BRPI1105815B1 - dispositivo de interrupção com protetor de interrupção de arco - Google Patents
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Abstract
patente de invenção: "dispositivo de interrupção com protetor de interrupção de arco". dispositivo de interrupção com proteção de interrupção em arco, compreendendo pelo menos um contato estacionário (12) que colabora com um contato móvel (11) apoiado por um braço de suporte de contato (14) e um dispositivo de ativação (10) do contato móvel (11) em um revestimento (1). uma proteção de interrupção de arco móvel (13) é comandada em movimento para ocupar uma posição de descanso e uma posição de laminação. a proteção de interrupção móvel (13) é conectada ao braço de suporte de contato (14) por uma haste de ativação (20) de modo tal que o movimento do braço de suporte de contato (14) resulte em movimento da proteção de interrupção móvel (13), a haste de ativação (20) sendo respectivamente conectada à proteção de interrupção móvel (13) e ao braço de suporte de contato (14) por um segundo e treceiro pino-pivô (z2,z3).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO DE INTERRUPÇÃO COM PROTETOR DE INTERRUPÇÃO DE ARCO.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de interrupção com um protetor de interrupção de arco que permite que a interrupção da corrente seja feita em seguida a um desarme automático em caso de supercorrente de curto-circuito ou abertura do controle manual. Tal dispositivo compreende pelo menos um contato estacionário, em um invólucro, colaborando com um contato móvel apoiado por um braço de suporte de contato. Tal dispositivo compreende um dispositivo ativador do contato móvel que se move entre uma posição fechada e uma posição aberta de tais contatos. Um protetor de interrupção de arco móvel é comandado, em movimento, para ocupar uma posição de descanso quando os contatos estiverem em uma posição fechada e uma posição de laminação quando os contatos estiverem em uma posição aberta.
ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR [002] Conforme descrito na patente FR2577712, o uso de um protetor de interrupção de arco móvel em um aparelho de troca de proteção elétrica de polos múltiplos ou polos individuais é conhecido. Esse tipo de aparelho, de um modo tradicional, permite a interrupção da corrente seguida de desarme automático em caso de uma supercorrente de curto-circuito ou abertura por meio de controle manual.
[003] O uso de tal protetor permite que o arco elétrico entre os contatos seja laminado, permitindo que a corrente de curto-circuito seja interrompida. A interrupção por um protetor permite, de fato, que as voltagens do arqueamento sejam geradas seja qual for a amplitude da corrente a ser interrompida. Para exemplificar, a voltagem do arco gerado pode ser maior do que 500V por polo.
2/11 [004] Esse dispositivo de interrupção é particularmente projetado para interromper a corrente direta, em particular em instalações de produção de energia elétrica do tipo fotovoltaico.
[005] Tal aparelho compreende, ainda, em um invólucro:
- pelo menos um contato estacionário e um contato móvel;
- um braço móvel que apoia o contato móvel e desviado eletricamente na direção de fechamento dos contatos,
- um dispositivo de desarme compreendendo um membro de desarme e uma trava e apresentando um limiar de operação em uma sobrecorrente de curto-circuito acima da qual a trava é ativada pelo membro de desarme e colabora com o braço de suporte de contato para trazer movimento do último na direção de operação dos contatos.
[006] O protetor de interrupção móvel ocupa uma posição de descanso para a qual é desviado por uma mola e acionado pelo dispositivo de desarme em reação a uma sobrecorrente de curto-circuito para se interpor entre os contatos.
[007] O aparelho disjuntor de proteção elétrica também compreende um dispositivo de controle manual conectado a um mecanismo de operação que colabora com o braço de suporte de contato para imprimir movimento ao braço na direção de abertura dos contatos por meio da operação do dispositivo de controle.
[008] Esse tipo de aparelho pode ser projetado para isolar eletricamente e proteger o conjunto de motor-alimentador (contactor, relé térmico)contra curtos-circuitos.
[009] Também se sabe que pode haver recursos do mesmo tipo de disjuntor de proteção que causa interrupção em seguida a um desarme automático em uma situação de curto-circuito para ser capaz de interromper correntes de sobrecarga, estabelecidas por normas, em reação à ativação de um dispositivo de controle manual. Porém, até
3/11 agora, na técnica de interrupção de corrente usando-se uma proteção, em particular em dispositivos de interrupção de corrente do tipo descrito na patente acima mencionada, a proteção de interrupção em arco só pode ser acionada em um limiar de desarme de curto-circuito do membro de desarme automático e, portanto, só realiza a interrupção em caso de curto-circuito.
[0010] Para solucionar essa desvantagem, o aparelho disjuntor descrito no pedido de patente EP0310468 permite que a proteção de interrupção em arco seja requisitada tanto quando ocorre desarme automático em elevados picos de corrente, por exemplo, em correntes de curto-circuito e quando ocorre uma abertura por controle manual em baixas intensidades,por exemplo, em correntes de sobrecarga, ou mesmo em correntes inferiores a ou equivalente às intensidades de corrente nominal.
[0011] A desvantagem dos mecanismos de operação de proteção conhecidos é a relativa complexidade. Na verdade, eles compreendem, geralmente, meios específicos para a atuação manual de tal proteção e outros meios capazes de atuar na proteção em caso de falha por curto-circuito. Mecanismos conhecidos ainda apresentam, às vezes, meios para desviar a proteção para uma posição de operação. [0012] SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0013] O objetivo da invenção é, portanto, superar as desvantagens do estado da técnica de modo a propor um dispositivo de interrupção com uma proteção de interrupção tendo uma operação otimizada.
[0014] A proteção de interrupção móvel do dispositivo de interrupção, de acordo com a presente invenção, é conectada ao braço de suporte de contato por meio de uma haste de ativação, de modo tal que o movimento do braço de suporte de contato resulte em movimento da proteção de interrupção móvel, a haste de ativação sendo respectiva
4/11 mente conectada à proteção de interrupção móvel e ao braço de suporte de contato por um segundo e terceiro pino-pivô.
[0015] A proteção de interrupção móvel é, preferivelmente, conectada ao braço de suporte de contato por meio de uma haste de ativação, de modo tal que o movimento do braço de suporte de contato da posição aberta para a posição fechada resulte em movimento da proteção de interrupção móvel a partir da posição laminada para a posição de repouso, o movimento do braço de suporte-contato da posição fechada para a posição aberta, resultando no movimento da proteção de interrupção móvel da posição de descanso para a posição de laminação.
[0016] A proteção de interrupção móvel é vantajosamente comandada em rotação em torno do pino-pivô preso, de forma segura, ao revestimento.
[0017] De acordo com uma modalidade preferida, a haste de ativação compreende duas seções articuladas uma em relação à outra em torno de um quarto pino-pivô, uma primeira seção sendo conectada a uma proteção de interrupção móvel pelo segundo pino-pivô e uma segunda seção sendo conectada ao meio de suporte de contato pelo terceiro pino-pivô.
[0018] O quarto pino-pivô compreende, preferivelmente, pelo menos uma extremidade posicionada em um trilho-guia preso ao revestimento, tal trilho-guia compreendendo pelo menos uma primeira rampa de movimento de tal quarto pino-pivô para permitir o movimento simultâneo do meio de suporte de contato e da proteção de interrupção móvel.
[0019] De acordo com uma primeira modalidade particular da invenção, o trilho-guia que compreende pelo menos uma segunda rampa de movimento do quarto pino-pivô, o movimento de tal pino-pivô na segunda rampa permite apenas o movimento do meio de suporte de
5/11 contato além da posição aberta dos contatos, a proteção de interrupção móvel permanecendo imóvel.
[0020] Vantajosamente, as primeira e segunda rampas são apoiadas de modo tal que a segunda rampa de movimento é colocada em uma primeira extremidade da primeira rampa principal.
[0021] De acordo com uma segunda modalidade particular da invenção, o trilho-guia compreendendo pelo menos uma terceira rampa de movimento do quarto pino-pivô, o movimento de tal pino-pivô na terceira rampa permite apenas o movimento do meio de suporte de contato além da posição fechada dos contatos, a proteção de interrupção móvel permanecendo imóvel.
[0022] Vantajosamente, as primeira e terceira rampas são apoiadas de modo tal que a segunda rampa de movimento é colocada em uma segunda extremidade da primeira rampa principal.
[0023] Vantajosamente, as segunda e terceira rampas de movimento do quarto pino-pivô descrevem um arco de um círculo que permite a imobilização da proteção e o movimento do contato móvel, tal arco de um círculo tendo o segundo pino-pivô como seu centro.
[0024] A primeira rampa de movimento compreende, preferivelmente, um pino-pivô longitudinal que forma um ângulo compreendido entre 0 e 45° com relação ao pino-pivô que une os segundo e terceiro pinos-pivôs.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0025] Outras vantagens e características ficarão mais claras a partir da descrição a seguir das modalidades particulares da invenção, dadas para efeitos de exemplo, apenas não restritivo e representado nos desenhos em anexo, nos quais:
[0026] As figuras 1 e 2 representam vistas em perspectiva de um dispositivo de interrupção com proteção de interrupção em arco, respectivamente em duas posições de operação, de acordo com uma
6/11 primeira modalidade da invenção;
[0027] as figuras 3 e 4 representam vistas em perspectiva de um dispositivo de interrupção com proteção de interrupção de arco, respectivamente em duas posições de operação, de acordo com uma segunda modalidade preferida da invenção;
[0028] a figura 5 representa uma vista de uma cadeia cinemática do dispositivo de ativação de contato associado a uma proteção de interrupção móvel em uma posição aberta dos contatos;
[0029] a figura 6 representa uma vista detalhada do dispositivo, de acordo com as figuras 3 e 4 em uma posição aberta dos contatos;
[0030] a figura 7 representa uma vista de uma cadeia cinemática do dispositivo de ativação de contato associado a uma proteção de interrupção móvel em uma posição de percurso na abertura dos contatos;
[0031] a figura 8 representa uma vista detalhada do dispositivo de acordo com as figuras 3 e 4 em uma posição de percurso na abertura dos contatos;
[0032] a figura 9 representa uma vista de uma cadeia cinemática do dispositivo de ativação de contato associado a uma proteção de interrupção móvel em uma posição fechada dos contatos;
[0033] a figura 10 representa uma vista detalhada do dispositivo, de acordo com a figura 3 em uma posição fechada dos contatos;
[0034] a figura 11 representa uma vista de uma cadeia cinemática do dispositivo de ativação de contato associado a uma proteção de interrupção móvel em uma posição de percurso no fechamento dos contatos;
[0035] a figura 12 representa uma vista detalhada do dispositivo de acordo com a figura 3, em uma posição de percurso no fechamento dos contatos.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE
7/11 [0036] De acordo com uma modalidade da invenção, conforme representado na figura 1, o dispositivo de interrupção com proteção de interrupção em arco compreende um revestimento 1 no qual está alojado pelo menos um contato estacionário 12 que colabora com um contato móvel 11 apoiado por um braço de suporte de contato 14.
[0037] O dispositivo de interrupção compreende um dispositivo de ativação 10 do contato móvel 11 que se move entre uma posição fechada e uma posição aberta de tais contatos.
[0038] O dispositivo de ativação 10 pode ser controlado por meio de um dispositivo de controle manual 40. O controle manual da abertura dos contatos é, portanto, feito por meio de tal dispositivo que opera em conjunto com um braço de suporte de contato 14 para resultar no movimento de tal braço na direção de abertura dos contatos.
[0039] O dispositivo de ativação 10 também pode ser controlado por meio de um dispositivo de desconexão 50 que permite que a corrente seja interrompida em seguida a um disparo automático em caso de sobrecorrente de curto-circuito. O contato estacionário 12 é, então, eletricamente conectado a uma extremidade de um enrolamento de uma bobina 51 que pertence ao dispositivo de disparo eletromagnético do meio de desconexão 50. Tal enrolamento é, conectado via sua outra extremidade a um terminal de entrada 17. O dispositivo de disparo eletromagnético compreende, ainda, um núcleo magnético de movimento 24 na forma de um êmbolo e montado em modo de deslizamento dentro da bobina 51. Uma extremidade do núcleo é projetada para atuar diretamente no dispositivo de ativação 10.
[0040] O contato móvel 11 é disposto em uma extremidade de um braço de suporte de contato 14 e é eletricamente conectado a um terminal de saída 22. O braço de suporte de contato 14 é montado de forma a se articular em sua extremidade oposta no contato móvel 11 e é desviado na direção de fechamento dos contatos por uma mola de
8/11 desvio que não é mostrada.
[0041] De acordo com uma modalidade da invenção, o dispositivo de interrupção compreende uma proteção de interrupção móvel 13. A proteção é comandada em movimento para ocupar
- uma primeira posição de descanso quando os contatos 11, 12 estiverem na posição fechada;
- uma posição de laminação quando os contatos 11, 12 estiverem na posição aberta.
[0042] A proteção de rotação 13 ocupa, normalmente, uma posição de descanso para a qual é desviada por meios flexíveis, em particular uma mola de torção, não representada.
[0043] De acordo com uma modalidade preferida da invenção, a proteção de interrupção de rotação móvel é, preferivelmente, uma proteção de rotação conectada de modo integral ao revestimento 1 por meio de um primeiro pino-pivô Z1. A proteção de interrupção móvel 13 é conectada ao braço de suporte de contato 14 por uma haste de ativação 20 de modo tal que o movimento do braço de suporte de contato 14 resulte no movimento da proteção de interrupção móvel 13.
[0044] Conforme representado nas figuras 1 a 4, a haste de ativação 20 compreende duas extremidades conectadas, respectivamente, à proteção de interrupção móvel 13 e ao braço de suporte de contato.
[0045] Uma primeira extremidade da haste é conectada à proteção móvel 13 por um segundo pino-pivô Z2 e um segundo é conectado ao braço de suporte-contato por um terceiro pino-pivô Z3.
[0046] O segundo pino-pivô Z2 é paralelo ao primeiro pino-pivô e é excêntrico com relação ao primeiro pino-pivô, de modo que o movimento do segundo pino-pivô resulte na rotação da proteção de interrupção móvel 13.
[0047] A proteção de interrupção móvel 13 é, então, conectada ao braço de suporte-contato 14 por uma haste de ativação 20, de modo
9/11 que o movimento do braço de suporte-contato 14 da posição aberta para a posição fechada resulte em movimento da proteção de interrupção móvel 13 da posição laminada para a posição de descanso, o movimento do braço de suporte-contato 14 da posição fechada para a posição aberta, resultando no movimento da proteção de interrupção móvel 13 da posição de descanso para a posição de laminação.
[0048] De acordo com uma modalidade preferida, conforme representado nas figuras 3 e 4, a haste de ativação 20 compreende duas seções articuladas uma em relação à outra em torno de um quarto pino-pivô Z4. A haste compreende, então, uma primeira seção 21 conectada à proteção de interrupção móvel 13 por um segundo pino-pivô Z2 e uma segunda seção sendo conectada ao meio de suporte de contato 14 pelo terceiro pino-pivô Z3.
[0049] Conforme representado nas figuras 9 e 10, o quarto pinopivô Z4 compreende pelo menos uma extremidade posicionada em um trilho-guia 30 preso, de modo inteiriço, ao revestimento 1.
[0050] O trilho-guia compreende pelo menos uma primeira rampa de movimento 31 de tal quarto pino-pivô Z4 para permitir o movimento simultâneo do meio de suporte de contato 14 e da proteção de interrupção móvel 13. O movimento do quarto pino-pivô Z4 de uma extremidade da primeira rampa principal 31 para a outra extremidade resulta no movimento da proteção de interrupção móvel 13 da posição laminada para a posição de descanso e vice-versa. A inclinação dessa primeira rampa com relação ao alinhamento dos segundo e terceiro pinos-pivôs permite a aceleração feita pela proteção de interrupção móvel 13 no momento da abertura dos contatos para ser ajustada. No momento em que ocorre a abertura dos contatos comandada pelo meio de desconexão 50, o meio de suporte de contato 14 se move e aciona a haste de ativação 20 em seu movimento. Como uma modalidade exemplificativa, o ângulo α formado pela primeira rampa principal
10/11 e o pino-pivô que conecta o segundo e o terceiro pino-pivô é compreendido entre 0 e 45° .
[0051] De acordo com uma primeira modalidade particular do dispositivo de interrupção com uma proteção conforme representada nas figuras 7 e 8, o trilho-guia 30 compreende pelo menos uma segunda rampa de movimento 32 do quarto pino-pivô Z4. A segunda rampa de movimento é colocada em uma primeira extremidade da primeira rampa principal 31. A segunda rampa 32 descreve um arco de um círculo que permite a rotação da primeira seção 21 da haste 20 sem a proteção 13 se mover. O centro do arco do círculo coincide com o segundo pino-pivô Z2. Quando o quarto pino-pivô Z4 começa a se mover na segunda rampa de movimento 32, a proteção de interrupção móvel 13 está na posição de laminação e é imóvel. O movimento do quarto pinopivô Z4 no segundo movimento da rampa só permite, então, o movimento do meio de suporte de contato 14 além da posição aberta dos contatos.
[0052] De acordo com uma segunda modalidade particular do dispositivo de interrupção com uma proteção conforme representada nas figuras 11 e 12, o trilho-guia 30 compreende pelo menos uma terceira rampa de movimento 33 do quarto pino-pivô Z4. A terceira rampa de movimento 33 é colocada em uma segunda extremidade da primeira rampa principal 31. A terceira rampa 33 descreve um arco de um círculo que permite a rotação da primeira seção 21 da haste 20 sem a proteção 13 se mover. O centro do arco do círculo coincide com o segundo pino-pivô Z2. Quando o quarto pino-pivô Z4 começa a se mover na terceira rampa de movimento 32, a proteção de interrupção móvel 13 está na posição de laminação e é imóvel. O movimento do quarto pino-pivô Z4 no terceiro movimento da rampa só permite, então, o movimento do meio de suporte de contato 14 além da posição aberta dos contatos. Essa segunda modalidade em particular é especialmente
11/11 adequada quando os contatos estão gastos e o meio de suporte 14 tem um percurso de movimento maior do que o observado quando os contatos não estão gastos.
[0053] De acordo com essas modalidades em particular da invenção, a forma do trilho-guia é substancialmente em S.
[0054] Assim, utilizando-se esse trilho-guia compreendendo uma ou mais rampas de movimento, o emprego da haste de ativação 20 permite que o percurso angular da proteção seja ampliado de um movimento limitado do suporte de contato. Essa modalidade também permite que a inserção da proteção entre os contatos seja acelerada.
[0055] O dispositivo de interrupção, de acordo com a invenção, é, preferivelmente, um dispositivo de interrupção de polo único. Assim, diferente das soluções existentes, a originalidade do novo design também é baseada no fato de que o mecanismo permite uma fácil montagem do produto de dois polos a partir do produto de polo individual.
[0056] No caso de um dispositivo de interrupção de dois polos, três polos ou quatro polos, se um contato móvel se abre em seguida a um fenômeno de repulsão, a proteção conectada a esse contato móvel pode mover e se inserir muito rapidamente entre os contatos, sem esperar que outros polos se abram.
[0057] De acordo com uma modalidade alternativa, o dispositivo de ativação 10 também pode ser controlado por meio de um dispositivo de disparo térmico. O dispositivo de disparo térmico compreende, preferivelmente, uma tira bimetal conectada entre o contato móvel 11 e o terminal de saída 22.
Claims (9)
- REIVINDICAÇÕES1. Dispositivo de interrupção com uma proteção de interrupção em arco que permite a interrupção da corrente a ser feita em seguida a um desarme automático em caso de sobrecorrente de curtocircuito ou abrindo-se por controle manual, compreendendo, em um alojamento (1):- pelo menos um contato estacionário (12) que colabora com um contato móvel (11) apoiado por um braço de suporte de contato (14),-um dispositivo de ativação (10) do contato móvel (11) que se move entre uma posição fechada e uma posição aberta de tais contatos;- uma proteção de interrupção de arco móvel (13) montada para girar em torno de um primeiro eixo de rotação (Z1) fixado ao alojamento (1) para ocupar:- uma posição de descanso quando os contatos (11,12) estiverem em uma posição fechada;- uma posição de laminação quando os contatos (11,12) estiverem em uma posição aberta;uma haste de ativação (20) montada para girar por um lado em relação à proteção de interrupção móvel (13) através de um segundo eixo de rotação (Z2) e por outro lado em relação braço de suporte de contato (14) através de um terceiro eixo de rotação (Z3) de modo tal que o movimento do braço de suporte de contato (14) resulte no movimento da proteção de interrupção móvel (13), caracterizado pelo fato de que a haste de ativação (20) compreende duas seções articuladas uma com relação à outra em torno de um quarto eixo de rotação (Z4), uma primeira seção (21) montada para girar em relação à proteção de interrupção móvel (13) através do segundo eixo de rotação (Z2) e uma segunda seção montada para girar em relação aoPetição 870190091609, de 13/09/2019, pág. 4/9
- 2/3 elemento de suporte de contato (14) através do terceiro eixo de rotação (Z3), o quarto eixo de rotação (Z4) compreendendo pelo menos uma extremidade posicionada em um trilho-guia (30) fixado ao alojamento (1), tal trilho-guia compreendendo pelo menos uma primeira rampa (31) para movimentar o tal quarto (Z4) para permitir um movimento simultâneo do elemento de suporte de contato (14) e da proteção de interrupção móvel (13).2. Dispositivo de interrupção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proteção de interrupção móvel (13) é conectada ao braço de suporte de contato (14) por uma haste de ativação (20) de modo tal que o movimento do braço de suporte de contato (14) da posição aberta para a posição fechada resulta no movimento da proteção de interrupção móvel (13) da posição de laminação para a posição de descanso, o movimento do braço de suporte de contato (14) da posição fechada para a posição aberta resultando no movimento da proteção de interrupção móvel (13) da posição de descanso para a posição de laminação.
- 3. Dispositivo de interrupção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho-guia (30) compreendendo pelo menos uma segunda rampa de movimento (32) do quarto eixo de rotação (Z4), um movimento de tal eixo de rotação na segunda rampa (32) apenas permite um movimento do membro de suporte de contato (14) além da posição aberta dos contatos, a proteção de interrupção móvel (13) permanecendo imóvel.
- 4. Dispositivo de interrupção, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a segunda rampa (32) descreve um arco de um círculo que permite a rotação da primeira seção (21) da haste (20), sem que a proteção (13) se mova, tal arco de um círculo compreendendo um centro que coincide com o segundo eixo de rotação (Z2).Petição 870190091609, de 13/09/2019, pág. 5/93/3
- 5. Dispositivo de interrupção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda rampas (31, 32) são apoiadas de modo tal que a segunda rampa de movimento (32) é colocada em uma primeira extremidade da primeira rampa principal (31).
- 6. Dispositivo de interrupção, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o trilho-guia (30) compreendendo pelo menos uma terceira rampa de movimento (33) do quarto eixo de rotação (Z4), um movimento de tal eixo de rotação na terceira rampa (33) apenas permite o movimento do membro de suporte de contato (14) além da posição fechada dos contatos, a proteção de interrupção móvel (13) permanecendo imóvel.
- 7. Dispositivo de interrupção, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a terceira rampa (33) descreve um arco de um círculo que permite a rotação da primeira seção (21) da haste (20), sem que a proteção (13) se mova, tal arco de um círculo compreendendo um centro que coincide com o segundo eixo de rotação (Z2).
- 8. Dispositivo de interrupção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que as primeira e terceira rampas (31, 33) são apoiadas de modo tal que a terceira rampa de movimento (33) é colocada em uma segunda extremidade da primeira rampa principal (31).
- 9. Dispositivo de interrupção, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a primeira rampa de movimento (31) compreende um eixo de rotação longitudinal que forma um ângulo (α) compreendido entre 0 e 45° com relação ao eixo de rotação que une os segundo e terceiro pinos-pivôs (Z2, Z3).
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