JPH0279728A - 高調波防止抑制装置 - Google Patents
高調波防止抑制装置Info
- Publication number
- JPH0279728A JPH0279728A JP63229663A JP22966388A JPH0279728A JP H0279728 A JPH0279728 A JP H0279728A JP 63229663 A JP63229663 A JP 63229663A JP 22966388 A JP22966388 A JP 22966388A JP H0279728 A JPH0279728 A JP H0279728A
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- JP
- Japan
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- reactor
- series
- rectifier load
- capacitor
- rectifier
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- Pending
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、整流器負荷の転流動作にともなって発生する
ノツチング電圧によって系統内に生じさせられる転流振
動に起因する高調波を防止ないしは抑制するための高調
波防止抑制装置に関する。
ノツチング電圧によって系統内に生じさせられる転流振
動に起因する高調波を防止ないしは抑制するための高調
波防止抑制装置に関する。
サイリスク整流器等の整流器負荷の転流動作にともなっ
て発生する線間電圧の陥没、所謂ノツチング電圧は、例
えば６．６ｋＶ配電系における隣接した力率改善用コン
デンサと線路インダクタンスとが構成するＬ−Ｃ閉回路
に自由共振をひき起こさせ、これに起因した有害な高調
波が系統内に発生する。か−る現象は転流振動と呼ばれ
る。近年の配電系内の整流器負荷の設置数および容量の
増大により、か−る転流振動は見逃せない問題となって
いる。 従来の高調波対策として、特定の高調波に共振次数を設
定して高調波吸収を図る交流フィルタ、補償制御を行う
アクティブフィルタ、整流器負荷と系統との間に直列に
リアクトルを接続することにより両者の電気的結合を粗
にしてノツチング電圧が系統に流出しないようにするブ
ロワキングリアクタンス等が検討されている。
て発生する線間電圧の陥没、所謂ノツチング電圧は、例
えば６．６ｋＶ配電系における隣接した力率改善用コン
デンサと線路インダクタンスとが構成するＬ−Ｃ閉回路
に自由共振をひき起こさせ、これに起因した有害な高調
波が系統内に発生する。か−る現象は転流振動と呼ばれ
る。近年の配電系内の整流器負荷の設置数および容量の
増大により、か−る転流振動は見逃せない問題となって
いる。 従来の高調波対策として、特定の高調波に共振次数を設
定して高調波吸収を図る交流フィルタ、補償制御を行う
アクティブフィルタ、整流器負荷と系統との間に直列に
リアクトルを接続することにより両者の電気的結合を粗
にしてノツチング電圧が系統に流出しないようにするブ
ロワキングリアクタンス等が検討されている。
しかし、上記の交流フィルタの場合には、系統構成変更
が煩雑な配電系では系統構成変更にともなう高調波抑制
機能の低下や喪失が生じるために汎用性に欠けるという
問題点がある。また、アクティブフィルタの場合には亘
長が短く、５０次程度までにもおよぶ極めて高い共振周
波数への要求に対して２０次程度までしか補償を行えな
いため、適用に限界がある。ブロッキングリアクタンス
の場合には、系統へのノツチング電圧の流失を十分に阻
止しようとすると、整流器負荷の転流特性を悪化させ、
甚だしい場合には転流失敗を招くという問題点がある。 本発明の課題は、従来の技術におけるこれらの問題点を
克服した高調波防止抑制装置を提供することにある。
が煩雑な配電系では系統構成変更にともなう高調波抑制
機能の低下や喪失が生じるために汎用性に欠けるという
問題点がある。また、アクティブフィルタの場合には亘
長が短く、５０次程度までにもおよぶ極めて高い共振周
波数への要求に対して２０次程度までしか補償を行えな
いため、適用に限界がある。ブロッキングリアクタンス
の場合には、系統へのノツチング電圧の流失を十分に阻
止しようとすると、整流器負荷の転流特性を悪化させ、
甚だしい場合には転流失敗を招くという問題点がある。 本発明の課題は、従来の技術におけるこれらの問題点を
克服した高調波防止抑制装置を提供することにある。
上記課題の解決のために、本発明による高調波防止抑制
装置は、整流器負荷と系統との間の電気的結合を減ずる
ために整流器負荷用変圧器と系統との間に直列に接続し
た表皮効果素子及びリアクトルと、そのリアクトルによ
りもたらされる整流器負荷の運転特性悪化を防止するた
めに整流器負荷用変圧器の端子に並列接続したコンデン
サと、共振高調波を速やかに減衰させるために前記コン
デンサに直列に挿入接続した制動抵抗と、その制動抵抗
に並列に接続した基本波バイパス用リアクトルとから構
成されている。
装置は、整流器負荷と系統との間の電気的結合を減ずる
ために整流器負荷用変圧器と系統との間に直列に接続し
た表皮効果素子及びリアクトルと、そのリアクトルによ
りもたらされる整流器負荷の運転特性悪化を防止するた
めに整流器負荷用変圧器の端子に並列接続したコンデン
サと、共振高調波を速やかに減衰させるために前記コン
デンサに直列に挿入接続した制動抵抗と、その制動抵抗
に並列に接続した基本波バイパス用リアクトルとから構
成されている。
上記の如き構成により、整流器負荷用変圧器と系統との
間に直列に接続したりアクドルは、系統と負荷との電気
的結合を減するブロッキングリアクタンスとして作用し
、ノツチング電圧の系統への流失を緩和する働きをする
。ブロッキングリアクタンスを設けたことにより懸念さ
れる整流器負荷の運転特性悪化の問題は並列コンデンサ
に転流時の短絡電流を供給する働きをさせることによっ
て解消される。また、表皮効果素子は、その表皮効果に
より極く短時間の現象であるノツチング電圧を発生する
転流時には、その実効抵抗が急激に増大するので、この
ノツチング電圧の系統流出防止効果が増大する。発生す
る共振高調波は制動抵抗により速やかに減衰させられる
。この制動抵抗によってもたらされる基本波電流による
損失発生の問題は、その制動抵抗に並列に接続した基本
波バイパス用リアクトルによって解消される。
間に直列に接続したりアクドルは、系統と負荷との電気
的結合を減するブロッキングリアクタンスとして作用し
、ノツチング電圧の系統への流失を緩和する働きをする
。ブロッキングリアクタンスを設けたことにより懸念さ
れる整流器負荷の運転特性悪化の問題は並列コンデンサ
に転流時の短絡電流を供給する働きをさせることによっ
て解消される。また、表皮効果素子は、その表皮効果に
より極く短時間の現象であるノツチング電圧を発生する
転流時には、その実効抵抗が急激に増大するので、この
ノツチング電圧の系統流出防止効果が増大する。発生す
る共振高調波は制動抵抗により速やかに減衰させられる
。この制動抵抗によってもたらされる基本波電流による
損失発生の問題は、その制動抵抗に並列に接続した基本
波バイパス用リアクトルによって解消される。
第１図は本発明による高調波防止抑制装置の実施例を１
相分について等価回路図で示している。 図において、１はサイリスク整流器の如き整流器負荷、
２は整流器負荷用変圧器である。系統は電圧源３と線路
インダクタンス４とで等測的に示されており、また系統
内の他需要家の力率改善用コンデンサ群は負荷より見て
等価な１つのコンデンサ５として示されている。 図に破線枠で囲んで示した本発明による高調波防止抑制
装置は次のように接続構成されている。 すなわち、整流器負荷用変圧器の系統側には直列にタッ
プ付リアクトル６と表皮効果素子１０が接続され、整流
器負荷用変圧器の高圧側端子には並列にコンデンサ７が
接続されている。コンデンサ７には制動抵抗８が直列に
挿入接続されており、また制動抵抗８には並列に基本波
バイパス用リアクトル９が接続されている。 整流器負荷ｌは転流動作にともなって転流陥没。 即ちノツチング電圧を発生する。系統と変圧器２との間
に直列に接続されたタップ付リアクトル６はブロワキン
グリアクタンスとして作用し、更に、表皮効果素子１０
は転流時の実効抵抗が増大するように作用し、これによ
り負荷と系統との間の電気的結合が弱まることから、負
荷側からのノツチング電圧の系統への流失が緩和される
。タップ付リアクトル６のインダクタンス値Ｌ０として
は、６゜６ｋＶ配電系の場合には線路の作用インダクタ
ンスが１ｍＨ／Ｉｕｍであり、平均的な系統の幹線亘長
が５１であることから、その最大値は５ｒｎＨ程度が採
用される。 他方、このインダクタンスし、の存在により負荷の端子
電圧が低下するなどの運転特性悪化が懸念されるため、
転流時の短絡電流供給用に整流器負荷用変圧器の高圧側
端子には並列に容ｆｆ１ｃｏのコンデンサ７が接続され
ている。このコンデンサ７は力率改善効果を持つため、
力率改善コンデンサとして兼用させることができる。 インダクタンスＬ０により、系統内の他需要家の力率改
善用コンデンサ群は負荷より見て等価な１個の静電容量
Ｃ，のコンデンサ５として振る舞うため、他需要家の力
率改善用コンデンサ間の共振は抑制され、発生する共振
高調波は系統構成の差異に殆ど影響されず、Ｃ−Ｌｌｌ
Ｃ（１の閉口路に封じ込められる。その共振周波数
ｆ、は、−般に、 Ｃｍ ＞ ＞ Ｃｏ ’−−−−−−
−−−−−−・−（１）が成立するので、 ｆｌ”’９□−・−・−−−−〜・（２）２π４ＩＴ下
；− なる式にて与えられる。 更に、コンデンサ７に直列に挿入接続された制動抵抗８
は、共振高調波を速やかに減衰させるのに役立つ。しか
し、減衰速度を十分に高めようとすると、この制動抵抗
８における基本波電流による損失発生が無視できなくな
るという弊害がもたらされる。制動抵抗８に並列接続さ
れた基本波バイパス用リアクトル９はその弊害を解消す
るのに役立つ。制動抵抗８の抵抗値をＲｏ、基本波バイ
パス用リアクトル９のインダクタンス値をり、とすると
、このＲ−Ｌ並列回路８，９のインピーダンスは、任意
の角周波数ωについて、 Ｒａ＋ｊωＬ。 と表すことができる。基本波バイパス条件より、商用角
周波数をω８とするとき、Ｌ−、Ｒｏは次式を満足する
必要がある。 ωＮ Ｌｓ ＜＜ Ｒｅ ”’−・−・・−
−−−−−−−−（４１次に、減衰を速やかにすべき共
振高調波に対するＲ−Ｌ並列回路のインピーダンスの抵
抗骨Ｒ２は次式で与えられる。 但し、 ω、、−２πｒ 、 −・・・・−・
・−・−・（６）ここで、 Ｌｏ＞＞ＩＪｓ−・−・−・−・・（７）とすれば、フ
ィルタの共振度Ｑは共振周波数ｆ。 に対して、 Ｒ。 となるので、この共振度Ｑが適切な値（Ｑ＜１）になる
ように、抵抗骨Ｒ１を設定すればよい。 第２図は表皮効果素子１０の実施例の構成図である。積
層鉄心１１には銅板の積層方向に溝が設けられていて、
この溝に固塊状導体１２が収納さている。 導体１２の前端部および後端部は、詳しくは図示されて
いないが、電圧源３とリアクトル６とを結ぶ電路に直列
に挿入接続するための端子部となっている。 積層鉄心ｌｌの溝底部に近い導体部分はど多（の磁束と
鎖交するから、溝底部に近い導体部分はど漏れインダク
タンスが大きくなり、このために高い周波数になるほど
溝の深い部分へ浸透できなくなって電流の流れ得る断面
積が小さくなり、結局周波数の高いほど実効抵抗比が高
くなる。かかる表皮効果を利用すれば、周波数が高い程
直列抵抗が大きくなるので、高周波電流が抑制される。 その場合に、鉄心が固塊鉄心であると、鉄心に渦電流が
生じ、これによる反作用磁束により導体電流による磁束
が打ち消され、この結果表皮効果が発生しな（なるので
、鉄心としては渦電流の生じない積層鉄心が用いられる
。 【発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、系統と整流器負荷との
間の表皮効果素子及び直列リアクトルと、この直列リア
クトルの負荷側の並列コンデンサとによって整流器負荷
の運転特性を悪化させることなく系統へのノツチング電
圧の流失を緩和し、その直列リアクトルまたはコンデン
サに直列に挿入した基本波バイパス用リアクトル付き制
動抵抗により基本波電流による損失発生を防ぎながら共
振高周波を速やかに減衰させることができる。また、転
流時のように速い現象に対しては、基本波バイパス用リ
アクトルを通過する電流は制動抵抗のそれに比べれば十
分に小さく、等測的にＲｏ Ｌ。 直列になり、単なるＬ０単独回路よりも通過電流の立ち
上がりが遅れるので、ノツチング電圧の系統流失防止機
能向上が負荷運転特性悪化を招くことなく可能となる。 基本波バイパス用リアクトル付き制動抵抗の機能は表皮
効果素子によっても代用可能であるが、その場合には表
皮効果素子の重量が大きくなり実用性が低下する。本発
明は表皮効果素子の持つ、ノツチング電圧を発生する転
流時にその実効抵抗を急激に増大させることによるノツ
チング電圧の系統流出の防止機能のみを利用することに
より、装置の大型化を避けながら機能向上を可能として
いる０本発明によれば、整流器負荷が大容量になるほど
、ブロッキングリアクタンスの値がその電圧降下の増大
、従って整流器負荷の運転特性低下の制限による減少が
あり、ブロワキングリアクタンスのノツチング電圧の系
統流出防止機能が低下するので、その効果は大きい。
相分について等価回路図で示している。 図において、１はサイリスク整流器の如き整流器負荷、
２は整流器負荷用変圧器である。系統は電圧源３と線路
インダクタンス４とで等測的に示されており、また系統
内の他需要家の力率改善用コンデンサ群は負荷より見て
等価な１つのコンデンサ５として示されている。 図に破線枠で囲んで示した本発明による高調波防止抑制
装置は次のように接続構成されている。 すなわち、整流器負荷用変圧器の系統側には直列にタッ
プ付リアクトル６と表皮効果素子１０が接続され、整流
器負荷用変圧器の高圧側端子には並列にコンデンサ７が
接続されている。コンデンサ７には制動抵抗８が直列に
挿入接続されており、また制動抵抗８には並列に基本波
バイパス用リアクトル９が接続されている。 整流器負荷ｌは転流動作にともなって転流陥没。 即ちノツチング電圧を発生する。系統と変圧器２との間
に直列に接続されたタップ付リアクトル６はブロワキン
グリアクタンスとして作用し、更に、表皮効果素子１０
は転流時の実効抵抗が増大するように作用し、これによ
り負荷と系統との間の電気的結合が弱まることから、負
荷側からのノツチング電圧の系統への流失が緩和される
。タップ付リアクトル６のインダクタンス値Ｌ０として
は、６゜６ｋＶ配電系の場合には線路の作用インダクタ
ンスが１ｍＨ／Ｉｕｍであり、平均的な系統の幹線亘長
が５１であることから、その最大値は５ｒｎＨ程度が採
用される。 他方、このインダクタンスし、の存在により負荷の端子
電圧が低下するなどの運転特性悪化が懸念されるため、
転流時の短絡電流供給用に整流器負荷用変圧器の高圧側
端子には並列に容ｆｆ１ｃｏのコンデンサ７が接続され
ている。このコンデンサ７は力率改善効果を持つため、
力率改善コンデンサとして兼用させることができる。 インダクタンスＬ０により、系統内の他需要家の力率改
善用コンデンサ群は負荷より見て等価な１個の静電容量
Ｃ，のコンデンサ５として振る舞うため、他需要家の力
率改善用コンデンサ間の共振は抑制され、発生する共振
高調波は系統構成の差異に殆ど影響されず、Ｃ−Ｌｌｌ
Ｃ（１の閉口路に封じ込められる。その共振周波数
ｆ、は、−般に、 Ｃｍ ＞ ＞ Ｃｏ ’−−−−−−
−−−−−−・−（１）が成立するので、 ｆｌ”’９□−・−・−−−−〜・（２）２π４ＩＴ下
；− なる式にて与えられる。 更に、コンデンサ７に直列に挿入接続された制動抵抗８
は、共振高調波を速やかに減衰させるのに役立つ。しか
し、減衰速度を十分に高めようとすると、この制動抵抗
８における基本波電流による損失発生が無視できなくな
るという弊害がもたらされる。制動抵抗８に並列接続さ
れた基本波バイパス用リアクトル９はその弊害を解消す
るのに役立つ。制動抵抗８の抵抗値をＲｏ、基本波バイ
パス用リアクトル９のインダクタンス値をり、とすると
、このＲ−Ｌ並列回路８，９のインピーダンスは、任意
の角周波数ωについて、 Ｒａ＋ｊωＬ。 と表すことができる。基本波バイパス条件より、商用角
周波数をω８とするとき、Ｌ−、Ｒｏは次式を満足する
必要がある。 ωＮ Ｌｓ ＜＜ Ｒｅ ”’−・−・・−
−−−−−−−−（４１次に、減衰を速やかにすべき共
振高調波に対するＲ−Ｌ並列回路のインピーダンスの抵
抗骨Ｒ２は次式で与えられる。 但し、 ω、、−２πｒ 、 −・・・・−・
・−・−・（６）ここで、 Ｌｏ＞＞ＩＪｓ−・−・−・−・・（７）とすれば、フ
ィルタの共振度Ｑは共振周波数ｆ。 に対して、 Ｒ。 となるので、この共振度Ｑが適切な値（Ｑ＜１）になる
ように、抵抗骨Ｒ１を設定すればよい。 第２図は表皮効果素子１０の実施例の構成図である。積
層鉄心１１には銅板の積層方向に溝が設けられていて、
この溝に固塊状導体１２が収納さている。 導体１２の前端部および後端部は、詳しくは図示されて
いないが、電圧源３とリアクトル６とを結ぶ電路に直列
に挿入接続するための端子部となっている。 積層鉄心ｌｌの溝底部に近い導体部分はど多（の磁束と
鎖交するから、溝底部に近い導体部分はど漏れインダク
タンスが大きくなり、このために高い周波数になるほど
溝の深い部分へ浸透できなくなって電流の流れ得る断面
積が小さくなり、結局周波数の高いほど実効抵抗比が高
くなる。かかる表皮効果を利用すれば、周波数が高い程
直列抵抗が大きくなるので、高周波電流が抑制される。 その場合に、鉄心が固塊鉄心であると、鉄心に渦電流が
生じ、これによる反作用磁束により導体電流による磁束
が打ち消され、この結果表皮効果が発生しな（なるので
、鉄心としては渦電流の生じない積層鉄心が用いられる
。 【発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、系統と整流器負荷との
間の表皮効果素子及び直列リアクトルと、この直列リア
クトルの負荷側の並列コンデンサとによって整流器負荷
の運転特性を悪化させることなく系統へのノツチング電
圧の流失を緩和し、その直列リアクトルまたはコンデン
サに直列に挿入した基本波バイパス用リアクトル付き制
動抵抗により基本波電流による損失発生を防ぎながら共
振高周波を速やかに減衰させることができる。また、転
流時のように速い現象に対しては、基本波バイパス用リ
アクトルを通過する電流は制動抵抗のそれに比べれば十
分に小さく、等測的にＲｏ Ｌ。 直列になり、単なるＬ０単独回路よりも通過電流の立ち
上がりが遅れるので、ノツチング電圧の系統流失防止機
能向上が負荷運転特性悪化を招くことなく可能となる。 基本波バイパス用リアクトル付き制動抵抗の機能は表皮
効果素子によっても代用可能であるが、その場合には表
皮効果素子の重量が大きくなり実用性が低下する。本発
明は表皮効果素子の持つ、ノツチング電圧を発生する転
流時にその実効抵抗を急激に増大させることによるノツ
チング電圧の系統流出の防止機能のみを利用することに
より、装置の大型化を避けながら機能向上を可能として
いる０本発明によれば、整流器負荷が大容量になるほど
、ブロッキングリアクタンスの値がその電圧降下の増大
、従って整流器負荷の運転特性低下の制限による減少が
あり、ブロワキングリアクタンスのノツチング電圧の系
統流出防止機能が低下するので、その効果は大きい。
第１図は本発明による高調波防止抑制装置の実施例を１
相分について等測的に示す回路図、第２図は表皮効果素
子の実施例の構成図である。 １・・−整流器負荷、２−・−整流器負荷用変圧器、３
一系統の等価電圧源、４−等価線路インダクタンス、５
・・−系統内地需要家の力率改善用コンデンサ群の等価
コンデンサ、６−直列リアクトル、７・−・並列コンデ
ンサ、８−・制動抵抗、９・−・基本波バイパス用リア
クトル、１０・−表皮効果素子、１１−積層鉄心、１２
・・−固塊状導体。
相分について等測的に示す回路図、第２図は表皮効果素
子の実施例の構成図である。 １・・−整流器負荷、２−・−整流器負荷用変圧器、３
一系統の等価電圧源、４−等価線路インダクタンス、５
・・−系統内地需要家の力率改善用コンデンサ群の等価
コンデンサ、６−直列リアクトル、７・−・並列コンデ
ンサ、８−・制動抵抗、９・−・基本波バイパス用リア
クトル、１０・−表皮効果素子、１１−積層鉄心、１２
・・−固塊状導体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）整流器負荷と系統との間の電気的結合を減ずるため
に整流器負荷用変圧器と系統との間に直列に接続した表
皮効果素子およびリアクトルと、そのリアクトルにより
もたらされる整流器負荷の運転特性悪化を防止するため
に整流器負荷用変圧器の端子に並列接続したコンデンサ
と、共振高調波を速やかに低減させるために前記コンデ
ンサに直列に挿入接続した制動抵抗と、その制動抵抗に
並列に接続した基本波バイパス用リアクトルとを備えて
いることを特徴とする高調波防止抑制装置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の高調波防止抑制装置
において、前記表皮効果素子は積層鉄心に設けられた溝
部に固塊状導体を収容し、その導体を整流器負荷用変圧
器と系統との間に直列に接続する構成であることを特徴
とする高調波防止抑制装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63229663A JPH0279728A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 高調波防止抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63229663A JPH0279728A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 高調波防止抑制装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0279728A true JPH0279728A (ja) | 1990-03-20 |
Family
ID=16895727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63229663A Pending JPH0279728A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 高調波防止抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0279728A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006219844A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Asahi Rubber Kk | 乾式防水部材 |
-
1988
- 1988-09-13 JP JP63229663A patent/JPH0279728A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006219844A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Asahi Rubber Kk | 乾式防水部材 |
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