JPH0216651B2 - - Google Patents
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- JPH0216651B2 JPH0216651B2 JP8186782A JP8186782A JPH0216651B2 JP H0216651 B2 JPH0216651 B2 JP H0216651B2 JP 8186782 A JP8186782 A JP 8186782A JP 8186782 A JP8186782 A JP 8186782A JP H0216651 B2 JPH0216651 B2 JP H0216651B2
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- Japan
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- circuit
- voltage
- current
- input transformer
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電力系統における送配電線の保護に用
いられる距離継電装置(以下単にリレーと称す)
に関する。
いられる距離継電装置(以下単にリレーと称す)
に関する。
従来、電力系統の送配電線保護用継電器の回路
として第1図に示した様なブロツク図が提案され
ている。すなわち、第1図はモー特性リレーの回
路構成例を示したもので、図においてEは被保護
系統の電圧、Iは前記系統に流れる電流、P1,
P2は前記被保護系統の電圧Eの入力端子、C1,
C2は同様に系統に流れる電流Iを取込む電流入
力端子、TEは電圧入力トランス、TCは整定イン
ピーダンスZSを導出するためのギヤツプ付電流入
力トランスである。次に1は系統の故障電圧が零
Vに低下した場合にも方向判別できるように故障
発生前の系統電圧を所定時間記憶しているメモリ
ー回路で基準ベクトルV1=−EMを出力する。2
は前記、ギヤツプ付電流入力トランスTCの整定
インピーダンスZSと系統の電流Iの積ZS・Iと系
統の電圧Eから演算ベクトルV2=E−ZS・Iを
導出するための合成回路、3,4は前記、基準ベ
クトルV1=−EM、及び演算ベクトルV2=E−
ZS・Iを夫々矩形波に変換する矩形波回路、5は
前記矩形波回路3,4の出力が同極性の期間を検
出する区分回路、6は入力信号を受けてから出力
信号が発生するまでの動作時間がt1のON、TDタ
イマ、本発明の実施例ではt1=5msに設定して
いるがこれは入力周波数が50Hzにおける電気角
90゜に相当する。7は入力信号がOFFしてから出
力信号がOFFするまでの復帰時間がt2のOFF、
TDタイマで前記動作時におけるON、TDタイマ
6からの半サイクルに1回のパルス出力を連続化
するタイマである。
として第1図に示した様なブロツク図が提案され
ている。すなわち、第1図はモー特性リレーの回
路構成例を示したもので、図においてEは被保護
系統の電圧、Iは前記系統に流れる電流、P1,
P2は前記被保護系統の電圧Eの入力端子、C1,
C2は同様に系統に流れる電流Iを取込む電流入
力端子、TEは電圧入力トランス、TCは整定イン
ピーダンスZSを導出するためのギヤツプ付電流入
力トランスである。次に1は系統の故障電圧が零
Vに低下した場合にも方向判別できるように故障
発生前の系統電圧を所定時間記憶しているメモリ
ー回路で基準ベクトルV1=−EMを出力する。2
は前記、ギヤツプ付電流入力トランスTCの整定
インピーダンスZSと系統の電流Iの積ZS・Iと系
統の電圧Eから演算ベクトルV2=E−ZS・Iを
導出するための合成回路、3,4は前記、基準ベ
クトルV1=−EM、及び演算ベクトルV2=E−
ZS・Iを夫々矩形波に変換する矩形波回路、5は
前記矩形波回路3,4の出力が同極性の期間を検
出する区分回路、6は入力信号を受けてから出力
信号が発生するまでの動作時間がt1のON、TDタ
イマ、本発明の実施例ではt1=5msに設定して
いるがこれは入力周波数が50Hzにおける電気角
90゜に相当する。7は入力信号がOFFしてから出
力信号がOFFするまでの復帰時間がt2のOFF、
TDタイマで前記動作時におけるON、TDタイマ
6からの半サイクルに1回のパルス出力を連続化
するタイマである。
実施例では前記OFF、TDタイマ7の設定時間
t2をt2=15msにしており、これは入力周波数50
Hzにおける半サイクル(10ms)に余裕時間を加
えたものである。また8はインピーダンスの設定
装置である。ここで方向距離判別要素DZは下記
の諸回路で構成されている。すなわち、メモリー
回路1、合成回路2、矩形波回路3,4区分回路
5、DN・TDタイマ6、OFF・TDタイマ7で前
記基準ベクトルV1と演算ベクトルV2の位相差が
±90゜以内では出力端子outから出力有“1”を発
生し、前記のV1とV2の位相差が±90゜以上の場合
には出力なし“0”の信号を発生する。また、9
は過電流要素で前記の方向距離判別要素DZが小
電流故障の不安定域で不要動作することを防止す
るための回路で動作値は1例として定格電流10
%、即ち、1A定格の場合には0.1Aに設定される。
10はAND回路である。第6図は被保護電力送
配電系統を示す図であり、発電所としての電源2
0に接続された送配電線21に変流器22を設
け、また、送配電線21の接地線23間にコンデ
ンサPDを設け、上記変流器22の系統電流をリ
レー24の前記電流入力端子C1,C2に供給する
とともに上記コンデンサPDを通して得た系統電
圧を前記電圧入力端子P1,P2に供給するように
なつている。
t2をt2=15msにしており、これは入力周波数50
Hzにおける半サイクル(10ms)に余裕時間を加
えたものである。また8はインピーダンスの設定
装置である。ここで方向距離判別要素DZは下記
の諸回路で構成されている。すなわち、メモリー
回路1、合成回路2、矩形波回路3,4区分回路
5、DN・TDタイマ6、OFF・TDタイマ7で前
記基準ベクトルV1と演算ベクトルV2の位相差が
±90゜以内では出力端子outから出力有“1”を発
生し、前記のV1とV2の位相差が±90゜以上の場合
には出力なし“0”の信号を発生する。また、9
は過電流要素で前記の方向距離判別要素DZが小
電流故障の不安定域で不要動作することを防止す
るための回路で動作値は1例として定格電流10
%、即ち、1A定格の場合には0.1Aに設定される。
10はAND回路である。第6図は被保護電力送
配電系統を示す図であり、発電所としての電源2
0に接続された送配電線21に変流器22を設
け、また、送配電線21の接地線23間にコンデ
ンサPDを設け、上記変流器22の系統電流をリ
レー24の前記電流入力端子C1,C2に供給する
とともに上記コンデンサPDを通して得た系統電
圧を前記電圧入力端子P1,P2に供給するように
なつている。
この様に構成された従来のリレーにおいて、ブ
ロツク図の動作を第2図の動作ベクトル図を参照
して説明する。まず 1 前方外部故障(故障電圧EはE1)の場合 V101=−E1M V201=E1−ZS・I }位相差θ1>90゜で不動作“0” 2 限界点故障(故障電圧はE2)の場合 V102=−E2M V202=E2−ZS・I }位相差θ2=90゜で限界 3 内部故障(故障電圧はE3)の場合 V103=−E3M V203=E3−ZS・I }位相差θ3<90゜で動作“1” 4 後方至近点外部故障(故障電圧はE4≒0)
の場合 V104=−E4M V204=E4−ZS・I }位相差θ4≒180゜>90゜で不動作“0” 上記1〜4から明らかなように従来の動作位相
特性はインピーダンスZS・Iを直径とする円特性
として表わされる。従つて、系統の電圧Eが系統
に挿入された力率改善用のコンデンサPDを通し
て得られる場合には前記コンデンサPDのトラン
ジエント現象で至近点故障発生直後に故障発生位
相によつて電圧入力Eに直流分が重畳されること
が知られている。このような場合、従来の如き回
路構成のリレーでは方向判別機能を損なつて後方
至近点外部故障で不要な動作をするという重要な
欠点を有していた。
ロツク図の動作を第2図の動作ベクトル図を参照
して説明する。まず 1 前方外部故障(故障電圧EはE1)の場合 V101=−E1M V201=E1−ZS・I }位相差θ1>90゜で不動作“0” 2 限界点故障(故障電圧はE2)の場合 V102=−E2M V202=E2−ZS・I }位相差θ2=90゜で限界 3 内部故障(故障電圧はE3)の場合 V103=−E3M V203=E3−ZS・I }位相差θ3<90゜で動作“1” 4 後方至近点外部故障(故障電圧はE4≒0)
の場合 V104=−E4M V204=E4−ZS・I }位相差θ4≒180゜>90゜で不動作“0” 上記1〜4から明らかなように従来の動作位相
特性はインピーダンスZS・Iを直径とする円特性
として表わされる。従つて、系統の電圧Eが系統
に挿入された力率改善用のコンデンサPDを通し
て得られる場合には前記コンデンサPDのトラン
ジエント現象で至近点故障発生直後に故障発生位
相によつて電圧入力Eに直流分が重畳されること
が知られている。このような場合、従来の如き回
路構成のリレーでは方向判別機能を損なつて後方
至近点外部故障で不要な動作をするという重要な
欠点を有していた。
第3図は前記の後方至近点故障において故障電
圧E4が零の場合における不具合現象を説明する
タイムチヤート図である。基準ベクトルV104=−
E4Mは故障発生前の電圧をメモリー回路1によつ
て所定時間記憶しているので直流分の影響は何ら
受けない。そこで第3図の故障発生前無電流の状
態から後方至近点外部故障が発生すると本来故障
発生前後共に基準ベクトルV1と演算ベクトルV2
の位相関係は180゜のままで前記V1とV2が同極性
となる期間は存在しない。しかるに演算ベクトル
V204=E4−ZS・Iは直流分電圧Edcによりオフセ
ツトされたものとなり、その矩形波はV4の如く
所定時間連続波となり外部故障が発生しているに
もかかわらず同極性の期間を検出する区分回路5
が出力信号を発生してON・TDタイマ6がこれ
を検出しOFF・TDタイマ7により波形が引延ば
されて出力端子outに不要な出力が生じてしまう。
圧E4が零の場合における不具合現象を説明する
タイムチヤート図である。基準ベクトルV104=−
E4Mは故障発生前の電圧をメモリー回路1によつ
て所定時間記憶しているので直流分の影響は何ら
受けない。そこで第3図の故障発生前無電流の状
態から後方至近点外部故障が発生すると本来故障
発生前後共に基準ベクトルV1と演算ベクトルV2
の位相関係は180゜のままで前記V1とV2が同極性
となる期間は存在しない。しかるに演算ベクトル
V204=E4−ZS・Iは直流分電圧Edcによりオフセ
ツトされたものとなり、その矩形波はV4の如く
所定時間連続波となり外部故障が発生しているに
もかかわらず同極性の期間を検出する区分回路5
が出力信号を発生してON・TDタイマ6がこれ
を検出しOFF・TDタイマ7により波形が引延ば
されて出力端子outに不要な出力が生じてしまう。
この誤動作を防ぐ方法として過電流要素9の設
定値を大にする方法が考えられるがこの方法では
結果的にリレー全体の検出感度を悪化させてしま
うことになり実用的解決策とは言難い。
定値を大にする方法が考えられるがこの方法では
結果的にリレー全体の検出感度を悪化させてしま
うことになり実用的解決策とは言難い。
本発明は上記のような従来の欠点を除去するた
めになされたもので、送配電系の故障電圧Eに仮
に直流分の電圧Edcが重量されるような場合が生
じてもリレーの動作として方向判別を誤らない高
感度、高信頼性を有する距離継電装置を提供する
ことを目的とする。
めになされたもので、送配電系の故障電圧Eに仮
に直流分の電圧Edcが重量されるような場合が生
じてもリレーの動作として方向判別を誤らない高
感度、高信頼性を有する距離継電装置を提供する
ことを目的とする。
以下、本発明の1実施例を図について説明す
る。第1図と同一の部分は同一の符号をもつて図
示した第4図において、11は不足電圧要素、1
2は前記の不足電圧要素11から一旦出力が発生
すると所定のt3時間のみパルス出力V12を出力す
るワンシヨツトマルチ回路、13は整定インピー
ダンスZSと故障電流Iの積ZS・Iの大きさが所定
値Vpc以上の時動作する高整定過電流要素、14,
15はINHIBIT回路である。
る。第1図と同一の部分は同一の符号をもつて図
示した第4図において、11は不足電圧要素、1
2は前記の不足電圧要素11から一旦出力が発生
すると所定のt3時間のみパルス出力V12を出力す
るワンシヨツトマルチ回路、13は整定インピー
ダンスZSと故障電流Iの積ZS・Iの大きさが所定
値Vpc以上の時動作する高整定過電流要素、14,
15はINHIBIT回路である。
この様に構成された本発明において今、送配電
系統に故障が発生して不足電圧要素11がその故
障の現象を検出し不足電圧要素11が一旦動作し
たとすると故障電流が所定値以下であるならば、
つまり高整定過電流要素13が不動作ならば方向
距離判別要素DZをワンシヨツトマルチ回路12
で発生するパルス幅の所定時間のみロツクするこ
とになりコンデンサPDのトランジエント直流分
電圧Edcによる不要動作は防止され、また故障電
流が所定以上あるならば、即ち、高整定過電流要
素13が動作した場合には不足電圧要素11によ
るロツクを無効にして内部故障の場合の高速動作
を可能ならしめる。ここで、不足電圧要素11の
設定値は上記コンデンサPDのトランジエント直
流電圧Edcより大きい限りにおいて方向距離判別
要素DZを不要にロツクすることをさける意味で
小さい程好ましい。
系統に故障が発生して不足電圧要素11がその故
障の現象を検出し不足電圧要素11が一旦動作し
たとすると故障電流が所定値以下であるならば、
つまり高整定過電流要素13が不動作ならば方向
距離判別要素DZをワンシヨツトマルチ回路12
で発生するパルス幅の所定時間のみロツクするこ
とになりコンデンサPDのトランジエント直流分
電圧Edcによる不要動作は防止され、また故障電
流が所定以上あるならば、即ち、高整定過電流要
素13が動作した場合には不足電圧要素11によ
るロツクを無効にして内部故障の場合の高速動作
を可能ならしめる。ここで、不足電圧要素11の
設定値は上記コンデンサPDのトランジエント直
流電圧Edcより大きい限りにおいて方向距離判別
要素DZを不要にロツクすることをさける意味で
小さい程好ましい。
トランジエント直流分電圧Edcは過去のデータ
から最大2V程度が好適とされている。図示した
本発明の実施例では不足電圧要素11の設定値は
例えば0.1Vo≒6V、但しVoは定格電圧で63.5Vと
する。また、ロツク時間を定めるワンシヨツトマ
ルチ回路12の動作時間t3は第5図に示す様に直
流分電圧Edcの減衰時間を考慮して実施例では60
msに設定している。そして前記直流分電圧Edc
の減衰時間より長い限りにおいては内部故障時の
動作時間遅れを最小限にするため前記、ワンシヨ
ツトマルチ回路12の動作時間t3は短かい程好ま
しい。
から最大2V程度が好適とされている。図示した
本発明の実施例では不足電圧要素11の設定値は
例えば0.1Vo≒6V、但しVoは定格電圧で63.5Vと
する。また、ロツク時間を定めるワンシヨツトマ
ルチ回路12の動作時間t3は第5図に示す様に直
流分電圧Edcの減衰時間を考慮して実施例では60
msに設定している。そして前記直流分電圧Edc
の減衰時間より長い限りにおいては内部故障時の
動作時間遅れを最小限にするため前記、ワンシヨ
ツトマルチ回路12の動作時間t3は短かい程好ま
しい。
他方高整定過電流要素13の設定も直流分電圧
Edcの大きさを考慮して行うもので、直流分電圧
Edc2Vの直流分電圧が存在しても安定した矩形波
を得て正しい方向距離判別を行うためには、ZS・
I>4Vが必要で実施例では高整定過電流要素1
3の動作電圧Vpc=4Vとする。従つて、整定イン
ピーダンスZSと高整定過電流要素13の動作電流
Ipcの関係は次の通りとなる。(定格1Aの場合) ZS=1Ωの時・Ipc=4A、Zs=2Ωの時・Ipc=2A
ZS=4Ωの時・Ipc=1A、Zs=8Ωの時・Ipc=
0.5A ZS=16Ω時・Ipc=0.25A 第5図は第4図の動作を説明するためのタイム
チヤート図で第3図と同様に後方至近点外部故障
で故障電圧E4が零の場合について説明したもの
である。図からわかる様に外部故障であるにもか
かわらず区分回路5からは出力信号が発生してい
るが不足電圧要素11は動作してワンシヨツトマ
ルチ回路12からのパルス状のロツク出力信号に
よりINHIBIT回路15を介して方向距離判別要
素DZをロツクしているので不要な動作をするこ
とはない。ここで第5図の例は整定インピーダン
スZSと故障電流Iの積ZS・Iが高整定過電流要素
13の設定値Vpc=4Vより小さい場合で、もちろ
ん高整定過電流要素13は動作することはない。
Edcの大きさを考慮して行うもので、直流分電圧
Edc2Vの直流分電圧が存在しても安定した矩形波
を得て正しい方向距離判別を行うためには、ZS・
I>4Vが必要で実施例では高整定過電流要素1
3の動作電圧Vpc=4Vとする。従つて、整定イン
ピーダンスZSと高整定過電流要素13の動作電流
Ipcの関係は次の通りとなる。(定格1Aの場合) ZS=1Ωの時・Ipc=4A、Zs=2Ωの時・Ipc=2A
ZS=4Ωの時・Ipc=1A、Zs=8Ωの時・Ipc=
0.5A ZS=16Ω時・Ipc=0.25A 第5図は第4図の動作を説明するためのタイム
チヤート図で第3図と同様に後方至近点外部故障
で故障電圧E4が零の場合について説明したもの
である。図からわかる様に外部故障であるにもか
かわらず区分回路5からは出力信号が発生してい
るが不足電圧要素11は動作してワンシヨツトマ
ルチ回路12からのパルス状のロツク出力信号に
よりINHIBIT回路15を介して方向距離判別要
素DZをロツクしているので不要な動作をするこ
とはない。ここで第5図の例は整定インピーダン
スZSと故障電流Iの積ZS・Iが高整定過電流要素
13の設定値Vpc=4Vより小さい場合で、もちろ
ん高整定過電流要素13は動作することはない。
上記は後方至近点外部故障で直流分電圧Edcが
重畳される場合の不要動作阻止について述べたも
のであるが内部至近点故障の場合についても不足
電圧要素11が動作して故障電流が小さい場合、
つまりZS・I<4Vの場合には方向距離判別要素
DZの動作時間は60ms遅れる。しかし、故障電
流が大きい場合、すなわちZS・I>4Vの場合に
瞬時動作できるものである。
重畳される場合の不要動作阻止について述べたも
のであるが内部至近点故障の場合についても不足
電圧要素11が動作して故障電流が小さい場合、
つまりZS・I<4Vの場合には方向距離判別要素
DZの動作時間は60ms遅れる。しかし、故障電
流が大きい場合、すなわちZS・I>4Vの場合に
瞬時動作できるものである。
上記説明は主として故障検出要素に不足電圧要
素を用いたが特にこれに限定されるものでなく電
流急変検出要素や電流補償付不足電圧要素等健全
時の電圧、電流に対し不要の動作をしない検出要
素であれば良い。さらに以上の説明はモー特性リ
レーに本発明を適用する場合について述べたが方
向レンズ特性リレーや方向矩形特性リレー等にも
適用できることはもちろんである。
素を用いたが特にこれに限定されるものでなく電
流急変検出要素や電流補償付不足電圧要素等健全
時の電圧、電流に対し不要の動作をしない検出要
素であれば良い。さらに以上の説明はモー特性リ
レーに本発明を適用する場合について述べたが方
向レンズ特性リレーや方向矩形特性リレー等にも
適用できることはもちろんである。
以上記載のように本発明によれば簡単な回路構
成で後方至近点外部故障により直流分電圧が発生
する様な場合でもその時の不足電圧を速やかに検
出して直流電圧が減衰する所定の見込時間ワンシ
ヨツトマルチ回路を動作させ高整定過電流要素と
の出力信号の組合せにより不要動作せず、出力に
誤信号を発生しない確実な方向判別性能を有する
高信頼度の距離継電装置を提供できる顕著な効果
がある。
成で後方至近点外部故障により直流分電圧が発生
する様な場合でもその時の不足電圧を速やかに検
出して直流電圧が減衰する所定の見込時間ワンシ
ヨツトマルチ回路を動作させ高整定過電流要素と
の出力信号の組合せにより不要動作せず、出力に
誤信号を発生しない確実な方向判別性能を有する
高信頼度の距離継電装置を提供できる顕著な効果
がある。
第1図は従来の距離継電装置の構成を示すブロ
ツク図、第2図及び第3図は第1図の動作を示す
ベクトル図及びタイムチヤート図、第4図は本発
明の一実施例を示す距離継電装置のブロツク図、
第5図は第4図の動作を説明するタイムチヤート
図、第6図は被保護電力送配電系統を示す図であ
る。 TE……電圧入力トランス、TC……ギヤツプ付
電流入力トランス、1……メモリー回路、2……
合成回路、3,4……矩形波回路、5……区分回
路、6,7,12……タイマ、8……整定機構、
9……過電流要素、11……不足電圧要素、12
……ワンシヨツトマルチ回路、13……高整定過
電流要素、14,15……INHIBIT回路、DZ…
…方向距離判別要素。なお、図中同一符号は同一
又は相当部分を示す。
ツク図、第2図及び第3図は第1図の動作を示す
ベクトル図及びタイムチヤート図、第4図は本発
明の一実施例を示す距離継電装置のブロツク図、
第5図は第4図の動作を説明するタイムチヤート
図、第6図は被保護電力送配電系統を示す図であ
る。 TE……電圧入力トランス、TC……ギヤツプ付
電流入力トランス、1……メモリー回路、2……
合成回路、3,4……矩形波回路、5……区分回
路、6,7,12……タイマ、8……整定機構、
9……過電流要素、11……不足電圧要素、12
……ワンシヨツトマルチ回路、13……高整定過
電流要素、14,15……INHIBIT回路、DZ…
…方向距離判別要素。なお、図中同一符号は同一
又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 1 電力送配電系統に接続されたコンデンサの出
力電圧を導出する電圧入力トランスと、前記電力
送配電系統を流れる電流を入力とし整定インピー
ダンスを導出するギヤツプ付電流入力トランス
と、前記電圧入力トランスの2次巻線に接続され
基準ベクトルを出力するメモリー回路と、前記電
圧入力トランスの出力電圧と整定インピーダンス
と系統の電流の積から演算ベクトルを導出する合
成回路と、前記メモリー回路および合成回路の出
力を各々矩形波に変換する2つの矩形波回路と、
前記各矩形波回路の出力が同極性の期間を検出す
る区分回路からなる方向距離判別要素と、前記電
圧入力トランスの3次巻線に接続された不足電圧
要素と、前記不足電圧要素の出力側に接続された
ワンシヨツトマルチ回路と、前記整定インピーダ
ンスと系統の電流の積の大きさが所定値以上の時
動作する高整定過電流要素とを備え、前記送配電
系統の故障発生時に前記高整定過電流要素が不動
作の時には、前記ワンシヨツトマルチ回路の出力
で前記方向距離判別要素を所定時間ロツクし、前
記高整定過電流要素が動作時には前記ワンシヨツ
トマルチ回路の出力信号によるロツクを無効とす
ることを特徴とした距離継電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186782A JPS58198114A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 距離継電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186782A JPS58198114A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 距離継電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58198114A JPS58198114A (ja) | 1983-11-18 |
| JPH0216651B2 true JPH0216651B2 (ja) | 1990-04-17 |
Family
ID=13758415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8186782A Granted JPS58198114A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 距離継電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58198114A (ja) |
-
1982
- 1982-05-13 JP JP8186782A patent/JPS58198114A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58198114A (ja) | 1983-11-18 |
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