CN104037636A - 一种用于开关柜的联锁组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于开关柜的联锁组件，所述开关柜至少包括一断路器组件，当所述断路器组件移出或移入开关柜时，所述联锁组件将所述断路器移出所述开关柜后形成的开口封闭或开放。与现有技术相比，本发明提供的一种用于开关柜的联锁组件，联锁保护功能可靠稳定，安全系数高，在断路器组件在开关柜中的推进和拉出时，自动将开关柜密封，保证开关柜内外的环境隔离。

Description

一种用于开关柜的联锁组件
技术领域
本发明涉及一种联锁装置，具体说，是涉及一种用于开关柜的联锁组件，属于电气设备技术领域。
背景技术
高压开关柜是用于实现电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电器产品。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。
目前国内外6～40.5KV的高压开关柜（断路器开关柜）主要有固定式开关柜（固定柜）、中置式或移开式开关柜（手车柜）、充气式柜（充气柜）和固体绝缘开关柜，上述各种高压开关柜各有优缺点。
无论是固定柜还是手车柜均为开放式，即柜内开关设备和连接部件均直接暴露于大气中，外壳防护等级低，适用性差，对环境空气质量比较敏感，很难适用我国南方、沿海地区以及地下场所凝露污秽严酷场所的运行条件。同时因为设有散热孔或散热风扇，空气在配电柜内流通，容易受灰尘、潮湿空气影响性能，更容易造成设备氧化及表面绝缘性能降低，从而缩短设备的使用寿命。
开关柜在运行过程中会出现各种各样的问题，这时需要对开关柜的检修时，检修人员的人身安全就引起高度重视。目前就针对开关柜提出五防的概念，特别是针对中置式或移开式开关柜（手车柜），技术标准要求如下：1、防止误分误合断路器；2、防止带负荷分合上下隔离开关或带负荷推入拉出断路器手车；3、防止带电操作接地开关或挂临时接地线；4、防止带有临时接地线或接地开关合闸时送电；5、防止人误入带电间隔。
现在市场上的手车开关柜的防护隔板是手动的，在手车完全拉出后，开关柜内的上下三相触头的防护隔板才落下，在手车需要推入开关柜内时，需要将人工将防护隔板提起，这样用手提隔板时，手的位置过于靠前，这样操作人员与带电部分的安全距离不够，有人身危险，过于靠后提隔板的力度又不够，防护隔板又会提不起来，另一方面，开关柜内的开关设备和连接部件将有一段时间直接暴露在大气中，这样开关柜内的设备容易受灰尘、潮湿空气影响性能，缩短使用寿命。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种用于开关柜的联锁组件，联锁功能可靠稳定，安全系数高，且可在断路器组件在开关柜中的推进和拉出时，自动将开关柜密封，保证开关柜内外的环境隔离。
为实现上述发明目的，本发明提供一种用于开关柜的联锁组件，开关柜至少包括一断路器组件，当断路器组件移出或移入开关柜时，联锁组件将所述断路器移出开关柜后形成的开口封闭或开放。
优选地，所述联锁组件包括联动件、卷帘、锁定件和转运车，由转运车通过锁定件与开关柜锁定后，启动所述联动件，通过与联动件同运动的所述卷帘将所述开口封闭或开放。
优选地，所述联动件包括分别设于机构室内的第一联动件、转运车上的第二联动件和离合件，所述第一联动件和第二联动件之间通过所述离合件传递动作。
优选地，所述第一联动件包括依次连接联动的第一转轴、第一链条、第一齿轮、第一传动转轴、第一传动齿轮a、第一传动链条和第一传动齿轮b；且所述第一传动齿轮与离合件连接；所述卷帘通过第一转轴的两端的两个盘簧安装于所述开关柜内。
优选地，第一联动件的联动过程是：当离合件联动第一传动齿轮a，第一传动齿轮a通过第一传动链条传动至第一传动齿轮b，第一传动齿轮b通过第一传动转轴继续传动至第一传动转轴两侧的第一齿轮，再经第一齿轮组传动第一链条，再经第一链条传动第一转轴，从而实现卷帘的向下或向上运动。
优选地，所述第一链条通过三个第一齿轮成直角三角形，所述卷帘完全向下展开时与该直角三角形的直角边重叠；且所述第一传动转轴两端分别连接一对所述第一齿轮。
优选地，所述离合件包括配位连接的传动销和离合元件，所述离合元件与第一传动齿轮a连接。
优选地，所述第二联动件包括依次连接传动的第二传动齿轮、第二传动轴、第二链条、第二转轴和第二齿轮，其中所述第二转轴的两端连接随第二转轴同轴传动的第二齿轮a和第二齿轮b。
优选地，第二联动件的联动过程是：当齿条随断路器组件运动到转运车的一定位置时将与第二齿轮a啮合，齿条继续随断路器组件运动传动与第二齿轮a以及与第二齿轮a同第二转轴的第二齿轮b，第二链条将第二齿轮b的运动传递给第二传动轴，第二传动轴带动第二传动齿轮，第二传动齿轮传动离合件。
优选地，所述断路器组件还设有一齿条，当齿条与第二齿轮a啮合传动时，所述第二联动件则与断路器组件同运动；所述第二联动件的运动距离应当不小于卷帘的展开距离。
更优选地，所述齿条啮合的第二齿轮a直径小于第二齿轮b。
优选地，所述锁定件包括锁定杆、锁定销和锁定孔，所述锁定孔为一对且分别设置于机构室的柜体框架上，所述锁定销与锁定杆的一端连接，所述锁定销和锁定杆同样为一对且位于转运车上，所述锁定销的形状与锁定孔匹配；所述两个锁定杆中线的间距和两个锁定孔中心的间距相等；所述锁定杆的另一端还设有凸轮手柄，所述凸轮手柄与锁定杆枢转连接。
优选地，所述转运车包括一车体和支撑车体移动的车轮；在所述车体上两侧均设有转运车导轨，所述转运车导轨与机构室内的导轨位于同一水平面内，且两个所述转运车导轨的间距与机构室内侧的两个导轨间距相等，所述转运车导轨的长度不小于断路器组件的长度。
更优选地，在所述锁定杆贯穿转运车导轨的两端下设挡板；所述锁定杆外套一弹簧，所述弹簧安置于挡板和固定于锁定杆上的另一挡板之间。
优选地，所述断路器组件和转运车间还设有一对匹配的固定孔和固定销；所述固定孔设在转运车上，所述固定销设在断路器组件的操作件上。
优选地，所述联锁组件还包括用于中止所述联锁组件运动的锁定辅助元件；所述辅助锁定销插入所述第一联动件的第一链条中以中止第一链条的运动实现中止所述联动组件运动。
更优选地，所述锁定辅助元件设于与所述锁定件的锁定孔高度一致的所述开关柜内壁上，且包括辅助锁定销和辅助锁定销控制杆；所述辅助锁定销控制杆的一端与所述开关柜内壁活动连接，并通过一设于活动连接处的弹簧实现所述锁定辅助元件始终靠近所述开关柜的内壁方向；所述辅助锁定销控制杆的另一端固定连接所述辅助锁定销。
与现有技术相比，本发明提供的一种用于开关柜的联锁组件，联锁功能可靠稳定，安全系数高，在断路器组件在开关柜中推进和拉出，自动将开关柜密封，保证开关柜内外的环境隔离。与现有五防联锁组件不同的是，本发明提供的联锁组件的保护作用是伴随断路器组件移出开关柜平移至其他装置，如转运车时，将联动自动启动一系列的随断路器组件运动的联动将开关柜封闭，避免危险发生，将开关柜内外的环境隔离；同时防止开关柜内的设备受灰尘、潮湿空气影响性能，缩短使用寿命。
附图说明
图1为本发明提供的联锁组件的主视图；
图2为本发明提供的联锁组件的工作原理及结构示意图；
图3为本发明提供的联锁组件的工作原理及结构示意图
图4为本发明提供的联锁组件的联动件（A-A）局部放大图；
图5为本发明提供的联锁组件的第二联动件和离合件（B-B）局部放大图；
图6为本发明提供的联锁组件的锁定件（C-C）局部放大图；
图7为本发明提供的联锁组件的工作步骤流程图；
图8为本发明提供的联锁组件的锁定辅助原件结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式及附图对本发明作进一步详细、完整地说明。
为了说明该联锁组件的结构及工作原理，以本发明人的另一专利申请的开关柜结构为例说明，但值得注意的是，该联锁组件不局限于仅在该类型的开关柜中使用。
开关柜为一户内开关柜，如图1所示，开关柜呈落地式组装柜体结构，其包括母线室0、仪表室1（低压室）、机构室2、电缆室3、开关室4和泄压通道5，具体地，仪表室1、机构室2和电缆室3组成开关柜的前柜A，母线室0、开关室4和泄压通道5组成开关柜的后柜B；前柜A和后柜B的底部齐平并放置于地面或其他平面上，且前柜A和后柜B的相对面柜壁贴合且活动连接成该开关柜使用状态或出厂状态；为了清楚并简要描述该开关柜的进一步结构，将前柜A与后柜B贴合的相对面称为前柜A的后面（该面的柜壁简称为后壁），将后柜B与前柜A贴合的相对面称为后柜B的前面（该面的柜壁简称为前壁）。贴合优选为无缝贴合，活动组件优选为螺栓。在前柜A中，由上至下依次为仪表室1、机构室2和电缆室3，在后柜B中，由上至下依次为母线室0、开关室4和泄压通道5。开关柜柜体可选用柜体框架与隔板、面板组合安装，或者采用不同功能室区定制柜体组合安装；作为一种较佳的实施方式，前柜A采用框架柜体与隔板和面板组合安装或通过面板拼合各功能室区柜体后再组合安装而成，且前柜A的后面呈开放状态；后柜B中的母线室0和开关室4采用封闭或非封闭式柜体组合安装。开关室4内由上至下依次为上进线绝缘子组6、断路器组件7、接地开关8和下出线绝缘子组9。隔离开关的上静触头10（或动触头）分别独立的与上进线绝缘子组6的一端连接，下静触头11（或动触头）分别独立的与接地开关组8连接，隔离开关的动触头12（或静触头）分别独立的连接断路器组件7的两端；此处隔离开关的动静触头的具体分布并非固定，可根据实际需求选择。支母线分别连接下出线绝缘子和接地开关（图中省略此处连接）。当一个极柱两端的动触头分别与上静触头和下静触头闭合时，隔离开关合闸，即开关柜内隔离开关呈通路状态（当断路器合闸时，即柜内回路呈通路状态）。更进一步，还可在仪表室1的顶部设有一小母线室13，用于排布小母线。开关柜的前柜A和后柜B中的各功能室区呈阶梯式分布，换言之，如图1所示，母线室0的顶面与仪表室1的顶面齐平，母线室0的底面（开关室4的顶面）高于仪表室1的底面，开关室4的顶面低于仪表室1的顶面但高于仪表室的1底面（机构室的2顶面），开关室4的底面（泄压通道5的顶面）低于机构室2的底面（电缆室3的顶面），泄压通道5的底面（后柜B的底面）与电缆室3的底面（前柜A的底面）齐平。为了降低开关柜成本并简化结构，泄压通道5可通过安装于开关室4内底面或顶面的泄压阀实现；且优选为不锈钢材质制成金属支架。开关室4与机构室2间设有一开口14，即机构室2与后柜B相对的平面设有一第一开口，开关室4与前柜A相对的平面设有一第二开口（图中未标出），第二开口的底端高于第一开口的底端且第二开口的顶端不低于第一开口的顶端，即第一开口的面积大于第二开口的面积；换言之，第一开口的底端和第二开口的底端形成一个台阶15，即开关室4与机构室2通过第一开口和第二开口相通。断路器组件7内置于开关室4和机构室2内，且贯穿第一开口和第二开口。作为一种优选实施方式，以实现较少的生产工序，即减少焊接工序，该开关柜可选用面板拼接，或折叠面板（折叠面板至多形成4个面）后与面板拼接形成。第二开口的形成制造工艺以上述开关柜为例说明。第二开口由开关室4的侧壁和/或前壁形成。第二开口的一种形成方式是，开关室4的相对侧壁折叠面板后与开关室的顶壁和底壁围绕形成第二开口，即开关室4的左侧壁向右折叠形成，开关室4的右侧壁向左折叠，同时配合开关室4的顶壁和底壁围绕，这样形成第二开口。第二开口的一种形成方式是，开关室4的前壁去除材料形成，去除材料的面积即为第二开口的大小。第二开口也可由上述两种方式结合形成。该金属固定件与第二开口的焊接方式取决于第二开口的形成工艺，该金属固定件可选择性的焊接开关室4的两侧壁、前壁和\或顶壁以及底壁。作为一种较佳的焊接方式，该金属固定件焊接在开关室4侧壁和/或由侧壁弯折而成的边上。
如图1所示，断路器组件7除了包括其支架701、断路器702和操作件703外，还包括一密封件704；以Y方向为从左至右，断路器组件从左至右依次通过支架701连接断路器702、密封件704和操作件703。断路器702优选为三相真空断路器极柱且极柱两端分别设有一对或两对动触头12。
为了使得该开关柜作为安全性能极佳的高压开关柜，发明人提供了一种安全系数极高的联锁组件29应用与开关柜中，联锁组件29欲实现的保护作用是伴随断路器组件7移出开关柜平移至转运车33时，将联动自动启动一系列的随断路器组件7运动的联动将第二开口封闭，避免危险发生，将开关柜内外的环境隔离；同时防止开关柜内的设备受灰尘、潮湿空气影响性能，缩短使用寿命。
参考图2和图3所示，联锁组件29包括联动件30和锁定件31；图4为应用于开关柜的联锁组件29的联动件30（A-A）局部放大图，如图4所示，联动件30包括分别设于机构室2内的第一联动件32、转运车33（用于辅助断路器组件7准确移出或移入开关柜）上的第二联动件34和离合件35，第一联动件32和第二联动件34之间通过离合件35传递动作。作为一种较佳的实施方式，封闭第二开口可通过随断路器组件7的运动同步向下运动并将第二开口封闭的卷帘36实现，因此卷帘36的展开面积不小于第二开口面积。而同步运动的较佳实施方式是由转运车33与开关柜通过锁定件31锁定固定，此时离合件35将传递第一联动件32的运动给第二联动件34从而实现两个联动件间的动作联动，再由断路器组件7的运动启动第二联动件34，第二联动件34联动第一联动件32，卷帘36随第一联动件32的联动向下运动，完成封闭第二开口的安全保护作用。
参考图4所示，其中机构室2内的第一联动件32的一种较佳的实施方式是：第一联动件32包括依次连接联动的第一转轴3201、第一链条3202、第一齿轮3203、第一传动转轴3204、第一传动齿轮a3205a、第一传动链条3206和第一传动齿轮b3207b；且第一传动齿轮a3205a与离合件35连接；卷帘36通过安装于第一转轴3201的两端的两个盘簧3601，故第一转轴3201运动将传动卷帘36的向上或向下运动。为了使卷帘36可以平稳运动，第一链条3202优选为一对，且每个第一链条3202通过三个第一齿轮3203成直角三角形，卷帘36完全向下展开时与该直角三角形的直角边重叠；且第一传动转轴3204两端分别连接一对第一齿轮3203，优选为连接直角三角形中水平边的锐角处的一对第一齿轮3203，第一传动齿轮b3207b和一对第一齿轮3203同第一传动轴3204（图中第一传动齿轮b3207b与第一齿轮3203投影重合）。第一联动件32的联动过程是：当离合件35联动第一传动齿轮a3205a，第一传动齿轮a3205a通过第一传动链条3206传动至第一传动齿轮b3207b，第一传动齿轮b3207b通过第一传动转轴3204继续传动至第一传动转轴3204两侧的第一齿轮3203，再经第一齿轮3203组传动第一链条3202，再经第一链条3202传动第一转轴3201，从而实现卷帘36的向下或向上运动。
参考图5所示，图5为离合件35（B-B）的局部放大图，如图5所示，离合件35包括配位连接的传动销3501和离合元件3502，离合元件3502与第一传动齿轮a3205a连接。当开关柜柜体与转运车33锁定时，传动销3501插入离合元件3502内实现离合件35之合，从而实现第一联动件30与第二联动件34之间的传动，即可实现卷帘36的向下或向上运动。
参考图5所示，图5为第二联动件34（B-B）的局部放大图其中转运车33上的第二联动件34的一种较佳的实施方式；如图5所示，第二联动件34包括依次连接传动的第二传动齿轮3401、第二传动轴3402、第二链条3403、第二转轴3404和第二齿轮3405，其中第二转轴3404的两端连接随第二转轴3404同轴传动的第二齿轮a3405a和第二齿轮b3405b；此外，为了实现联锁组件29与断路器组件7同运动，断路器组件7还包括设在辅助支架28上的齿条37，当齿条37与第二齿轮a3405a啮合传动时，第二联动件34则与断路器组件7同运动。第二联动件34的联动过程是：当齿条37随断路器组件7运动到转运车33的一定位置时将与第二齿轮a3405a啮合，齿条37继续随断路器组件7运动传动与第二齿轮a3405a以及与第二齿轮a3405a同第二转轴3404的第二齿轮b3405b，第二链条3403将第二齿轮b3405b的运动传递给第二传动轴3402，第二传动轴3402带动第二传动齿轮3401，第二传动齿轮3401传动离合件35。其中，应当注意的是，齿条37带动联锁组件29的运动距离，尤其是第二联动件34的运动距离应当不小于卷帘36的展开距离；为了节约各元件的体积，可以通过不同直径的第二齿轮3405实现，即与齿条37啮合的第二齿轮a3405a直径小于第二齿轮b3405b。
图6为应用于开关柜的联锁组件的锁定件31（C-C）局部放大图；如图4-5所示，锁定件31包括锁定杆3101、锁定销3102和锁定孔3103。锁定孔3103为一对且分别设置于机构室2的柜体框架上。锁定销3102与锁定杆3101的一端连接，锁定销3102和锁定杆3101同样为一对且位于转运车33上，锁定销3102的形状与锁定孔3103匹配。两个锁定杆3101(锁定销3102)中线的间距和两个锁定孔3103中心的间距相等。锁定杆3101的另一端还设有凸轮手柄3104，凸轮手柄3104与锁定杆3101枢转连接。
转运车33包括一车体3301和支撑车体移动的车轮3302；在车体上两侧均设有转运车导轨3303，转运车导轨3303与机构室2内的导轨201位于同一水平面内，且两个转运车导轨3303的间距与机构室2内侧的两个导轨201间距相等，转运车导轨3303的长度不小于断路器组件6的长度。作为一种较佳的实施方式，为了更好的实现转运车导轨3303与柜体导轨201可靠接触以实现无缝隙配接，将锁定杆3101贯穿转运车导轨3303两端下设的挡板3304。当需要实现上述无缝隙配接时，先将凸轮手柄3104左右转动锁定杆3101，从而带动锁定销3102转动使其与锁定孔3103交叠，将转运车33与开关柜锁定；再将凸轮手柄3104向下压动，由于挡板3304固定不可动，凸轮手柄3104的向下运动将使得锁定杆3101向远离开关柜方向拉动可进一步将锁定销3102锁紧柜体与转运车33之间的间隙消除。为了使得锁定杆3101能够复位以准备下一次锁定，锁定杆3101外套一弹簧31012，弹簧31012安置于挡板3304和固定于锁定杆3101上的另一挡板31011之间。此外，断路器组件7和转运车33间还设有一对匹配的固定孔38和固定销39，用于进一步稳固断路器组件7；固定孔38设在转运车33上，固定销39设在断路器组件7的操作件703上。
图7为应用于开关柜的联锁组件的工作步骤流程图；如图7所示，该联锁的动作流程是：当齿条37随断路器组件7运动到转运车33的一定位置时将与第二齿轮a3405a啮合，齿条37继续随断路器组件7运动传动与第二齿轮a3405a以及与第二齿轮a3405a同轴的第二齿轮b3405b，第二链条3403将第二齿轮b3405b的运动传递给第二传动轴3402，第二传动轴3402带动第二传动齿轮3401，第二传动齿轮3401传动离合件35，当离合件35联动第一传动齿轮a3205a，第一传动齿轮a3205a通过第一传动链条3206传动至第一传动齿轮b3207b，第一传动齿轮b3207b通过第一传动转轴3204继续传动至第一传动转轴3204两侧的第一齿轮3203，再经第一齿轮3203组传动第一链条3202，再经第一链条3202传动第一转轴3201，从而实现卷帘36的向下或向上运动。
为了保证断路器组件7完全移动到转运车33后，卷帘36不会在盘簧3601（图中未显示出来）的回弹作用下向上回缩而导致第二开口仍是开放状态，发明人进一步提供了一种锁定辅助元件40，通过将锁定辅助元件40插入第一传动链条3206中而中止联动动作。图8为锁定辅助元件40的结构示意图，如图8所示，锁定辅助元件40设于与锁定件31的锁定孔3103高度一致的电缆室3内壁上，包括辅助锁定销4001和辅助锁定销控制杆4002，辅助锁定销控制杆4002的一端与电缆室3内壁活动连接，并通过一设于活动连接处的弹簧实现锁定辅助元件40始终靠近电缆室3的内壁方向，辅助锁定销控制杆4002的另一端固定连接辅助锁定销4001。锁定辅助元件40的辅助锁定作用是通过辅助锁定销4001插入第一联动件32的第一链条3206中以中止第一链条3206的运动实现。作为一种优选的实施方式，当锁定件31的锁定销3102插入锁定孔3103时，同时锁定销3101将辅助锁定销控制杆4002顶起，此时辅助锁定销4001可离开第一链条3206，此时联锁组件放可随断路器组件7的运动进行联锁安全保护；而当卷帘36完全放下且断路器组件已离开柜体时，通过拔出锁定销3102，辅助锁定销控制杆4002将带动辅助锁定销4001重新中止第一链条3206的运动。
最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于开关柜的联锁组件，其特征在于：所述开关柜包括一断路器组件，当所述断路器组件移出或移入开关柜时，所述联锁组件将所述断路器移出所述开关柜后形成的开口封闭或开放。
2.如权利要求1所述的用于开关柜的联锁组件，其特征在于：所述联锁组件包括联动件、卷帘、锁定件和转运车，由所述转运车通过所述锁定件与开关柜锁定后，启动所述联动件，通过与联动件同运动的所述卷帘将所述开口封闭或开放。
3.如权利要求2所述的用于开关柜的联锁组件，其特征在于：所述联动件包括分别设于机构室内的第一联动件、转运车上的第二联动件和离合件，所述第一联动件和第二联动件之间通过所述离合件传递动作。
4.如权利要求3所述的用于开关柜的联锁组件，其特征在于：所述第一联动件包括依次连接联动的第一转轴、第一链条、第一齿轮、第一传动转轴、第一传动齿轮a、第一传动链条和第一传动齿轮b；且所述第一传动齿轮与离合件连接；所述卷帘通过第一转轴的两端的两个盘簧安装于所述开关柜内。
5.如权利要求4所述的用于开关柜的联锁组件，其特征在于：所述第一链条通过三个第一齿轮成直角三角形，所述卷帘完全向下展开时与该直角三角形的直角边重叠；且所述第一传动转轴两端分别连接一对所述第一齿轮。
6.如权利要求3所述的用于开关柜的联锁组件，其特征在于：所述离合件包括配位连接的传动销和离合元件，所述离合元件与第一传动齿轮a连接。
7.如权利要求3所述的用于开关柜的联锁组件，其特征在于：所述第二联动件包括依次连接传动的第二传动齿轮、第二传动轴、第二链条、第二转轴和第二齿轮，其中所述第二转轴的两端连接随第二转轴同轴传动的第二齿轮a和第二齿轮b。
8.如权利要求1所述的用于开关柜的联锁组件，其特征在于：所述断路器组件还设有一齿条。
9.如权利要求8所述的用于开关柜的联锁组件，其特征在于：当所述齿条与第二齿轮a啮合传动时，所述第二联动件则与断路器组件同运动。
10.如权利要求9所述的用于开关柜的联锁组件，其特征在于：所述第二联动件的运动距离应当不小于卷帘的展开距离。
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