CN114578269A - 一种电机转子绕组匝间短路检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电机转子绕组匝间短路检测系统及方法，该方法包括如下步骤：获取第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与第一运行电流值相对应的第一运行负载；对第一运行电流值以及第一运行负载进行拟合以获取第一拟合曲线；获取第一电机的实时负载以及实时电流值，根据实时负载以及第一拟合曲线计算第一电机的第一预测电流值；根据实时电流值以及第一预测电流值对第一电机的转子绕组状态进行监测，当实时电流值与第一预测电流值之间的比例值大于预设范围区间最大值时，则判断第一电机转子绕组匝间短路。本发明可以对第一电机转子绕组状态进行实时监控，判断第一电机转子绕组匝间是否存在短路问题。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种立式五轴联动机床。
背景技术
电机转子绕组由于本身性能问题或使用时间过长后，其绝缘性能会逐渐下降，渐而出现匝间短路的问题。轻微的绕组匝间短路对电机运行的不良影响较小。严重的转子绕组匝间短路，则会对电机的安全稳定运行构成巨大的威胁。为保证电机的安全稳定运行，需要对电机转子绕组的健康状态进行监控。
传统的电机转子绕组状态监测方式往往是将转子绕组检测探头固定安装在电机外壳上，对电机转子绕组工作产生的脉冲信号进行检测，并根据脉冲信号以及历史检测数据判断其健康状态。此种监测方法，监测探头安装在电机外壳上，监测探头检测到的脉冲信号的稳定性容易受到电机振动的影响，不便于对电机转子绕组状态进行实时监控。
发明内容
基于此，为了解决传统电机转子绕组状态监测方法不便于对转子绕组状态进行实时监控的问题，本发明提供了一种电机转子绕组匝间短路检测系统及方法，其具体技术方案如下：
一种电机转子绕组匝间短路检测系统，其包括服务器、拟合模块以及检测模块。
所述服务器用于存储第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载。
所述拟合模块用于对所述第一运行电流值以及所述第一运行负载进行拟合以获取第一拟合曲线。
所述检测模块用于获取所述第一电机的实时负载以及实时电流值，根据所述实时负载以及所述第一拟合曲线计算所述第一电机的第一预测电流值，并根据所述实时电流值以及所述第一预测电流值对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则判断第一电机转子绕组匝间短路。
基于所述第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载获取第一拟合曲线，可以根据第一拟合曲线获取所述第一电机在第一运行负载下的转子绕组的第一预测电流。
当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则可以判断第一电机转子绕组出现异常。而当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值大于预设范围区间最大值时，则可以判断第一电机转子绕组匝间短路。
即是说，通过所述电机转子绕组匝间短路检测系统，可以对第一电机转子绕组状态进行实时监控并判断第一电机转子绕组是否存在匝间短路问题，其解决了传统电机转子绕组状态监测方法不便于对转子绕组状态进行实时监控的问题。
进一步地，所述电机转子绕组匝间短路检测系统还包括第一获取模块以及通信模块。
所述第一获取模块用于获取所述第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载。
所述通信模块与所述服务器通信连接，用于将所述第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载反馈至所述服务器。
进一步地，所述服务器还用于存储多个第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载。
所述拟合模块还用于对所述第二运行电流值以及所述第二运行负载进行拟合以获取第二拟合曲线。
所述检测模块还用于根据所述实时负载以及所述第二拟合曲线计算所述第一电机的第二预测电流值，并根据所述实时电流值以及所述第二预测电流值对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，当所述实时电流值与所述第二预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则判断第一电机转子绕组匝间短路。
进一步地，所述电机转子绕组匝间短路检测系统还包括第二获取模块。
所述第二获取模块用于获取多个所述第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载。
其中，所述通信模块还用于将多个所述第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载反馈至所述服务器。
一种电机转子绕组匝间短路检测方法，其包括如下步骤：
S10，获取第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载；
S20，对所述第一运行电流值以及所述第一运行负载进行拟合以获取第一拟合曲线；
S30，获取所述第一电机的实时负载以及实时电流值，根据所述实时负载以及所述第一拟合曲线计算所述第一电机的第一预测电流值；
S40，根据所述实时电流值以及所述第一预测电流值对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则判断第一电机转子绕组匝间短路。
通过所述第一拟合曲线，可以预算到在所述实时负载下的第一电机转子绕组对应的第一预测电流值。通过计算所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值并判断所述比例值是否在预设区间范围内，则可以对第一电机转子绕组状态进行判断。
当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则可以判断第一电机转子绕组出现异常。而当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值大于预设范围区间最大值时，则可以判断第一电机转子绕组匝间短路。
进一步地，所述电机转子绕组匝间短路检测方法还包括如下步骤：
S11，获取多个第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载；
S21，对所述第二运行电流值以及所述第二运行负载进行拟合以获取第二拟合曲线；
S31，根据所述实时负载以及所述第二拟合曲线计算所述第一电机的第二预测电流值；
S41，根据所述实时电流值以及所述第二预测电流值对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，当所述实时电流值与所述第二预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则判断第一电机转子绕组匝间短路。
进一步地，在步骤S21中，对所述第二运行电流值以及所述第二运行负载进行拟合以获取第二拟合曲线前，先对多个第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载进行预处理。
进一步地，所述预处理的具体方法包括如下步骤：
获取多个所述第二电机的环境温度、环境湿度以及总运行时长；
对环境温度不在预设温度范围、环境湿度不在预设湿度范围以及总运行时长不在预设时间范围的所述第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载进行剔除处理。
进一步地，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的电机转子绕组匝间短路检测方法。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例值绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明一实施例中一种电机转子绕组匝间短路检测方法的整体流程示意图；
图2是本发明另一实施例中一种电机转子绕组匝间短路检测方法的整体流程示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
本发明一实施例中的一种电机转子绕组匝间短路检测系统，其包括服务器、拟合模块以及检测模块。所述拟合模块与服务器通信连接。
所述服务器用于存储第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载。所述服务器包括但不限于工控机以及云服务器。
所述第一运行电流值与所述第一运行负载相对应。优选地，在存储第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载至服务器前，先剔除第一运行电流值以及第一运行负载中的异常值。
所述异常值包括故障状态下的第一电机转子绕组的第一运行电流值以及相对应的第一运行负载。
具体而言，所述电机转子绕组匝间短路检测系统还包括第一获取模块以及通信模块。
所述第一获取模块用于获取所述第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载。所述通信模块与所述服务器通信连接，用于将所述第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载反馈至所述服务器。
由于第一电机的第一运行负载的计算方法以及所述第一电机转子绕组的第一运行电流值的获取方法，均属于本领域常规技术手段，故而在此不再赘述。
所述拟合模块用于对所述第一运行电流值以及所述第一运行负载进行拟合以获取第一拟合曲线。
所述检测模块用于获取所述第一电机的实时负载以及实时电流值，根据所述实时负载以及所述第一拟合曲线计算所述第一电机的第一预测电流值，并根据所述实时电流值以及所述第一预测电流值对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则判断第一电机转子绕组匝间短路。
对于处在正常工作状态中的第一电机，其转子绕组的实时电流值会随着第一运行负载的增大而增大。对于同一台处在正常工作状态中并且所述第一运行负载相同的第一电机，转子绕组的工作电流值波动不大。
即是说，对于同一台处在正常工作状态中的第一电机，在相同第一运行负载下工作多次所对应的多个工作电流值会在一个数值上下波动。因此，当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则可以判断第一电机转子绕组出现异常。而当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值大于预设范围区间最大值时，则可以判断第一电机转子绕组匝间短路。
基于所述第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载获取第一拟合曲线，可以根据第一拟合曲线获取所述第一电机在第一运行负载下的转子绕组的第一预测电流。
即是说，通过所述电机转子绕组匝间短路检测系统，可以对第一电机转子绕组状态进行实时监控并判断第一电机转子绕组是否存在匝间短路问题，其解决了传统电机转子绕组状态监测方法不便于对转子绕组状态进行实时监控的问题。
在其中一个实施例中，所述服务器还用于存储多个第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载。
所述拟合模块还用于对所述第二运行电流值以及所述第二运行负载进行拟合以获取第二拟合曲线。
所述检测模块还用于根据所述实时负载以及所述第二拟合曲线计算所述第一电机的第二预测电流值，并根据所述实时电流值以及所述第二预测电流值对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，当所述实时电流值与所述第二预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则判断第一电机转子绕组出现异常；当所述实时电流值与所述第二预测电流值之间的比例值大于预设范围区间最大值时，则可以判断第一电机转子绕组匝间出现短路问题。
具体而言，所述电机转子绕组匝间短路检测系统还包括第二获取模块。
所述第二获取模块用于获取多个所述第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载。
其中，所述通信模块还用于将多个所述第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载反馈至所述服务器。
优选地，所述第一电机以及多个所述第二电机具有相同的规格型号。如此，可以保证第一电机以及第二电机的老化特性相近。如此，当所述第一电机以及多个所述第二电机的负载相同时，第一电机转子绕组的第一运行电流值与多个第二电机转子绕组的第二运行电流值具有可比性且在一个数值上下小幅度波动。
通过对多个所述第二电机的所述第二运行电流值以及所述第二运行负载进行拟合以获取第二拟合曲线，根据所述第一电机对应的所述实时负载以及所述第二拟合曲线计算所述第一电机的第二预测电流值，可以更好地对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，判断第一电机转子绕组是否存在匝间短路问题。
在其中一个实施例中，如图1所示，一种电机转子绕组匝间短路检测方法，其包括如下步骤：
S10，获取第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载。
S20，对所述第一运行电流值以及所述第一运行负载进行拟合以获取第一拟合曲线。
S30，获取所述第一电机的实时负载以及实时电流值，根据所述实时负载以及所述第一拟合曲线计算所述第一电机的第一预测电流值。
S40，根据所述实时电流值以及所述第一预测电流值对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则判断第一电机转子绕组匝间短路。
在所述第一运行负载相同的情况下，当所述第一电机转子匝间发生短路时，短路前后的所述第一运行电流值将会发生变化。一般而言，在所述第一运行负载相同的情况下，短路后的所述第一电机转子绕组的第一运行电流值会比短路前的所述第一电机转子绕组的第一运行电流值要大。
通过所述第一拟合曲线，可以预算到在所述实时负载下的第一电机转子绕组对应的第一预测电流值。通过计算所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值并判断所述比例值是否在预设区间范围内，则可以对第一电机转子绕组状态进行判断。
具体地，当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则可以判断第一电机转子绕组出现异常。而当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值大于预设范围区间最大值时，则可以判断第一电机转子绕组匝间短路。
在其中一个实施例中，如图2所示，所述电机转子绕组匝间短路检测方法还包括如下步骤：
S11，获取多个第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载；
S21，对所述第二运行电流值以及所述第二运行负载进行拟合以获取第二拟合曲线；
S31，根据所述实时负载以及所述第二拟合曲线计算所述第一电机的第二预测电流值；
S41，根据所述实时电流值以及所述第二预测电流值对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，当所述实时电流值与所述第二预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则判断第一电机转子绕组匝间短路。
优选地，在步骤S21中，对所述第二运行电流值以及所述第二运行负载进行拟合以获取第二拟合曲线前，先对多个第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载进行预处理。
在其中一个实施例中，所述预处理的具体方法包括如下步骤：
获取多个所述第二电机的环境温度、环境湿度以及总运行时长；
对环境温度不在预设温度范围、环境湿度不在预设湿度范围以及总运行时长不在预设时间范围的所述第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载进行剔除处理。
通过所述预处理，可以保证多个所述第二电机具有相同的工作环境，以保证根据根据所述第二运行电流值以及所述第二运行负载进行拟合以获取的第二拟合曲线与第一电机具有很强的相关性。如此，则可以提高利用所述第二拟合曲线对第一电机转子绕组匝间状态监测的准确度。
当然，为了进一步提高对第一电机转子绕组匝间状态监测的准确度，所述预处理的具体方法还可以包括：对多个第二电机的第二运行负载进行筛选，每个第二电机包括多个第二运行负载，对每个所述第二电机的多个运行负载不再预设负载范围的第二运行电流值以及相对应的第二运行负载进行剔除处理。如此一来，则可以确保多个第二电机工作时的第二运行负载均在合理范围，避免因若干个第二电机的第二运行负载过大而导致第二电机转子绕组匝间出现老化短路异常状况，进而影响利用所述第二拟合曲线对第一电机转子绕组匝间状态监测的准确度。
在其中一个实施例中，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的电机转子绕组匝间短路检测方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种电机转子绕组匝间短路检测系统，其特征在于，所述电机转子绕组匝间短路检测系统包括：
服务器，用于存储第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载；
拟合模块，用于对所述第一运行电流值以及所述第一运行负载进行拟合以获取第一拟合曲线；
检测模块，用于获取所述第一电机的实时负载以及实时电流值，根据所述实时负载以及所述第一拟合曲线计算所述第一电机的第一预测电流值，并根据所述实时电流值以及所述第一预测电流值对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值大于预设范围区间最大值时，则判断第一电机转子绕组匝间短路。
2.如权利要求1所述的一种电机转子绕组匝间短路检测系统，其特征在于，所述电机转子绕组匝间短路检测系统还包括：
第一获取模块，用于获取所述第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载；
通信模块，与所述服务器通信连接，用于将所述第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载反馈至所述服务器。
3.如权利要求2所述的一种电机转子绕组匝间短路检测系统，其特征在于：
所述服务器还用于存储多个第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载；
所述拟合模块还用于对所述第二运行电流值以及所述第二运行负载进行拟合以获取第二拟合曲线；
所述检测模块还用于根据所述实时负载以及所述第二拟合曲线计算所述第一电机的第二预测电流值，并根据所述实时电流值以及所述第二预测电流值对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，当所述实时电流值与所述第二预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则判断第一电机转子绕组匝间短路。
4.如权利要求3所述的一种电机转子绕组匝间短路检测系统，其特征在于，所述电机转子绕组匝间短路检测系统还包括：
第二获取模块，用于获取多个所述第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载；
其中，所述通信模块还用于将多个所述第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载反馈至所述服务器。
5.一种电机转子绕组匝间短路检测方法，其特征在于，所述电机转子绕组匝间短路检测方法包括如下步骤：
S10，获取第一电机转子绕组的第一运行电流值以及与所述第一运行电流值相对应的第一运行负载；
S20，对所述第一运行电流值以及所述第一运行负载进行拟合以获取第一拟合曲线；
S30，获取所述第一电机的实时负载以及实时电流值，根据所述实时负载以及所述第一拟合曲线计算所述第一电机的第一预测电流值；
S40，根据所述实时电流值以及所述第一预测电流值对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，当所述实时电流值与所述第一预测电流值之间的比例值大于预设范围区间最大值时，则判断第一电机转子绕组匝间短路。
6.如权利要求5所述的一种电机转子绕组匝间短路检测方法，其特征在于，所述电机转子绕组匝间短路检测方法还包括如下步骤：
S11，获取多个第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载；
S21，对所述第二运行电流值以及所述第二运行负载进行拟合以获取第二拟合曲线；
S31，根据所述实时负载以及所述第二拟合曲线计算所述第一电机的第二预测电流值；
S41，根据所述实时电流值以及所述第二预测电流值对所述第一电机的转子绕组状态进行监测，当所述实时电流值与所述第二预测电流值之间的比例值不在预设范围区间内时，则判断第一电机转子绕组匝间短路。
7.如权利要求6所述的一种电机转子绕组匝间短路检测方法，其特征在于，在步骤S21中，对所述第二运行电流值以及所述第二运行负载进行拟合以获取第二拟合曲线前，先对多个第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载进行预处理。
8.如权利要求7所述的一种电机转子绕组匝间短路检测方法，其特征在于，所述预处理的具体方法包括如下步骤：
获取多个所述第二电机的环境温度、环境湿度以及总运行时长；
对环境温度不在预设温度范围、环境湿度不在预设湿度范围以及总运行时长不在预设时间范围的所述第二电机转子绕组的第二运行电流值以及与所述第二运行电流值相对应的第二运行负载进行剔除处理。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5-8任意一项所述的电机转子绕组匝间短路检测方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210167888.2A CN114578269A (zh) | 2022-02-23 | 2022-02-23 | 一种电机转子绕组匝间短路检测系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202210167888.2A CN114578269A (zh) | 2022-02-23 | 2022-02-23 | 一种电机转子绕组匝间短路检测系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114578269A true CN114578269A (zh) | 2022-06-03 |
Family
ID=81773846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210167888.2A Pending CN114578269A (zh) | 2022-02-23 | 2022-02-23 | 一种电机转子绕组匝间短路检测系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114578269A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023159770A1 (zh) * | 2022-02-22 | 2023-08-31 | 华能铜川照金煤电有限公司 | 电机转子绕组状态检测系统及方法 |
-
2022
- 2022-02-23 CN CN202210167888.2A patent/CN114578269A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023159770A1 (zh) * | 2022-02-22 | 2023-08-31 | 华能铜川照金煤电有限公司 | 电机转子绕组状态检测系统及方法 |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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