichtungen wie etwa Relais, die dazu betrieben werden, die Spannungs- und Neutralleitungen des Ballasts 6 zu unterbrechen. Wahlweise können sie dazu betrieben werden, die Erdungs verbindung zu unterbrechen. In der gezeigten Anordnung nimmt die Trenneinheit 8 ein Steuersignal auf, das von den Neutral- und Erdungsleitern des zu prüfenden Schaltkreises geliefert wird. Die Verwendung des neutralen und des Erdungsleiters ist vorteilhaft, da diese beiden bei der Verwendung annähernd auf Null Volt liegen. Es ist jedoch auch möglich, die Steuerdaten über den Spannungsleiter zu übertragen, falls es notwendig ist.
  • Es ist eine Steuer-Prüfungstafel 10 vorgesehen, die eine Testverbindung mit dem Schaltkreisunterbrecher 4 aufweist. Dies ermöglicht es der Steuer-Prüfungstafel 10, das Trennsignal zu erzeugen und es auf einen geeigneten der zu testenden Leiter zu legen, so dass das Signal an die Trennvorrichtung 8 weitergeleitet werden kann.
  • Eine Vielzahl von Trennvorrichtungen mit zugeordneten Leuchten kann parallel unabhängig von der Hauptversorgung betrieben werden. Wenn dies erledigt ist, kann wahlweise eine in Kette geschaltete Prüfungsleitung vorgesehen sein, die von Vorrichtung zu Vorrichtung läuft, so dass ein Signal erzeugt werden kann, das sicherstellt, dass jede einzelne Vorrichtung zum Trennen der entsprechenden Lampe betätigt worden ist.
  • Beim Betrieb sendet die Steuer-Prüfungstafel ein Signal an die Trennvorrichtung 8, so dass diese die Leuchte und den Ballast 2 und 6 jeweils von der Hauptversorgung abtrennt. Wahlweise kann die Steuer-Prüfungstafel auch ein Signal an den Schaltkreisunterbrecher senden, so dass er seinen Schaltkreis von der Hauptversorgung abtrennt. Die allgemein mit 14 bezeichneten Leiter können dann dem Hochspannungs-Isolationstest unterzogen werden, um ihre Zuverlässigkeit sicherzustellen.
  • 2 zeigt eine Anordnung ähnlich derjenigen in 1, abgesehen davon, dass die Steuersignale an die Trennvorrichtung 8 über bestimmte Steuerleitungen 16 übermittelt werden. Dies erübrigt das Einspeisen von Trenn- und Wiederverbindungssignalen in die zu prüfenden Leitungen. Dies hat den Vorteil, dass die Steuerschaltung für die Trennvorrichtung nicht dazu vorgesehen sein muß, den verwendeten hohen Testspannungen zu widerstehen.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Anordnung ähnlich zu derjenigen in 2 umfaßt, abgesehen davon, dass die Trennvorrichtung 8 nun mit einem Steuersignalbus 16' verbunden ist, welcher wiederum an ein Gebäudesteuerungssystem 18 angeschlossen ist, das eine Eingabe von der Steuertafel 10 aufnehmen kann oder in welches die Steuertafel 10 integriert sein kann. Der Bus 16' kann ein Datenbus mit anerkanntem Standard sein, wie etwa das Protokoll der digital-adressierbaren Beleuchtungsschnittstelle (DALI) oder des europäischen Informationsbus (EIB). Auf diese Weise können einzelne Trennvorrichtungen 8 auf dem Bus dazu adressiert werden, wahlweise zu verbinden oder zu trennen. Somit kann nicht nur das Gebäudesteuerungssystem 18 die Vorrichtungen zum Trennen anweisen, sondern durch Vorsehen der Trennvorrichtungen 8 zur Unterstützung bidirektionaler Kommunikation kann jede einzelne Vorrichtung abgefragt werden, um sicherzustellen, dass das Trennen auch tatsächlich durchgeführt wurde. Die Prüfung kann dann nur durchgeführt werden, wenn alle Vorrichtungen bestätigen, dass sie erfolgreich getrennt haben.
  • 4 zeigt eine Anordnung ähnlich derjenigen in 3, bei welcher jedoch der Ballasteinheit 6 eine DALI-Schnittstelle 20 zugeordnet ist, so dass die Leuchtenhelligkeit durch geeignete Steuerung des Hochfrequenz-Ballasts gesteuert werden kann. Ein Multisensor 22 und ein Schalter 24 sind so angeordnet, dass die Steuer-Prüftafel 10 wahlweise mit dem DALI-Bus 16' verbunden werden kann und die Ergebnisse der Prüfungen dem Bus entnommen und an eine Datensammeleinheit weitergeleitet werden können.
  • Auf diese Weise ist es möglich, ein Beleuchtungs-Prüfungssystem zu schaffen.
  • In einer Abwandlung der Erfindung kann drahtlose Kommunikation zwischen der Steuereinheit oder jeder Trennvorrichtung vorgesehen sein. Somit würde jede Trennvorrichtung zumindest einen lokalen Empfänger und wahlweise einen lokalen Transmitter erfordern, so dass sie der Kontrollvorrichtung signalisieren kann, dass ihre Last abgetrennt ist. Konstruktionsdetails von Transmittern und Empfängern liegen innerhalb der Möglichkeiten des Fachmanns und müssen an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden. Es ist anzunehmen, dass es sich bei solchen Transmittern um Bluetooth-(RTM)-Vorrichtungen handeln kann.
  • Jede Trennvorrichtung 8 kann permanent bis zu einem Zeitpunkt abgetrennt sein, bis sie ein Wiederverbindungssignal empfängt, oder sie kann wahlweise dazu vorgesehen sein, sich nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums wieder anzuschließen. Die Betriebsweise kann vom Benutzer frei gewählt werden.

Claims (17)

  1. Prüfungssystem, mit einem Prüfungsmodul (10) und einer Anzahl von Trennvorrichtungen (8), von denen jede Trennvorrichtung dazu vorgesehen ist, zumindest eine elektrische Last (2) als Reaktion auf ein erstes Trennungssignal wahlweise von der Verbindung mit Anschlußdrähten zu trennen, welche die zumindest eine elektrische Last mit Elektrizität versorgen, zur Prüfung des intakten Zustandes der Drähte, wobei jede Trennvorrichtung (8) ferner dazu vorgesehen ist, die zumindest eine Last (2) als Reaktion auf ein zweites Signal wieder anzuschließen, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfungsmodul (10) dazu vorgesehen ist, vor Beginn einer Prüfung sicherzustellen, dass alle Lasten von den Anschlußdrähten abgetrennt worden sind.
  2. Prüfungssystem gemäß Anspruch 1, bei welchem das Trennungssignal von dem Prüfungsmodul erzeugt wird.
  3. Prüfungssystem gemäß Anspruch 2, bei welchem das Prüfungsmodul (10) tragbar ist.
  4. Prüfungssystem gemäß Anspruch 2, bei welchem das Prüfungsmodul (10) Teil eines Gebäudesteuerungssystems (18) ist.
  5. Prüfungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem jede Trennvorrichtung (8) durch ein Trennungssignal (2) ansprechbar ist, das über eine Steuerleitung zugeführt wird.
  6. Prüfungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem jede Trennvorrichtung (8) durch ein Steuersignal ansprechbar ist, das durch die zu prüfenden Drähte übertragen wird.
  7. Prüfungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem jede Trennvorrichtung (8) eine lokale Signalvorrichtung umfasst, die aktiviert wird, sobald die Last (2) von den Anschlußdrähten abgetrennt ist.
  8. Prüfungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem jede Trennvorrichtung (8) zur Bestimmung ihres Zustands abgefragt werden kann.
  9. Prüfungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem jede Trennvorrichtung (8) dazu vorgesehen ist, die Last (2) nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums wieder anzuschließen.
  10. Prüfungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem jede Trennvorrichtung (8) dazu vorgesehen ist, die Last (2) auf Empfang eines Wiederverbindungssignals hin wieder anzuschließen.
  11. Prüfungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem jede Trennvorrichtung (8) dazu vorgesehen ist, die Last (2) wieder anzuschließen, wenn kein Wiederverbindungssignal vorhanden ist.
  12. Prüfungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem jede Trennvorrichtung (8) batteriebetrieben ist und/oder Energie aus dem Versorgungsnetz oder von einer entfernten Gleichstromquelle bezieht.
  13. Prüfungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Verbindung zwischen dem Prüfungsmodul (10) und den Trennvorrichtungen (8) mittels drahtloser Übertragung erfolgt.
  14. Prüfungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die elektrische Last (2) eine Beleuchtungsvorrichtung umfasst.
  15. Prüfungssystem gemäß Anspruch 7, bei welchem die lokale Signalvorrichtung eine LED ist.
  16. Prüfungssystem gemäß Anspruch 1, bei welchem das Prüfungssystem dazu vorgesehen ist, zumindest entweder eine Isolationsprüfung oder eine Kontinuitätsprüfung durchzuführen und die Lasten nach Abschluss der Prüfung wieder anzuschließen.
  17. Verfahren zur Prüfung der Verdrahtung von Leuchten, die an eine Energiequelle durch ein Prüfungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche angeschlossen sind, welche Prüfung die folgenden Schritte umfasst: Setzen eines Abtrennbefehls zum Abtrennen der Leuchten; Sicherstellen, dass alle Leuchten abgetrennt worden sind, unter Durchführung zumindest einer Prüfung der Isolierung oder der Kontinuität; und Wiederanschluß der Leuchten.
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