CN112509739A - 防爆电缆、防爆电缆漏电检测装置及其方法和供电电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种防爆电缆。所述防爆电缆，其特征在于，包括：至少一根相线，每一根所述相线的外部分别包裹有导电屏蔽层；零线；绝缘层，包裹于所述至少一根相线和所述零线的外部。本发明实施例提供的漏电保护开关可以用在IT系统中。

Description

防爆电缆、防爆电缆漏电检测装置及其方法和供电电路

技术领域

本发明涉及安全用电技术领域，尤其涉及一种防爆电缆、一种防爆电缆漏电检测装置、一种防爆电缆漏电检测方法和一种供电电路。

背景技术

目前，在矿井尤其是煤矿中，对传输电力的电缆线的要求非常高，为了防止电缆线因其外部的绝缘层破损而导致电缆线内的相线击穿绝缘层而导致电缆爆炸；当然，电缆线内部短路以及漏电也会导致电缆线爆炸；电缆线的老化、自身的磨损以及电缆线在使用过程中因温度升高而使得绝缘层的绝缘性能下降均会引发电力意外，而导致电缆线爆炸。

由此产生了能够防止爆炸的防爆电缆，现有的防爆电缆仅仅是从加强其外部绝缘层的耐磨性，从而避免绝缘层的过度磨损，该情况下，如果防爆电缆的内部发生漏电或者短路事故同样会导致防爆电缆爆炸。

现有的防爆电缆的结构，无法对因为电线长度导致的电容漏电、以及电缆温升或老化导致的漏电进行检测。

综上所述，现有的防爆电缆因不能检测到其内部的漏电以及短路，因而并不能从根本上解决电缆线爆炸的问题。

发明内容

因此，本发明实施例提供一种防爆电缆、一种防爆电缆漏电检测装置、一种防爆电缆漏电检测方法和一种供电电路；所述防爆电缆能够通过导电屏蔽层检测到相线漏电。

一方面，本发明实施例提供的一种防爆电缆，包括：至少一根相线，每一根所述相线的外部分别包裹有导电屏蔽层；零线；绝缘层，包裹于所述至少一根相线和所述零线的外部。

该防爆电缆引进独立导电屏蔽层，可监控防爆电缆因老化、磨损以及温度等原因导致绝缘性能下降，并由此避免了可能引发的电力意外。

在本发明的一个实施例中，所述相线有三根；其中，所述零线夹设在所述三根相线中间。

在本发明的一个实施例中，每一根所述相线的所述导电屏蔽层分别互相电连接。

另一方面，本发明实施例提供的一种防爆电缆漏电检测装置，第一防爆电缆，为如上任意一项实施例所述的防爆电缆，沿其电力传输方向具有相对的第一端和第二端；漏电保护开关，具有输入端和输出端，所述输出端电连接所述防爆电缆的所述第一端，所述输入端包括相线输入端，所述输出端包括零线输出端；触发电路，电连接在所述相线接入端和所述零线接出端之间，具有触发开关；漏电检测器，电连接所述漏电保护开关的所述输出端和所述防爆电缆的所述第一端之间；包括：多个光耦电路，分别电连接在每一个所述相线和所述零线分别与所述第一防爆电缆的所述导电屏蔽层之间；控制器，电连接所述多个光耦电路，还控制连接所述触发开关。

在本发明的一个实施例中，所述防爆电缆漏电检测装置还包括：第二防爆电缆，为如上任意一项实施例所述的防爆电缆，沿其电力传输方向具有相对的第三端和第四端；其中，所述第四端电连接至所述输入端。

在本发明的一个实施例中，所述防爆电缆漏电检测装置还包括：导通电路，电连接在所述第一防爆电缆的所述导电屏蔽层和所述第二防爆电缆的所述导电屏蔽层之间，具有导通开关；其中，所述漏电检测器还连接所述导通开关。

又一方面，本发明实施例提供的一种防爆电缆漏电检测方法，包括：如上任意一项实施例所述的防爆电缆漏电检测装置中的漏电检测器对第一防爆电缆进行漏电检测；其中，所述漏电检测器中的控制器执行以下步骤：获取所述多个光耦电路分别检测到的多个第一电流数据值；判断每一个所述第一电流数据值分别与预设的电流阈值的大小关系；在判断为任意一个所述第一电流数据值不小于所述电流阈值时，确定所述第一防爆电缆漏电。

再一方面，本发明实施例提供的一种IT系统的防爆输电线路，至少一个防爆电缆，分别为如上任意一项实施例所述的防爆电缆，且顺序电连接；至少一个漏电检测装置，分别电连接至其中所述防爆电缆。

又一方面，本发明实施例提供的一种防爆输电线路漏电位置检测及识别方法，在如上述实施例所述的基于IT系统的防爆输电线路中，每一个漏电检测装置的所述控制器分别执行以下步骤：获取相应的多个光耦电路分别检测到的多个第一电流数据值；判断每一个所述第一电流数据值分别与预设的电流阈值的大小关系；在判断为任意一个所述第一电流数据值不小于所述电流阈值时，控制相应的导通开关断开；再次获取所述多个光耦电路分别检测到的多个第二电流数据值；判断每一个所述第二电流数据值分别与所述电流阈值的大小关系；在判断为任意一个所述第二电流数据值不小于所述电流阈值时，确定相应的所述漏电检测装置所检测的所述防爆电缆漏电。

综上所述，本申请上述各个实施例可以至少具有如下优点或有益效果：i)所述防爆电缆通过所述导电屏蔽层可以对相应的所述相线进行漏电检测，可以检测到所述防爆电缆内部的漏电以及短路状况；ii)所述防爆电缆可以是三相线缆或单相线缆，以符合现有的用电需求；iii)所述防爆电缆漏电检测装置通过设置所述漏电检测器可以检测所述第一防爆电缆是否漏电，并且在检测到所述第一防爆电缆发生漏电时，通过所述漏电保护开关断开所述第一防爆电缆的电连接，从而防止第一防爆电缆在漏电的情况下因继续通电而导致的爆炸问题；iv)由多个所述防爆电缆组成的供电电路，可以应用在矿区，尤其是煤矿中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种防爆电缆100的结构示意图。

图2为本发明第一实施例提供的一种防爆电缆100的剖视图。

图3为本发明第一实施例提供的另一种防爆电缆100的剖视图。

图4为本发明第二实施例提供的防爆电缆漏电检测装置200与图2所示的防爆电缆100的一种连接结构示意图。

图5为本发明第二实施例提供的防爆电缆漏电检测装置200与图2所示的防爆电缆的另一种连接结构示意图。

图6为本发明第二实施例提供的防爆电缆漏电检测装置200与图3所示的防爆电缆100的一种连接结构示意图。

图7为本发明第二实施例提供的防爆电缆漏电检测装置200与图3所示的防爆电缆100的另一种连接结构示意图。

图8为本发明第三实施例提供的一种防爆电缆漏电检测方法的流程图。

图9为本发明第四实施例提供的一种基于IT系统的防爆输电线路。

图10为本发明第五实施例提供的一种防爆输电线路漏电位置检测及识别方法的流程图。

主要元件符号说明：

100为防爆电缆；10为相线；11为相线绝缘层；13为导电屏蔽层；14为连接线；30为零线；31为零线绝缘层；40为绝缘层；

200为防爆电缆漏电检测装置；110为漏电保护开关；111为第一输出端；112为第一输入端；120为报警电路；121为报警器；122为报警开关；130为触发电路；131为放电电阻；132为触发开关；140为光耦电路；150为放大电路；160为控制器；170为信号灯；180为控制开关；190为导通电路；191为导通开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

【第一实施例】

参见图1，其为本发明第一实施例提供的一种防爆电缆的结构示意图，所述防爆电缆100例如包括：至少一根相线10、零线30以及包裹于相线10和零线30的外部绝缘层40。其中，每一根相线10的外部都包裹有相线绝缘层11，且在相线绝缘层11外还包裹有导电屏蔽层13，当相线绝缘层11破损时，相线10会和导电屏蔽层13相接触，避免人体直接接触漏电处所导致的人体伤害，同时还可以通过导电屏蔽层13检测到该漏电情形；零线30的外部包裹有零线绝缘层31，避免零线30和相线10以及导电屏蔽层13直接接触从而引发短路。

优选的，参见图2，防爆电缆100可以是三相线缆，例如其由三根相线10和零线30组成；其中，每一根相线10的外部均包裹有相线绝缘层11，且在相线绝缘层11外还包裹有导电屏蔽层13；零线30夹设在三根相线10之间，且零线30的外部包裹有零线绝缘层31，避免零线30和相线10以及导电屏蔽层13直接接触从而引发短路。具体的，所述由三根相线10和零线30组成的防爆电缆100可应用于三相交流电路中。当然，防爆电缆100还可以是单相线缆。

优选的，参见图3，防爆电缆100还可以是至少一根相线10的导电屏蔽层13可以是分别互相电连接。举例来说，当外接的漏电检测装置需要电连接导电屏蔽层13时，只需接通一根相线10对应的导电屏蔽层13就可以连通防爆电缆100中的所有导电屏蔽层13。

【第二实施例】

本发明第二实施例提供了一种防爆电缆漏电检测装置，该防爆电缆漏电检测装置200可以与第一实施例所述的防爆电缆100连接，以用于检测防爆电缆100是否漏电。

具体的，参见图4，其为该防爆电缆漏电检测装置200与如图2所示的防爆线缆100的连接结构示意图。其中，所述防爆电缆漏电检测装置200例如包括漏电保护开关110、触发电路130、漏电检测器以及第一防爆电缆；其中，所述第一防爆电缆为如图2所述的防爆电缆100，且沿其电力传输方向具有相对的第一端和第二端。

具体的，漏电保护开关110例如包括：漏电开关本体以及电连接在所述漏电开关本体的输出端和输入端之间的触发电路130。其中，触发电路130具有可控的触发开关132，触发开关132断开时，触发电路130不接通，所述漏电开关本体正常工作；而触发开关132闭合时，触发电路130接通，从而产生不平行电流导致所述漏电开关本体工作以触发其进行相应的断电动作。

其中，漏电开关本体可以是用在三相线路10上的漏电保护开关110。所述漏电开关本体可以是有多个输入端和对应的多个输出端，所述多个输入端分别接入所述第一防爆电缆的三根相线10和一根零线30，而所述多个输出端分别对应接出所述防爆电缆的三跟相线10和一根零线30。而对应接入所述一根零线的输入端为第一输入端112，接出所述三跟相线的多个输出端中的一个输出端为第一输出端111。触发电路120则电连接在第一输入端112和第一输出端111之间。

当然，所述漏电开关本体还可以是用在单相线路的漏电保护开关110，则其接入零线的输入端为所述第一输入端112，接出相线的输出端为第一输出端111。

具体的，所述漏电检测器例如还包括至少一个光耦电路140和控制器160；其中，每一个光耦电路140分别电连接在第一防爆电缆的导电屏蔽层13与每一个相线10或零线30之间，且每一个光耦电路140分别和控制器160电连接；举例来说，所述漏电检测器通过光耦电路140获取到漏电电流，并将漏电电流值传递至控制器160。

具体的，所述漏电检测器电连接所述第一防爆电缆和触发开关132，当所述第一防爆电缆发生漏电事故时，所述漏电检测器获取到相应的漏电电流，然后可以通过控制器160控制触发开关132进行闭合动作，从而激活漏电保护开关110进行断电动作，断开所述第一防爆电缆的供电。

优选的，所述漏电检测器例如还包括：至少一个放大电路150，至少一个放大电路150电连接在每一个光耦电路140和控制器160之间；放大电路150可以将光耦电路140获取到的漏电电流放大。举例来说，在没有放大电路150时，当存在的漏电电流较小时，所述漏电电流则不能被控制器160识别到，因此控制器160也不能根据较小的所述漏电电流作出比较结果。而存在放大电路150时，较小的所述漏电电流经过放大电路150进行放大，从而可以使得控制器160识别到，进而可以作出比较结果，从而提高了漏电电流检测的精准度。

优选的，所述漏电检测器例如还包括：信号灯170，信号灯170电连接于控制器160，控制器160可以控制点亮信号灯170。优选的，信号灯170还可以是多个不同的信号灯，其中所述多个不同的信号灯可以是不同颜色的信号灯。举例来说，所述多个不同的信号灯可以包括红色信号灯和绿色信号灯，当控制器160未监测到漏电电流时，控制器160控制点亮所述绿色信号灯；当控制器160监测到对地电流时，控制器160控制点亮所述红色信号灯。

优选的，所述漏电检测器例如还包括：控制开关180，控制开关180电连接在导电屏蔽层13和至少一个光耦电路140之间，可以控制所述漏电检测器是否对所述第一防爆电缆进行漏电检测。其中，控制开关180电连接控制器160，可以通过控制器160对控制开关180进行控制，以此控制所述漏电检测器的断开或闭合。

在另一个具体实施方式中，参见图5，其为该防爆电缆漏电检测装置200与如图2所示的防爆线缆100的另一种连接结构示意图，其与图4所示的连接结构相似，但不同之处在于：还包括第二防爆电缆，其可以为如图2所示的防爆电缆100，且沿其电力传输方向具有相对的第三端和第四端；其中，所述第四端电连接至漏电保护开关110的多个输入端；在所述第二防爆电缆的导电屏蔽层13和所述第一防爆电缆的导电屏蔽层13之间还电连接有导通电路190，该导通电路190设有导通开关191以控制两个导电屏蔽层的电连接导通或断开。

在又一个具体实施方式中，参见图6，其为该防爆电缆漏电检测装置200与如图3所示的防爆线缆100的一种连接结构示意图，其与图4所示的连接结构相似，但不同之处在于：所述第一防爆电缆的每根相线10分别对应的导电屏蔽层13分别通过连接线14电连接导通。

在其他具体实施方式中，参见图7，其为该防爆电缆漏电检测装置200与如图3所示的防爆线缆100的一种连接结构示意图，其与图6所示的连接结构相似，但不同之处在于：还包括第二防爆电缆，其可以为如图3所示的防爆电缆100，且沿其电力传输方向具有相对的第三端和第四端；其中，所述第四端电连接至漏电保护开关110的多个输入端；在所述第二防爆电缆的导电屏蔽层13和所述第一防爆电缆的导电屏蔽层13之间还电连接有导通电路190，该导通电路190设有导通开关191以控制两个导电屏蔽层的电连接导通或断开。

【第三实施例】

参见图8，其为本发明第三实施例提供的一种防爆电缆漏电检测方法，所述防爆电缆漏电检测方法例如包括：

步骤S10，获取所述多个光耦电路分别检测到的多个第一电流数据值；

步骤S20，判断每一个所述第一电流数据值分别与预设的电流阈值的大小关系；

步骤S30，在判断为任意一个所述第一电流数据值不小于所述电流阈值时，确定所述第一防爆电缆漏电。

优选的，在所述步骤S20中还可以预设多个电流阈值从小到大依次包括第一电流阈值和第二电流阈值。举例来说，将所述多个耦电路分别检测到的多个第一电流数据值依次一一和多个电流阈值进行比较，得到多个对比结果。

优选的，在所述步骤S30中还可以设有多个控制动作，每个控制动作都有相对应的对比结果。举例来说，当所述对比结果为所述第一电流数据值不大于所述第一电流阈值时，所述控制器160点亮绿色信号灯，表明防爆电缆100中没有发生漏电；当所述对比结果为第一电电流数据值位于所述第一电流阈值和第二电流阈值之间时，所述控制器160点亮红色信号灯，并控制报警开关122闭合，以触发报警器121发出报警信号，表明防爆电缆100中有漏电电流，需要检查防爆电缆100；当所述对比结果为第一电流数据值大于第二电流阈值时，所述控制器160控制触发开关132闭合，以接通触发电路130进行放电，从而使得漏电保护开关110执行断点动作，表明防爆电缆100中有两处及两处以上有漏电情况，必须进行断电并对防爆电缆100进行检查。

【第四实施例】

参加图9，其为本发明实施例提供的一种基于IT系统的防爆输电线路，所述基于IT系统的防爆输电线路例如包括：多个防爆电缆和多个漏电检测装置。其中，所述多个防爆电缆分别为如第一实施例所述的防爆电缆，且按顺序电连接；所述多个漏电检测装置分别如第二实施例所述的防爆电缆漏电检测装置，分别电连接在相邻的两个所述防爆电缆之间。

优选的，每相邻的两个防爆电缆之间的导电屏蔽层可通过导通电路190进行连接，可通过导通电路190上的导通开关191控制所述相邻的两个防爆电缆之间的导电屏蔽层的断开和闭合。

举例来说，在矿井中例如煤矿中使用该防爆输电线路的一种具体实施方式可以为：可以根据煤矿的深度或长度，铺设一根或多根如第一实施例所述的防爆电缆100以组成该煤矿的防爆输电线路；并根据如图4或图6所示的连接结构，在连接顺序为第一顺序的防爆电缆100上电连接至少一个如第二实施例所述的防爆电缆漏电检测装置200，此时该防爆电缆漏电检测装置200执行第三实施例所述的防爆电缆漏电检测方法，以确定该一根防爆电缆或多根顺序电连接的防爆电缆组成的防爆输电线路是否漏电。

其中，所述防爆输电线路由多根防爆电缆100顺序电连接而成时，相邻两个互相电连接的防爆电缆100的至少一根相线10和一根零线30分别对应电连接，并且相应的导电屏蔽层13相应电连接。

【第五实施例】

参见图10，其为本发明实施例提供的一种防爆输电线路漏电位置检测及识别方法，所述防爆输电线路漏电位置检测及识别方法例如包括：

步骤S10，获取相应的多个光耦电路分别检测到的多个第一电流数据值；

步骤S20，判断每一个所述第一电流数据值分别与预设的电流阈值的大小关系；

步骤S30，在判断为任意一个所述第一电流数据值不小于所述电流阈值时，控制相应的导通开关断开；

步骤S40，再次获取所述多个光耦电路分别检测到的多个第二电流数据值；

步骤S50，判断每一个所述第二电流数据值分别与所述电流阈值的大小关系；

步骤S60，在判断为任意一个所述第二电流数据值不小于所述电流阈值时，确定相应的所述漏电检测装置所检测的所述防爆电缆漏电。

优选的，在所述步骤S20中还可以预设多个电流阈值从小到大依次包括第一电流阈值和第二电流阈值。举例来说，在所述多个耦电路分别检测到的多个第一电流数据值依次一一和多个电流阈值进行比较，得到对比结果。

优选的，在所述步骤S30中还可以设有多个控制动作，每个控制动作都有相对应的对比结果。举例来说，当所述对比结果为所述第一电流数据值不大于所述第一电流阈值时，所述控制器160点亮绿色信号灯，表明防爆电缆100中没有发生漏电；当所述对比结果为第一电电流数据值位于所述第一电流阈值和所述第二电流阈值之间时，控制所述相应的导通开关断开；当所述对比结果为第一电流数据值大于第二电流阈值时，所述控制器160控制触发开关132闭合，以接通触发电路130进行放电，从而使得漏电保护开关110执行断电动作，表明防爆电缆100中有两处及两处以上有漏电情况，必须进行断电并对防爆电缆100进行检查。

具体的，在所述步骤S60，当所述第二电流数据值不大于所述第一电流阈值时，控制器160点亮绿色信号灯，并控制所述相应的导通开关闭合，表明该段防爆电缆中没有发生漏电；当所述第二电流数据值位于所述第一电流阈值和所述第二电流阈值之间时，控制器160点亮红色信号灯，并控制报警开关122闭合，以触发报警器121发出报警信号，表明该段防爆电缆100中有漏电电流；当所述第二电流数据值不小于第二电流阈值之间时，所述控制器160控制触发开关132闭合，以接通触发电路130进行放电，从而使得漏电保护开关110执行断电动作。

举例来说，在矿井中例如煤矿中使用该防爆输电线路的另一种具体实施方式可以为：可以根据煤矿的深度或长度，铺设多根如第一实施例所述的防爆电缆100以组成该煤矿的防爆输电线路；其中，多根防爆电缆100顺序电连接，并根据如图5或图7所示的连接结构，在相邻两个防爆电缆100之间电连接如第二实施例所述的防爆电缆漏电检测装置200，此时该防爆电缆漏电检测装置200执行上述防爆输电线路漏电位置检测及识别方法，以确定该防爆输电线路中发生漏电故障的防爆电缆。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种防爆电缆，其特征在于，包括：

至少一根相线，每一根所述相线的外部分别包裹有导电屏蔽层；

零线；

绝缘层，包裹于所述至少一根相线和所述零线的外部。

2.根据权利要求1所述的防爆电缆，其特征在于，所述相线有三根；

其中，所述零线夹设在所述三根相线中间。

3.根据权利要求1所述的防爆电缆，其特征在于，

每一根所述相线的所述导电屏蔽层分别互相电连接。

4.一种防爆电缆漏电检测装置，其特征在于，包括：

第一防爆电缆，为如权利要求1-3任意一项所述的防爆电缆，沿其电力传输方向具有相对的第一端和第二端；

漏电保护开关，具有输入端和输出端，所述输出端电连接所述防爆电缆的所述第一端，所述输入端包括相线输入端，所述输出端包括零线输出端；

触发电路，电连接在所述相线接入端和所述零线接出端之间，具有触发开关；

漏电检测器，电连接所述漏电保护开关的所述输出端和所述防爆电缆的所述第一端之间；包括：

多个光耦电路，分别电连接在每一个所述相线和所述零线分别与所述第一防爆电缆的所述导电屏蔽层之间；

控制器，电连接所述多个光耦电路，还控制连接所述触发开关。

5.根据权利要求4所述的防爆电缆漏电检测装置，其特征在于，还包括：

第二防爆电缆，为如权利要求1-3任意一项所述的防爆电缆，沿其电力传输方向具有相对的第三端和第四端；

其中，所述第四端电连接至所述输入端。

6.根据权利要求5所述的防爆电缆漏电检测装置，其特征在于，还包括：

导通电路，电连接在所述第一防爆电缆的所述导电屏蔽层和所述第二防爆电缆的所述导电屏蔽层之间，具有导通开关；

其中，所述漏电检测器还连接所述导通开关。

7.一种防爆电缆漏电检测方法，其特征在于，如权利要求4-6任意一项所述的防爆电缆漏电检测装置中的漏电检测器对第一防爆电缆进行漏电检测，其中，所述漏电检测器中的控制器执行以下步骤：

获取所述多个光耦电路分别检测到的多个第一电流数据值；

判断每一个所述第一电流数据值分别与预设的电流阈值的大小关系；

在判断为任意一个所述第一电流数据值不小于所述电流阈值时，确定所述第一防爆电缆漏电。

8.一种基于IT系统的防爆输电线路，其特征在于，包括：

至少一个防爆电缆，分别为如权利要求1-3任意一项所述的防爆电缆，且顺序电连接；

至少一个漏电检测装置，分别为权利要求6所述的防爆电缆漏电检测装置，电连接至其中所述防爆电缆。

9.一种防爆输电线路漏电位置检测及识别方法，其特征在于，在如权利要求8所述的基于IT系统的防爆输电线路中，每一个漏电检测装置的所述控制器分别执行以下步骤：

获取相应的多个光耦电路分别检测到的多个第一电流数据值；

判断每一个所述第一电流数据值分别与预设的电流阈值的大小关系；

在判断为任意一个所述第一电流数据值不小于所述电流阈值时，控制相应的导通开关断开；

再次获取所述多个光耦电路分别检测到的多个第二电流数据值；

判断每一个所述第二电流数据值分别与所述电流阈值的大小关系；

在判断为任意一个所述第二电流数据值不小于所述电流阈值时，确定相应的所述漏电检测装置所检测的所述防爆电缆漏电。

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