JPH0363027B2 - - Google Patents
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- JPH0363027B2 JPH0363027B2 JP57143417A JP14341782A JPH0363027B2 JP H0363027 B2 JPH0363027 B2 JP H0363027B2 JP 57143417 A JP57143417 A JP 57143417A JP 14341782 A JP14341782 A JP 14341782A JP H0363027 B2 JPH0363027 B2 JP H0363027B2
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- disconnector
- electrode
- charging current
- electrodes
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/26—Means for detecting the presence of an arc or other discharge
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
- G01R31/333—Testing of the switching capacity of high-voltage circuit-breakers ; Testing of breaking capacity or related variables, e.g. post arc current or transient recovery voltage
- G01R31/3333—Apparatus, systems or circuits therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は接地タンク形ガス絶縁断路器の充電電
流しや断時の対地絶縁性能の検証法に関する。
流しや断時の対地絶縁性能の検証法に関する。
ガス絶縁断路器の充電電流しや断試験は現地と
近似等価な回路を構成して行うのが普通である。
近似等価な回路を構成して行うのが普通である。
第１図はこの一例を示したものである。断路器
１の片端にはガス絶縁母線５を介し交流電源２が
接続され、逆側にはガス絶縁母線３を介ししや断
器４が取り付けられている。しや断器４の先には
更にガス絶縁母線６が接続された回路構成であ
る。ここでしや断器４が開極状態になると電源側
電圧Vsに対して断路器１の負荷側電圧Vlははガ
ス絶縁母線３の静電容量Clのみが付加された回路
になる。ここで断路器１を開極する場合、静電容
量Clの充電電流しや断になる。第２図は充電電流
しや断時の電源側電圧Vsと負荷側電圧Vlの推移
を示したものである。
１の片端にはガス絶縁母線５を介し交流電源２が
接続され、逆側にはガス絶縁母線３を介ししや断
器４が取り付けられている。しや断器４の先には
更にガス絶縁母線６が接続された回路構成であ
る。ここでしや断器４が開極状態になると電源側
電圧Vsに対して断路器１の負荷側電圧Vlははガ
ス絶縁母線３の静電容量Clのみが付加された回路
になる。ここで断路器１を開極する場合、静電容
量Clの充電電流しや断になる。第２図は充電電流
しや断時の電源側電圧Vsと負荷側電圧Vlの推移
を示したものである。
時間tsで断路器が開極し、再発弧、再点弧を繰
り返しt0でしや断が完了する。再点弧の際には同
図に示すようにサージ電圧が発生し、特に図示の
ごとく交流電圧の波高値間での再点弧では2.5pu
相当（ｎ＝2.5）までのサージ電圧が発生する場
合がある。断路器としてはこのような状況下にお
いても対地絶縁を満足しなければならない。しか
しながら、このような試験では試験毎に最終再点
弧時の状況が異なり、発生サージ電圧が複雑に変
動するため、現地で起こり得る条件を満足するた
めには極めて多数回の試験と多大な費用を要する
欠点がある。
り返しt0でしや断が完了する。再点弧の際には同
図に示すようにサージ電圧が発生し、特に図示の
ごとく交流電圧の波高値間での再点弧では2.5pu
相当（ｎ＝2.5）までのサージ電圧が発生する場
合がある。断路器としてはこのような状況下にお
いても対地絶縁を満足しなければならない。しか
しながら、このような試験では試験毎に最終再点
弧時の状況が異なり、発生サージ電圧が複雑に変
動するため、現地で起こり得る条件を満足するた
めには極めて多数回の試験と多大な費用を要する
欠点がある。
これを解消する方法として、第３図のような回
路を構成し、第２図の時間t1からt2の間を模擬し
ようとする試験法も考案されている。この方法は
断路器１の両端にブツシング１０，１１を配置
し、ブツシング１０側には電源２０、コンデンサ
２２を接続し、もう一方のブツシング１１側には
別の電源２１とコンデンサ２３を接続した回路構
成で行うものである。電源２１は第３図における
負荷側電圧Vlを模擬するための直流電圧発生器で
あり、電源２０は電源２１と逆極性の電源電圧
Vsを模擬するためのインパルス電圧発生器ある
いは半波交流電圧発生器等である。この試験では
充電電流しや断時の最大アーク長相当に断路器の
極間長を設定し、交流のピーク値に相当する直流
電圧を電源２１より印加する。その後電源２０よ
り電源２１とは逆極性の交流電圧の1/4波形に相
当する立上りの電圧を印加し、最も厳しい再点弧
状況を模擬し、この時発生するサージ電圧におけ
る対地絶縁を検証する方法である。本方法に因れ
ば最も厳しい条件のみを選定して十分な検証試験
が可能であるが、高電圧の電源が２台必要になる
点及び高電圧用のブツシングが２本必要になる点
等試験設備が大規模になる欠点がある。特に近年
開発が進められている超々高電圧（UHV）用の
場合には一段と大規模になり、試験費用は多大な
ものになつている。
路を構成し、第２図の時間t1からt2の間を模擬し
ようとする試験法も考案されている。この方法は
断路器１の両端にブツシング１０，１１を配置
し、ブツシング１０側には電源２０、コンデンサ
２２を接続し、もう一方のブツシング１１側には
別の電源２１とコンデンサ２３を接続した回路構
成で行うものである。電源２１は第３図における
負荷側電圧Vlを模擬するための直流電圧発生器で
あり、電源２０は電源２１と逆極性の電源電圧
Vsを模擬するためのインパルス電圧発生器ある
いは半波交流電圧発生器等である。この試験では
充電電流しや断時の最大アーク長相当に断路器の
極間長を設定し、交流のピーク値に相当する直流
電圧を電源２１より印加する。その後電源２０よ
り電源２１とは逆極性の交流電圧の1/4波形に相
当する立上りの電圧を印加し、最も厳しい再点弧
状況を模擬し、この時発生するサージ電圧におけ
る対地絶縁を検証する方法である。本方法に因れ
ば最も厳しい条件のみを選定して十分な検証試験
が可能であるが、高電圧の電源が２台必要になる
点及び高電圧用のブツシングが２本必要になる点
等試験設備が大規模になる欠点がある。特に近年
開発が進められている超々高電圧（UHV）用の
場合には一段と大規模になり、試験費用は多大な
ものになつている。
本発明の目的はより簡便な方法により、小規模
の設備により断路器充電電流しや断時の対地絶縁
検証を可能にする方法を提供するにある。
の設備により断路器充電電流しや断時の対地絶縁
検証を可能にする方法を提供するにある。
本発明はガス絶縁母線の放電時定数が十分大き
いことを実験的に確認し、極間放電によりガス絶
縁母線を充電することによりガス母線に直流電圧
を残留させ、従来方法における直流電圧発生器を
省略するようにした。すなわち、断路器の片側か
らのみ電圧を印加する試験となるため、断路器の
片側にのみブツシングがあれば良いことになる。
いことを実験的に確認し、極間放電によりガス絶
縁母線を充電することによりガス母線に直流電圧
を残留させ、従来方法における直流電圧発生器を
省略するようにした。すなわち、断路器の片側か
らのみ電圧を印加する試験となるため、断路器の
片側にのみブツシングがあれば良いことになる。
本発明の実施例を第４図に示す。接地タンク内
に収納された断路器１の片側にガス絶縁母線３を
接続し負荷を形成している。断路器１のもう一方
にはブツシング１０が取付けられ、リード線２６
により電源２０に接続されている。なお、断路器
１の電源側及び負荷側の電圧Vs，Vlを測定する
ため分圧器２４，２５が設けられている。また、
負荷側ガス絶縁母線の静電容量Clと電源側の等価
静電容量Csの間には実系統を模擬するためCsはCl
に比べ少なくとも１桁大きな値となるようにして
いる。このような回路構成において、断路器１の
極間長をある値に設定し、電源２０より電圧を印
加すると、ある値以上の電圧において第５図に示
すような電圧波形が得られる。第５図上段は電源
側電圧Vsであり、時間t0で印加されt1で前述の極
間が放電し、負荷側ガス絶縁母線３に下段に示す
ような直流の負荷側電圧Vlが残留する形となる。
この残留電圧の放電時定数は負荷側ガス絶縁母線
３の静電容量Clと高電圧導体９を絶縁支持してい
るスペーサ７等の絶縁抵抗により決定される。一
般にガス絶縁機器中で使用されるスペーサ類の絶
縁抵抗は大気中に比べ極めて高いので、前述の放
電時定数は数時間から数日のオーダである。すな
わち、数10分以内で試験をする限りにおいては充
電電圧がそのまま保持されていると考えてもさし
つかえない。なお、通常のコンデンサでは大気中
に置かれるため時定数はかなり短くなる。このよ
うな方法により、断路器の極間長及び印加電圧を
適宜変化させることにより任意の直流電圧を負荷
側に与えることが可能となるため、従来方法のよ
うな直流電源を別途設ける必要がなくなる。
に収納された断路器１の片側にガス絶縁母線３を
接続し負荷を形成している。断路器１のもう一方
にはブツシング１０が取付けられ、リード線２６
により電源２０に接続されている。なお、断路器
１の電源側及び負荷側の電圧Vs，Vlを測定する
ため分圧器２４，２５が設けられている。また、
負荷側ガス絶縁母線の静電容量Clと電源側の等価
静電容量Csの間には実系統を模擬するためCsはCl
に比べ少なくとも１桁大きな値となるようにして
いる。このような回路構成において、断路器１の
極間長をある値に設定し、電源２０より電圧を印
加すると、ある値以上の電圧において第５図に示
すような電圧波形が得られる。第５図上段は電源
側電圧Vsであり、時間t0で印加されt1で前述の極
間が放電し、負荷側ガス絶縁母線３に下段に示す
ような直流の負荷側電圧Vlが残留する形となる。
この残留電圧の放電時定数は負荷側ガス絶縁母線
３の静電容量Clと高電圧導体９を絶縁支持してい
るスペーサ７等の絶縁抵抗により決定される。一
般にガス絶縁機器中で使用されるスペーサ類の絶
縁抵抗は大気中に比べ極めて高いので、前述の放
電時定数は数時間から数日のオーダである。すな
わち、数10分以内で試験をする限りにおいては充
電電圧がそのまま保持されていると考えてもさし
つかえない。なお、通常のコンデンサでは大気中
に置かれるため時定数はかなり短くなる。このよ
うな方法により、断路器の極間長及び印加電圧を
適宜変化させることにより任意の直流電圧を負荷
側に与えることが可能となるため、従来方法のよ
うな直流電源を別途設ける必要がなくなる。
第６図は接地タンク形断路器の断路部の詳細を
示したものである。接地タンク３０内に可動電極
３２、固定電極３３を配置し、それらの周囲には
電界緩和用のシールド３１，３４が取付けられて
いる。
示したものである。接地タンク３０内に可動電極
３２、固定電極３３を配置し、それらの周囲には
電界緩和用のシールド３１，３４が取付けられて
いる。
このような極間長Ｌとした断路器の充電電流し
や断時の対地絶縁性能は最大アーク長となる可動
電極位置における再点弧サージに対する性能で決
定される。再点弧サージが最も高くなるのは前述
のように交流の正負極性の波高値間での再点弧と
なる。すなわち、性能検証としては断路器極間を
所定の距離に離し、負荷側に直流電圧を印加し、
電源側から逆極性同レベルの電圧を印加すること
により極間を放電させ、その時の対地絶縁を検証
することになる。
や断時の対地絶縁性能は最大アーク長となる可動
電極位置における再点弧サージに対する性能で決
定される。再点弧サージが最も高くなるのは前述
のように交流の正負極性の波高値間での再点弧と
なる。すなわち、性能検証としては断路器極間を
所定の距離に離し、負荷側に直流電圧を印加し、
電源側から逆極性同レベルの電圧を印加すること
により極間を放電させ、その時の対地絶縁を検証
することになる。
本方法においては、まず所定の直流電圧を負荷
に残留させるため、第７図に示すようにある極間
長L1やL2の状態において電源側よりV1，V2をそ
れぞれ印加する。この場合第７図のようにあらか
じめ極間長Ｌとフラツシオーバ電圧Ｖの関係を求
めておくと、残留直流電圧の目安となる。このよ
うな方法により負荷側に所定の直流電圧を残留さ
せ、その後最大アーク長等に見合う極間長まで極
間距離を増大させる。引き続き電源の極性を切換
え、すでに残留した直流電圧の極性と逆になるよ
うにし、所定の電圧を印加する。第８図はこのと
きの電圧波形を示したものである。残留する負荷
側電圧Vlと時間t3で印加された電源側電圧Vsによ
り断路器極間は時間t4でフラツシオーバする。こ
の状況は第２図における最終再点弧（時間t1〜
t2）を完全に模擬した形であり、このとき発生す
るサージ電圧Vnによる対地絶縁の検証が可能と
なる。なお、電源電圧波形としては交流電圧の1/
４サイクルに相当する立上りの波形を用いれば最
も好ましいが、開閉インパルス領域の波形でも対
地絶縁検証は十分可能である。
に残留させるため、第７図に示すようにある極間
長L1やL2の状態において電源側よりV1，V2をそ
れぞれ印加する。この場合第７図のようにあらか
じめ極間長Ｌとフラツシオーバ電圧Ｖの関係を求
めておくと、残留直流電圧の目安となる。このよ
うな方法により負荷側に所定の直流電圧を残留さ
せ、その後最大アーク長等に見合う極間長まで極
間距離を増大させる。引き続き電源の極性を切換
え、すでに残留した直流電圧の極性と逆になるよ
うにし、所定の電圧を印加する。第８図はこのと
きの電圧波形を示したものである。残留する負荷
側電圧Vlと時間t3で印加された電源側電圧Vsによ
り断路器極間は時間t4でフラツシオーバする。こ
の状況は第２図における最終再点弧（時間t1〜
t2）を完全に模擬した形であり、このとき発生す
るサージ電圧Vnによる対地絶縁の検証が可能と
なる。なお、電源電圧波形としては交流電圧の1/
４サイクルに相当する立上りの波形を用いれば最
も好ましいが、開閉インパルス領域の波形でも対
地絶縁検証は十分可能である。
本方法では、１台の電源及び１本のブツシング
で試験が可能となるため、小規模な試験装置で従
来と同様の検証試験を行うことができる。
で試験が可能となるため、小規模な試験装置で従
来と同様の検証試験を行うことができる。
上述の方法においては、負荷側の直流残留電圧
の制御は可動電極と固定電極との極間長に頼らな
ければならないため変動が大きい。この理由とし
ては、一般に断路器の構造は非対称であるため放
電に極性効果を生じ、一旦電極間を放電させても
極性に因つては逆閃絡（残留直流電圧により電源
側に放電する）や暗電流による放電が発生するた
めである。これを改善する方法としては、逆閃絡
や暗電流による放電が起こりにくい極性で初回の
放電を行い負荷側にその極性の直流電圧を残留さ
せ、その後極間長を増大させ逆極性の電圧を印加
すれば、逆閃絡等を生じ易い極性も充分残留させ
ることが可能となる。すなわち、逆閃絡を生じ易
い極性を負荷側に残留させる場合には、逆閃絡を
生じにくい極性での放電を前もつて行う必要があ
るため、１回残留させるための放電回数が増え
る。
の制御は可動電極と固定電極との極間長に頼らな
ければならないため変動が大きい。この理由とし
ては、一般に断路器の構造は非対称であるため放
電に極性効果を生じ、一旦電極間を放電させても
極性に因つては逆閃絡（残留直流電圧により電源
側に放電する）や暗電流による放電が発生するた
めである。これを改善する方法としては、逆閃絡
や暗電流による放電が起こりにくい極性で初回の
放電を行い負荷側にその極性の直流電圧を残留さ
せ、その後極間長を増大させ逆極性の電圧を印加
すれば、逆閃絡等を生じ易い極性も充分残留させ
ることが可能となる。すなわち、逆閃絡を生じ易
い極性を負荷側に残留させる場合には、逆閃絡を
生じにくい極性での放電を前もつて行う必要があ
るため、１回残留させるための放電回数が増え
る。
更にこれを改善する方法を以下に述べる。
第９図は接地タンク３０の側面に窓４０を設
け、照射装置（水銀ランプ、レーザ発振器等）４
１により電極３２，３３間に放射線を照射を可能
にしたものである。第１０図は照射の有無による
電極間の放電特性を示したものである。同一の極
間長Ｌにおいて、照射を行うことにより放電電圧
（FOV）をV0からV1に下げることができる。す
なわち、印加電圧の波頭において照射を行い、十
分低い電圧で放電させ、波尾で照射を止めること
により放電電圧を向上させ逆閃絡等を防止するこ
とが可能となる。なお、照射の影響を波尾に残さ
ないため、波尾長を十分長く取ることが好まし
い。
け、照射装置（水銀ランプ、レーザ発振器等）４
１により電極３２，３３間に放射線を照射を可能
にしたものである。第１０図は照射の有無による
電極間の放電特性を示したものである。同一の極
間長Ｌにおいて、照射を行うことにより放電電圧
（FOV）をV0からV1に下げることができる。す
なわち、印加電圧の波頭において照射を行い、十
分低い電圧で放電させ、波尾で照射を止めること
により放電電圧を向上させ逆閃絡等を防止するこ
とが可能となる。なお、照射の影響を波尾に残さ
ないため、波尾長を十分長く取ることが好まし
い。
第１１図は可動電極３２の先端内部をくりぬ
き、絶縁支持物５０によりトリガ電極５１を取り
付けたものである。本構造においては、印加電圧
の波頭においてトリガ電極５１と可動電極３２間
に静電容量分圧による電位差が発生し、この間が
放電することによりこれをきつかけとして極間放
電を低い電圧で行わせることが可能となる。一旦
放電した残留電荷は直流電界となるため上述のよ
うなトリガ電極５１と可動電極３２間には電位差
は発生しなくなり、前述の場合と同様逆閃絡等の
防止が可能となる。
き、絶縁支持物５０によりトリガ電極５１を取り
付けたものである。本構造においては、印加電圧
の波頭においてトリガ電極５１と可動電極３２間
に静電容量分圧による電位差が発生し、この間が
放電することによりこれをきつかけとして極間放
電を低い電圧で行わせることが可能となる。一旦
放電した残留電荷は直流電界となるため上述のよ
うなトリガ電極５１と可動電極３２間には電位差
は発生しなくなり、前述の場合と同様逆閃絡等の
防止が可能となる。
以上の方法では直流電圧残留後の逆閃絡あるい
は暗電流による放電を防止することが容易になる
ため、直流残留電圧の制御が容易に行えるように
なり、試験の効率が向上する。
は暗電流による放電を防止することが容易になる
ため、直流残留電圧の制御が容易に行えるように
なり、試験の効率が向上する。
本発明によれば、断路器充電電流しや断時の対
地絶縁検証が一電源の小規模な設備で可能となる
ため、定格電圧の高い断路器になるほどその適用
効果は大きくなる。特にUHV級においてはブツ
シングの価格が非常に高価になるため、ブツシン
グが１本で済む試験法としてその効果は大きい。
地絶縁検証が一電源の小規模な設備で可能となる
ため、定格電圧の高い断路器になるほどその適用
効果は大きくなる。特にUHV級においてはブツ
シングの価格が非常に高価になるため、ブツシン
グが１本で済む試験法としてその効果は大きい。
第１図は従来試験法の一例を示す回路図、第２
図は第１図における電圧波形例、第３図は従来試
験法の他の例を示す回路図、第４図は本発明にな
る一実施例を示す回路図、第５図は第４図におけ
る電圧波形例、第６図は断路器の断面詳細図、第
７図、第８図は本発明の試験原理を示す特性図、
第９図は本発明の他の実施例を示す断面図、第１
０図は試験原理を示す特性図、第１１図は本発明
の他の実施例を示す断面図である。 １…断路器、２…交流電源、３，５，６…ガス
絶縁母線、４…しや断器、７…スペーサ、８…中
心導体、９…接地タンク、１０，１１…ブツシン
グ、２０，２１…電源、２２，２３…コンデン
サ、３０…接地タンク、３１，３４…シールド、
３２…可動電極、３３…固定電極、４０…窓、４
１…照射装置、５０…絶縁支持物、５１…トリガ
電極。
図は第１図における電圧波形例、第３図は従来試
験法の他の例を示す回路図、第４図は本発明にな
る一実施例を示す回路図、第５図は第４図におけ
る電圧波形例、第６図は断路器の断面詳細図、第
７図、第８図は本発明の試験原理を示す特性図、
第９図は本発明の他の実施例を示す断面図、第１
０図は試験原理を示す特性図、第１１図は本発明
の他の実施例を示す断面図である。 １…断路器、２…交流電源、３，５，６…ガス
絶縁母線、４…しや断器、７…スペーサ、８…中
心導体、９…接地タンク、１０，１１…ブツシン
グ、２０，２１…電源、２２，２３…コンデン
サ、３０…接地タンク、３１，３４…シールド、
３２…可動電極、３３…固定電極、４０…窓、４
１…照射装置、５０…絶縁支持物、５１…トリガ
電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 接地タンク内に可動電極と固定電極とからな
る断路器を配置し、前記電極のどちらか一方の側
に静電容量性負荷を接続し、残りの一方の電極に
は電源を接続し、まず、断路器の電極極間をフラ
ツシユオーバ電圧との関係により求められる極間
長に設定し、電源より第１回目の電圧を印加し
て、電極間を放電させることにより前記静電容量
性負荷に電圧を残留させ、その後、断路器の電極
極間を最大アーク長に見合う極間長まで増大さ
せ、同じ電源側より第１回目の電圧とは逆極性に
なる第２回目の電圧を印加することにより前記電
極間を放電させ対地絶縁を検証することを特徴と
する断路器の充電電流しや断時対地絶縁検証試験
法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、第２回目の
電圧印加時の可動電極と固定電極の距離を第１回
目の電圧印加時の前記極間長よりも大きくしたこ
とを特徴とする断路器の充電電流しや断時対地絶
縁検証試験法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、第１回目の
電圧を印加する際、前記可動電極と固定電極の間
に放射線を照射したことを特徴とする断路器の充
電電流しや断時対地絶縁検証試験法。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記可動電
極あるいは固定電極の先端部に絶縁支持したトリ
ガ電極を取り付けたことを特徴とする断路器の充
電電流しや断時対地絶縁検証試験法。 ５ 特許請求の範囲第１項において、前記静電容
量性負荷として接地タンク内に中心導体を絶縁ス
ペーサで支持したガス絶縁母線を用いたことを特
徴とする断路器の充電電流しや断時対地絶縁検証
試験法。 ６ 特許請求の範囲第１項において、前記電源の
等価静電容量が前記静電容量性負荷の静電容量よ
りも一桁以上大きくしたことを特徴とする断路器
の充電電流しや断時対地絶縁検証試験法。
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|---|---|---|---|
| JP57143417A JPS5934170A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 断路器の充電電流しや断時対地絶縁検証試験法 |
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|---|---|---|---|
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