CN107192975A - 一种互感器的测试装置 - Google Patents

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CN107192975A
CN107192975A CN201710419197.6A CN201710419197A CN107192975A CN 107192975 A CN107192975 A CN 107192975A CN 201710419197 A CN201710419197 A CN 201710419197A CN 107192975 A CN107192975 A CN 107192975A
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winding
transformer
voltage
current
test module
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赵世华
孙利朋
巢亚锋
刘赟
叶会生
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国家电网公司
国网湖南省电力公司
国网湖南省电力公司电力科学研究院
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01R35/02Testing or calibrating of apparatus covered by the preceding groups of auxiliary devices, e.g. of instrument transformers according to prescribed transformation ratio, phase angle, or wattage rating
    • GPHYSICS
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    • GPHYSICS
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    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/72Testing of electric windings

Abstract

本发明提供一种互感器的测试装置,包括:直流电阻测试模块,用于输入单向标准电压,输出直流电流至所述互感器的一次侧绕组和二次侧绕组;变比极性测试模块,用于输入单向标准电压,输出目标电压或目标电流至所述互感器的一次侧绕组;伏安特性测试模块,用于输入单向标准电压,输出目标交流电压电流至所述互感器的二次侧绕组;以及开关切换模块,用于切换所述直流电阻测试模块、变比极性测试模块以及伏安特性测试模块与所述一次侧绕组和/或二次侧绕组的连接状态。本发明可快速完成互感器一、二次侧绕组直流电阻、变比、极性、伏安特性的测试,大大减少了试验人员的工作量,节约了工作时间,提高工作效率。

Description

一种互感器的测试装置
技术领域
[0001]本发明涉及电力设备测试技术领域,更具体地,涉及互感器的测试装置。
背景技术
[0002]互感器是电力系统中重要的设备之一,是电流互感器和电压互感器的统称。能将 高电压变成低电压、大电流变成小电流,用于量测或保护系统。其功能主要是将高电压或大 电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或1A,均指额定值),以便实现测量 仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统, 以保证人身和设备的安全。
[0003]互感器的正常与否直接影响电力系统的安全运行。绕组直流电阻、变比极性、伏安 特性是互感器试验的必做项目,也是检查互感器综合特性的有效手段。
[0004] 目前上述三种试验项目均是单独开展,每做完一个试验项目就得换一次试验接 线,给现场试验人员带来较大的劳动强度,特别是高电压等级的互感器现场换线十分不便。
发明内容
[0005] 本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的互感器的测试装 置。
[0006] 根据本发明的一个方面,提供一种互感器的测试装置,包括:
[0007] 直流电阻测试模块,与互感器的一次侧绕组和二次侧绕组连接,用于输入单向标 准电压,输出直流电流至所述互感器的一次侧绕组和二次侧绕组;
[0008] 变比极性测试模块,与互感器的一次侧绕组和二次侧绕组连接,用于输入单向标 准电压,输出目标电压或目标电流至所述互感器的一次侧绕组;
[0009] 伏安特性测试模块,与互感器的二次侧绕组连接,用于输入单向标准电压,输出目 标交流电压电流至所述互感器的二次侧绕组;以及
[0010] 开关切换模块,设置在所述直流电阻测试模块、变比极性测试模块和伏安特性测 试模块与互感器的一次侧绕组和/或二次侧绕组之间,用于切换所述直流电阻测试模块、变 比极性测试模块以及伏安特性测试模块与所述一次侧绕组和/或二次侧绕组的连接状态。
[0011] 优选地,本发明的互感器的测试装置,还包括:
[0012] 一次接线,设置在所述开关切换模块与所述互感器的一次侧绕组之间;以及
[0013] 二次接线,设置在所述开关切换模块与所述互感器的二次侧绕组之间。
[0014] 优选地,所述直流电阻测试模块包括:
[0015] 第一接口,用于输入并输出单相标准电压;以及
[0016] 整流器,与所述第一接口连接,用于将所述单相标准电压整流后,向所述一次接线 或二次接线输出所述直流电流。
[0017] 优选地,当所述互感器为电流互感器时,所述变比极性测试模块包括:
[0018] 第二接口,用于输入并输出单相标准电压;以及
[0019] 升流器,与所述第二接口连接,用于调整所述单相标准电压为目标电流,并向所述 一次接线输出所述目标电流。
[0020] 优选地,当所述互感器为电压互感器时,所述变比极性测试模块包括:
[0021] 所述第二接口;
[0022] 第一调压器,与所述第二接口连接,用于调制所述单相标准电压为目标电压,并向 所述一次接线输出所述目标电压。
[0023] 优选地,所述伏安特性测试模块包括:
[0024]第三接口,用于接收并输出单相电压;
[0025]第二调压器,与所述第三接口连接,用于调制所述单相标准电压为目标交流电压 电流,并向所述二次接线输出所述目标交流电压电流。
[0026]优选地,所述开关切换模块包括:
[0027]第一开关,设置在所述整流器与一次接线之间,用于切换所述直流电阻测试模块 与一次侧绕组的连接状态;
[0028]第二开关,设置在所述整流器与二次接线之间,用于切换所述直流电阻测试模块 与二次侧绕组的连接状态;
[0029] 第三开关,设置在所述升流器或第一调压器与所述第一接线之间,用于切换所述 变比极性测试模块与一次接线的连接状态;
[0030] 第四开关,设置在所述升流器或第一调压器与所述第二接线之间,用于切换所述 变比极性测试模块与二次接线的连接状态;以及
[0031] 第五开关,设置在所述第二调节器与所述第二接线之间,用于切换所述伏安特性 测试模块与二次接线的连接状态。
[0032] 优选地,所述直流电阻测试模块还包括:
[0033] 第一电压传感器,与所述一次侧绕组或二次侧绕组连接,用于测试一次侧绕组或 二次侧绕组的直流电压。
[0034] 优选地,所述变比极性测试模块还包括:
[0035] 第一电流传感器,与所述电流互感器的一次侧绕组和二次侧绕组连接,用于测试 电流互感器的一次侧绕组的一次电流和二次侧绕组的感应电流;或
[0036] 第二电压传感器,与所述电压互感器的一次侧绕组和二次侧绕组连接,用于测试 电压互感器的一次侧绕组的一次电压和二次侧绕组的感应电压。
[0037] 优选地,所述伏安特性测试模块还包括:
[0038] 第三电压传感器,与所述互感器的二次侧绕组连接,用于测试互感器的二次侧绕 组的电压;
[0039] 第二电流传感器,与所述互感器的二次侧绕组连接,用于测试互感器的二次侧绕 组的电流。
[0040] 本申请提出一种互感器的测试装置,通过设置直流电阻测试模块、变比极性测试 模块和伏安特性测试模块,将互感器常用的检测功能集成为一体,并通过设置开关切换模 块控制各测试模块的测试功能,可快速完成互感器一、二次侧绕组直流电阻、变比、极性、伏 安特性的测试,大大减少了试验人员的工作量,节约了工作时间,提高工作效率。
附图说明
[0041]图1为根据本发明实施例的互感器的测试装置示意图。
具体实施方式
[0042]下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
[0043]现有技术中互感器的绕组直流电阻、变比极性、伏安特性三种试验项目均单独开 展,每做完一个试验项目就得换一次试验接线,给现场试验人员带来较大的劳动强度,特别 是高电压等级的互感器现场换线十分不便。
[0044]为了解决现有技术中的上述问题,本发明提供了一种互感器的测试装置,包括: [0045]直流电阻测试模块,与互感器的一次侧绕组和二次侧绕组连接,用于输入单向标 准电压,输出直流电流至互感器的一次侧绕组和二次侧绕组;
[0046]变比极性测试模块,与互感器的一次侧绕组和二次侧绕组连接,用于输入单向标 准电压,输出目标电压或目标电流至互感器的一次侧绕组;
[0047]伏安特性测试模块,与互感器的二次侧绕组连接,用于输入单向标准电压,输出目 标交流电压电流至互感器的二次侧绕组;以及
[0048]开关切换模块,设置在直流电阻测试模块、变比极性测试模块和伏安特性测试模 块与互感器的一次侧绕组和/或二次侧绕组之间,用于切换直流电阻测试模块、变比极性测 试模块以及伏安特性测试模块与一次侧绕组和/或二次侧绕组的连接状态。
[0049] 本发明实施例中互感器分为电压互感器和电流互感器两大类。电压互感器在高压 和朝高压的电力系统中用于电压和功率的测量。电流互感器可用在交换电流的测量、交换 电度的测量和电力拖动线路中的保护。互感器的一次侧绕组接在供电线路的高压部分,二 次侧与计量装置或继电保护装置连接,用于测量/保护/测控。
[0050] 需要说明的是,本发明通过设置直流电阻测试模块、变比极性测试模块和伏安特 性测试模块,将互感器常用的检测功能集成为一体,并通过设置开关切换模块控制各测试 模块的测试功能,可快速完成互感器一、二次侧绕组直流电阻、变比、极性、伏安特性的测 试,大大减少了试验人员的工作量,节约了工作时间,提高工作效率。
[0051] 本实施例的工作原理为:
[0052] 1、直流电阻测试模块产生直流实验所需的直流电流,通过开关切换模块将直流电 阻测试模块与互感器的一、二次侧绕组导通,再分别测量一、二次侧绕组的直流电阻,即可 完成互感器一、二次侧绕组直流电阻的测试。
[0053] 2、变比极性测试模块产生实验所需的目标电压或目标电流,通过开关切换模块将 变比极性测试模块与互感器的一、二次侧绕组导通,再测量一次电压和二次感应电压之间 的比值,或者一次电流和二次感应电流之间的比值,即获得互感器的变比极性。
[0054] 3、伏安特性测试模块产生实验所需的目标交流电压电流,通过开关切换模块将伏 安特性测试模块与互感器的二次侧绕组导通,再测量二次侧绕组的电压和电流,便可得到 互感器的伏安特性曲线。
[0055]由于互感器中绕组的个数反应了互感器的回路个数,因此在一个可选实施例中, 本发明的互感器的测试装置包括两种接线,每一种接线对应互感器的一侧绕组,具体地,两 种接线包括:
[0056] 一次接线,设置在开关切换模块与互感器的一次侧绕组之间;
[0057] 二次接线,设置在开关切换模块与互感器的二次侧绕组之间。
[0058] 在一个可选实施例中,直流电阻测试模块包括:
[0059] 第一接口,用于输入并输出单相标准电压;以及
[0060] 整流器,与第一接口连接,用于将单相标准电压整流后,向一次接线或二次接线输 出直流电流。
[0061] 本实施例的工作原理为:
[0062] 1、开关切换模块将直流电阻测试模块和一次接线导通,第一接口输入单相标准电 压220V,经过整流器整流后输出直流电流,直流电流流向一次侧绕组,通过测量一次侧绕组 上的直流电压,根据直流电压和直流电流,即可得到一次侧绕组的直流电阻。
[0063] 2、开关切换模块将直流电阻测试模块和二次接线导通,第一接口输入单相标准电 压220V,经过整流器整流后输出直流电流,直流电流流向二次侧绕组,通过测量二次侧绕组 上的直流电压,根据直流电压和直流电流,即可得到二次侧绕组的直流电阻。
[0064] 在一个可选实施例中,当互感器为电流互感器时,变比极性测试模块包括:
[0065] 第二接口,用于输入并输出单相标准电压;以及
[0066] 升流器,与第二接口连接,用于调整单相标准电压为目标电流,并向一次接线输出 目标电流。
[0067] 本实施例的工作原理为:
[0068]开关切换模块将变比极性模块与一次接线导通,第二接口输出单向标准电压 220V,经过升流器调整为目标电流,在电流互感器的一次侧绕组施加该目标电流,测试一次 电流和二次感应电流之间的比值,即可获得电流互感器的变比极性。
[0069] 本发明实施例中的感应电流是指闭合回路在原磁场内产生的磁场阻碍原磁场磁 通量发生变化的电流,通俗的讲,当闭合回路的一部份导体在磁场中作切割磁感线运动时, 此闭合回路中的磁通量一定会发生变化,在闭合回路中就产生了感应电动势,从而产生了 电流,这种电流称为感应电流。
[0070] 在一个可选实施例中,当互感器为电压互感器时,变比极性测试模块包括:
[0071] 第二接口;
[0072] 第一调压器,与第二接口连接,用于调制单相标准电压为目标电压,并向一次接线 输出目标电压。
[0073] 本实施例的工作原理为:
[0074]开关切换模块将变比极性模块与一次接线导通,第二接口输出单向标准电压 220V,经过第一调压器调整为目标电压,在电压互感器的一次侧施加该目标电压,测试一次 电压和二次感应电压之间的比值,即可获得电压互感器的变比极性。
[0075]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,则会产生感应电流。如果电 路不闭合,则会产生感应电压。感应电流是因为磁场产生电,所以会有感应电压。感应电压 在形成导电回路时会对人员造成伤害;未形成导电回路,则存在安全隐患。感应电压应该限 制在一定范围内。
[0076] 本发明实施例中的变比(transformation ratio)为电压互感器一次绕组与二次 绕组之间的电压比或电流互感器一次绕组与二次绕组之间的电流比。在进行电流互感器误 差试验之前,通常需要检查极性,互感器的原副绕组,从原绕组的某一端输入电流产生的磁 通¢1,和从副绕组的某一端输入电流产生的磁通¢2方向一致,那么原副绕组的这两个输 入端称为“同名端”,或者称这两端“同极性”。
[0077]在一个可选实施例中,伏安特性测试模块包括:
[0078]第三接口,用于接收并输出单相电压;
[0079]第二调压器,与第三接口连接,用于调制单相标准电压为目标交流电压电流,并向 二次接线输出目标交流电压电流。
[0080]本实施例的工作原理为:开关切换模块将伏安特性测试模块与二次接线导通,第 三接口输出单向标准电压220V,经过第二调压器调整电压和电流,获得目标交流电压电流, 在二次侧绕组时间该目标交流电压电流,通过测试二次侧绕组的电压和电流便可得到互感 器的伏安特性曲线
[°081]图1示出了本发明实施例的互感器的测试装置的结构示意图,图中1表示直流电阻 测试模块,2表示变比极性测试模块,3表示伏安特性测试模块,4表示开关切换模块,5和6分 别表示一次接线和二次接线,一次接线5和二次接线6分别与一次侧绕组和二次侧绕组连 接,如图可知,开关切换模块4包括:
[0082]第一开关S1,设置在直流电阻测试模块1的整流器(图中未示出)与一次接线5之 间,用于切换直流电阻测试模块1与一次侧绕组5的连接状态;
[G083]第二开关S2,设置在直流电阻测试模块1的整流器(图中未示出)与二次接线之间, 用于切换直流电阻测试模块与二次侧绕组的连接状态;
[0084]第三开关S3,设置在变比极性测试模块2的升流器或第一调压器与第一接线5之 间,用于切换变比极性测试模块2与一次接线5的连接状态;
[GG85]第四开关S4,设置在变比极性测试模块2的升流器或第一调压器与第二接线6之 间,用于切换变比极性测试模块2与二次接线6的连接状态;以及
[0086]第五开关S5,设置在伏安特性测试模块3的第二调节器与第二接线6之间,用于切 换伏安特性测试模块3与二次接线6的连接状态。
[0087]本实施例的工作流程为:
[0088] 1、将开关S1导通,其他开关断开,直流电阻测试模块1输入单向标准电压220V,经 整流后输出0-20A、0-100V的输出直流,通过将该直流电流施加于互感器的一次侧绕组5,然 后测量一次侧绕组5上的直流电压,便可得到一次侧绕组5的直流电阻。
[0089] 2、将开关S2导通,其他开关断开,直流电阻测试模块输入单向标准电压MOV,经整 流后输出0-20A、0-100V的输出直流,通过将该直流电流施加于互感器的二次侧绕组6,然后 测量二次侧绕组6上的直流电压,便可得到二次侧绕组6的直流电阻。
[0090] 3、对于电流互感器,将开关S3和S4同时导通,其他开关断开,变比极性测试模块2 中第二接口输出单向标准电压220V,经过升流器调整为〇-l2〇〇A的目标电流,在电流互感器 的一次侧绕组5施加该目标电流,测试一次电流和二次感应电流之间的比值,即可获得电流 互感器的变比极性。
[0091] 4、对于电压互感器,将开关S3和S4同时导通,其他开关断开,变比极性测试模块2 中的弟二接口输出单向标准电压22〇v,经过第一调压器调整为0-600V目标电压,在电压互 感器的一次侧绕组5施加该目标电压,测试一次电压和二次感应电压之间的比值,即可获得 电压互感器的变比极性。
[0092] 5、将开关S5导通,其他开关断开,伏安特性测试模块3中的第三接口输出单向标准 电压220V,经过第二调压器调整至〇—600V电压、〇—2〇A电流,获得目标交流电压电流,在二次 侧绕组6施加该目标交流电压电流,通过测试二次侧绕组6的电压和电流便可得到互感器的 伏安特性曲线。
[0093]由上述实施例可知,本发明对于3种测试项目中的任何中,都只需接线一次即可实 现,大大减少了试验人员的工作量,提高了工作效率。需要说明的是,采用原有方法对一台 500千伏互感器试验需要50分钟时间,采用本发明互感器的测试装置对一台500千伏互感器 试验只需要20分钟时间。
[0094]在一个可选实施例中,直流电阻测试模块还包括:
[0095]第一电压传感器,与一次侧绕组或二次侧绕组连接,用于测试一次侧绕组或二次 侧绕组的直流电压。
[0096]直流电阻获取单元,与第一电压传感器和整流器连接,用于根据直流电压和一次 侧绕组或二次侧绕组的直流电流,获得一次侧绕组或二次侧绕组的直流电阻。
[0097]在一个可选实施例中,变比极性测试模块还包括:
[0098]第一电流传感器,与电流互感器的一次侧绕组和二次侧绕组连接,用于测试电流 互感器的一次侧绕组的一次电流和二次侧绕组的感应电流;或
[00"]第二电压传感器,与电压互感器的一次侧绕组和二次侧绕组连接,用于测试电压 互感器的一次侧绕组的一次电压和二次侧绕组的感应电压。
[0100] 在一个可选实施例中,变比极性测试模块还包括:
[0101]第一变比极性获取模块,与第一电压传感器连接,用于根据电压互感器的一次侧 绕组的一次电压和二次侧绕组的感应电压的比值,获得电压互感器的变比极性。
[0102]在一个可选实施例中,伏安特性测试模块还包括:
[0103]第二变比极性获取模块,与第二电压传感器连接,用于根据电流互感器的一次侧 绕组的一次电流和二次侧绕组的感应电流的比值,获得电流互感器的变比极性。
[0104]第三电压传感器,与互感器的二次侧绕组连接,用于测试互感器的二次侧绕组的 电压;
[0105]第二电流传感器,与互感器的二次侧绕组连接,用于测试互感器的二次侧绕组的 电流。
[0106] 在一个可选实施例中,一次接线为二芯结构,其中一芯为电流线,截面积为100-140mm2,另一芯为电压线,截面积为3-l〇mm2。
[0107] 在一个可选实施例中,二次接线同样为二芯结构,其中一芯为电流线,截面积为 20-30mm2,另一芯为电压线,截面积为5-10mm2。
[0108]最后,本申请的方法仅为较佳的实施方案,并非用于限定本发明的保护范围。凡在 本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护 范围之内。

Claims (10)

1.一种互感器的测试装置,其特征在于,包括: 一 直流电阻测试模块,与互感器的一次侧绕组和二次侧绕组连接,用于输入单向标准电 压,输出直流电流至所述互感器的一次侧绕组和二次侧绕组; 变比极性测试模块,与互感器的一次侧绕组和二次侧绕组连接,用于输入单向标准电 压,输出目标电压或目标电流至所述互感器的一次侧绕组; 伏安特性测试模块,与互感器的二次侧绕组连接,用于输入单向标准电压,输出目标交 流电压电流至所述互感器的二次侧绕组;以及 开关切换模块,设置在所述直流电阻测试模块、变比极性测试模块和伏安特性测试模 块与互感器的一次侧绕组和/或二次侧绕组之间,用于切换所述直流电阻测试模块、变比极 性测试模块以及伏安特性测试模块与所述一次侧绕组和/或二次侧绕组的连接状态。
2. 如权利要求1所述的互感器的测试装置,其特征在于,还包括: 一次接线,设置在所述开关切换模块与所述互感器的一次侧绕组之间;以及 二次接线,设置在所述开关切换模块与所述互感器的二次侧绕组之间。
3. 如权利要求2所述的互感器的测试装置,其特征在于,所述直流电阻测试模块包括: 第一接口,用于输入并输出单相标准电压;以及 整流器,与所述第一接口连接,用于将所述单相标准电压整流后,向所述一次接线或二 次接线输出所述直流电流。
4. 如权利要求3所述的互感器的测试装置,其特征在于,当所述互感器为电流互感器 时,所述变比极性测试模块包括: 第二接口,用于输入并输出单相标准电压;以及 升流器,与所述第二接口连接,用于调整所述单相标准电压为目标电流,并向所述一次 接线输出所述目标电流。
5. 如权利要求4所述的互感器的测试装置,其特征在于,当所述互感器为电压互感器 时,所述变比极性测试模块包括: 所述第二接口; 第一调压器,与所述第二接口连接,用于调制所述单相标准电压为目标电压,并向所述 一次接线输出所述目标电压。
6. 如权利要求5所述的互感器的测试装置,其特征在于,所述伏安特性测试模块包括: 第三接口,用于接收并输出单相电压; 第二调压器,与所述第三接口连接,用于调制所述单相标准电压为目标交流电压电流, 并向所述二次接线输出所述目标交流电压电流。
7. 如权利要求6所述的互感器的测试装置,其特征在于,所述开关切换模块包括: 第一开关,设置在所述整流器与一次接线之间,用于切换所述直流电阻测试模块与一 次侧绕组的连接状态; 第二开关,设置在所述整流器与二次接线之间,用于切换所述直流电阻测试模块与二 次侧绕组的连接状态; 第三开关,设置在所述升流器或第一调压器与所述第一接线之间,用于切换所述变比 极性测试模块与一次接线的连接状态; 第四开关,设置在所述升流器或第一调压器与所述第二接线之间,用于切换所述变比 极性测试模块与二次接线的连接状态;以及 第五开关,设置在所述第二调节器与所述第二接线之间,用于切换所述伏安特性测试 模块与二次接线的连接状态。
8. 如权利要求7所述的互感器的测试装置,其特征在于,所述直流电阻测试模块还包 括: 第一电压传感器,与所述一次侧绕组或二次侧绕组连接,用于测试一次侧绕组或二次 侧绕组的直流电压。
9. 如权利要求8所述的互感器的测试装置,其特征在于,所述变比极性测试模块还包 括: 第一电流传感器,与所述电流互感器的一次侧绕组和二次侧绕组连接,用于测试电流 互感器的一次侧绕组的一次电流和二次侧绕组的感应电流;或 ^第二电压传感器,与所述电压互感器的一次侧绕组和二次侧绕组连接,用于测试电压 互感器的一次侧绕组的一次电压和二次侧绕组的感应电压。
10. 如权利要求9所述的互感器的测试装置,其特征在于,所述伏安特性测试模块还包 括: 第三电压传感器,与所述互感器的二次侧绕组连接,用于测试互感器的二次侧绕组的 电压; 第二电流传感器,与所述互感器的二次侧绕组连接,用于测试互感器的二次侧绕组的 电流。
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