CN114965858A - 一种电缆槽盒耐火性能测试方法及装置 - Google Patents

一种电缆槽盒耐火性能测试方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电缆槽盒耐火性能测试方法及装置，其中的方法包括以下步骤：S1、在待测电缆槽盒内铺设电缆，电缆呈U型布置，布置测温元件；S2、将待测电缆槽盒安装在耐火测试炉室中；S3、电阻测量仪对电缆的电缆绝缘电阻值进行测量；温度测量仪对电缆槽盒及电缆进行温度检测；S4、运行耐火测试炉室，开始测试；S5、记录待测电缆槽盒温度、电缆温度及电缆绝缘电阻值，判断电缆失效，测试结束；S6、结合待测电缆槽盒温度、电缆温度及电缆失效过程中的电缆绝缘电阻值的常对数值，分析待测电缆槽盒的耐火性能。本发明的测试方法安全可靠，操作简单，且成本低，有利于准确分析电缆槽盒的耐火性能。

Description

一种电缆槽盒耐火性能测试方法及装置
技术领域
本发明属于防火测试技术领域，具体涉及一种电缆槽盒耐火性能测试方法及装置。
背景技术
随着对建筑物和公共设施的消防安全要求的提高，电缆的防火性能愈发重要，特别是一些关键线路的线缆，一旦在火灾中过早破坏，会导致严重后果。当发生火灾时，部分与安全、应急设备相连接的关键电缆则会成为应急系统的薄弱点，因此，提升这类关键电缆的耐火能力具有重要意义。
通常电缆布置在防火电缆槽盒内，电缆槽盒的耐火性能直接影响电缆的安全。对于电缆槽盒的耐火性能测试，国家标准GA/T 537-2005《母线干线系统(母线槽)阻燃、防火、耐火性能的试验方法》给出了如下2种判定方法：(1)在电缆测试电路中接入一台三相变压器，同时接一支3A熔丝，接通电源调节变压器至额定电压，使电流为0.25A，受火实验中如果熔丝熔断，则说明该电缆槽盒中的电缆失效；(2)在电缆测试电路中设置一台三相变压器，同时接入一支灯泡，接通电源后调节变压器至灯泡额定电压，受火实验中若灯泡熄灭，即表明该电缆槽盒内部电缆失效。
上述两种测试方法虽然能较为直接且准确地反应电缆槽盒内电缆的运行情况，但是在测试过程中需要对电缆施加较高电压，电缆失效过程中可能会存在漏电现象，因此测试过程中存在一定的危险。同时由于电缆漏电，导致不能使用热电偶对电缆和电缆槽盒的实时温度进行测量，影响对电缆和电缆槽盒的防火保护措施进行有效性的分析。此外，上述两种测试方式，在测试过程中均需要将电缆槽盒穿过试验炉炉室，耐火测试时需要采用很长的电缆，增加了测试难度和测试成本。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种电缆槽盒耐火性能测试方法，该测试方法安全可靠，操作简单，且成本低，有利于准确分析电缆槽盒的耐火性能。
本发明的另一目的在于提供一种电缆槽盒耐火性能测试装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电缆槽盒耐火性能测试方法，包括以下步骤：
S1、在待测电缆槽盒内铺设电缆，并在所述待测电缆槽盒内以及所述待测电缆槽盒内的电缆表面均布置测温元件；其中，所述待测电缆槽盒的一端为测试端，另一端为受火端；所述待测电缆槽盒内的电缆呈U型布置，所述电缆的两端从所述待测电缆槽盒的测试端延伸至外部，所述电缆的弯折端位于所述待测电缆槽盒内；
S2、将所述待测电缆槽盒安装在耐火测试炉室中；所述待测电缆槽盒的测试端设置在所述耐火测试炉室外，所述待测电缆槽盒的受火端位于所述耐火测试炉室内，且所述受火端与所述耐火测试炉室的喷火口对应；
S3、利用延伸至所述待测电缆槽盒外的电缆两端，将所述电缆接入绝缘电阻测试电路，并采用电阻测量仪对所述电缆的电缆绝缘电阻值进行测量；同时，将所述待测电缆槽盒表面以及所述待测电缆槽盒内的电缆表面的测温元件均接入温度测量仪，通过所述温度测量仪对所述电缆槽盒及内部的电缆进行温度检测；
S4、运行所述耐火测试炉室，所述耐火测试炉室的喷火口对所述待测电缆槽盒的受火端喷火，开始进行耐火测试；所述温度测量仪和所述电阻测量仪持续进行测量工作；
S5、记录所述待测电缆槽盒的温度、所述待测电缆槽盒内的电缆的温度以及所述电缆绝缘电阻值，选取所述电缆绝缘电阻值的常对数值反映所述电缆的失效过程，并当所述电缆绝缘电阻值的常对数值小于预设值时，判断所述待测电缆槽盒内的电缆失效，耐火测试结束，所述耐火测试炉室停止运行；
S6、结合步骤S5中所记录的所述待测电缆槽盒的温度、所述待测电缆槽盒内的电缆的温度以及所述电缆失效过程中的所述电缆绝缘电阻值的常对数值，分析得出所述待测电缆槽盒的耐火性能情况。
作为优选，所述步骤S1中，先在所述待测电缆槽盒外进行防火保护措施，待养护完成后，再进行电缆铺设。
作为优选，所述步骤S1中，在完成电缆铺设和测温元件布置后，在所述受火端进行防火密封处理，确保耐火测试过程中火焰无法进入所述待测电缆槽盒内。
作为优选，所述步骤S2中，在所述耐火测试炉室内设置炉内支撑结构，通过所述炉内支撑结构对所述待测电缆槽盒的受火端进行支撑。
作为优选，所述步骤S3中，利用延伸至所述待测电缆槽盒外的电缆两端，将所述电缆接入绝缘电阻测试电路，并采用电阻测量仪对所述电缆的电缆绝缘电阻值进行测量，包括：
将所述电缆内的所有导线均接入绝缘电阻测试电路；
所述电缆绝缘电阻值包括所述电缆内的两导线间绝缘电阻值、所述电缆与待测电缆槽盒间绝缘电阻值；采用所述电阻测量仪对所述电缆内的两导线间绝缘电阻值、电缆与待测电缆槽盒间绝缘电阻值进行测量。
作为优选，所述步骤S1中，在待测电缆槽盒内铺设的电缆至少两条，铺设的电缆包括动力电缆和控制电缆；
所述步骤S3中，将所述动力电缆和所述控制电缆分别接入绝缘电阻测试电路，并采用所述电阻测量仪对所述动力电缆和所述控制电缆的电缆绝缘电阻值进行测量；同时，还采用所述电阻测量仪对所述动力电缆和所述控制电缆之间的绝缘电阻值进行测量。
作为优选，所述待测电缆槽盒内的电缆的弯折端与所述待测电缆槽盒的受火端的距离为200mm-300mm。
作为优选，所述步骤S5中，当所述电缆绝缘电阻值的常对数值小于预设值时，判断所述待测电缆槽盒内的电缆失效；其中，所述预设值为7。
一种电缆槽盒耐火性能测试装置，包括耐火测试炉室和测量组件；所述耐火测试炉室内的一侧作为支撑安装墙，所述支撑安装墙上设有若干个用于安装待测电缆槽盒的安装孔，所述耐火测试炉室中与所述支撑安装墙相对的一侧设有喷火组件；所述测量组件包括用于测量待测电缆槽盒和待测电缆槽盒内电缆的温度的温度测量仪以及用于测量待测电缆槽盒内电缆的电缆绝缘电阻值的电阻测量仪；所述待测电缆槽盒内的电缆呈U型布置，且电缆的两端通过待测电缆槽盒的测试端延伸至外部。
作为优选，所述待测电缆槽盒的测试端延伸至所述耐火测试炉室外，所述待测电缆槽盒的受火端位于所述耐火测试炉室内且与所述喷火组件对应；所述耐火测试炉室内设有用于支撑所述待测电缆槽盒的受火端的炉内支撑结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的电缆槽盒耐火性能测试方法，将电缆呈U型布置在待测电缆槽盒内，便于测量元器件与电缆的连接，并且无需电缆通电即可完成测试，降低测试成本，且检测位置位于处于耐火测试炉室外，操作简单方便，有利于提高测试效率和测试质量。
2、火灾条件下电缆绝缘电阻的变化基本上分为以下阶段：第一段是绝缘电阻保持高于109Ω，接着绝缘电阻在某个时间点突然下降一个数量级，这个点可以称为下降点。之后绝缘电阻连续下降一段时间，在绝缘电阻值接近临界值105Ω时的某个时间点，绝缘电阻再次突然下降，瞬间降至10Ω左右，即发生短路，这个点可以称为失效点。由于火灾下电缆绝缘电阻临近105Ω时，十分接近短路，将其作为失效判定方法不够安全有效。若在绝缘电阻值减小一个数量级的情况下认定电缆失效则过于保守；因为电缆绝缘电阻在下降点和失效点之间时，电缆仍能保持运行一段时间，所以不能准确有效反映电缆的实际失效时间。由此可见，电缆的绝缘电阻从完好到破坏的过程中，电阻值变化巨大，若直接以电阻值反映其失效过程，其中的失效临界点不明显。
而本发明则创新地将电缆绝缘电阻值的常对数值作为电缆失效过程参考值，在对电缆绝缘电阻值取常对数后，其变化趋势可以很直观地反映电缆的失效情况，同时经过大量实验数据验证后，优选地以绝缘电阻值的常对数＜7(即电缆绝缘电阻值下降两个数量级)作为失效判定依据，能够准确地判断电缆是否已经失效。与此同时，结合温度测量仪对待测电缆槽盒及电缆的温度实时监测，从而能够准确、高效且方便地测试测得电缆槽盒的耐火性能情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，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为本发明的一种电缆槽盒耐火性能测试装置的立体图。
图2为本发明的一种电缆槽盒耐火性能测试装置的侧视剖面图。
图3为本发明的一种电缆槽盒耐火性能测试装置的电缆槽盒内的电缆布置示意图(电缆槽盒内只有一条电缆)。
图4为采用本发明的一种电缆槽盒耐火性能测试方法，对电缆槽盒进行耐火性能测试过程中的温度、电缆绝缘电阻对数值-时间曲线图。
其中：
1-耐火测试炉室，2-待测电缆槽盒，3-烟道，4-支撑安装墙，5-电缆，6-测温元件，7-防火棉，8-温度测量仪，9-电阻测量仪，10-炉内支撑结构，11-安装孔，12-烧嘴。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
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。
实施例1
参见图1-图4，本实施例公开一种电缆槽盒耐火性能测试方法，包括以下步骤：
S1、在所述待测电缆槽盒2外进行防火保护措施，具体为：在待测电缆槽盒2外表面喷涂防火涂料，待养护完成后，在待测电缆槽盒2内铺设两条电缆5，并在所述待测电缆槽盒2内以及所述待测电缆槽盒2内的电缆5表面均布置测温元件6。
本实施例中，在待测电缆槽盒2内铺设的两条电缆5分别为动力电缆和控制电缆。防火涂料包括非膨胀型防火涂料和膨胀型防火涂料。本实施例所采用的电缆槽盒的尺寸为200mm×100mm×1800mm的2mm厚热浸锌铝板。所述测温元件6为热电偶，测温元件6可在电缆槽盒的背火底面中心处和电缆5表面布置多组，用以测试电缆槽盒内表面和电缆5表面温度，以研究电缆线发生失效点的位置和失效温度。电缆槽盒是否采取防火措施根据电缆槽盒实际情况确定。
其中，所述待测电缆槽盒2的一端为测试端，另一端为受火端；所述待测电缆槽盒2内的两条电缆5均呈U型布置，两条所述电缆5的两端从所述待测电缆槽盒2的测试端延伸至外部，所述电缆5的弯折端位于所述待测电缆槽盒2内，且两条电缆5的弯折端离所述待测电缆槽盒2的受火端距离为250mm。
电缆5铺设完成后，在待测电缆槽盒2的受火端处采用防火棉7进行严密包裹，确保测试时火焰无法侵入电缆槽盒内部或者烧烤电缆槽盒的铝板，避免电缆槽盒内温度比实际火灾情况偏高。
S2、将所述待测电缆槽盒2安装在耐火测试炉室1中。具体地，将待测电缆槽盒2安装在耐火测试炉室1的支撑安装墙4上的安装孔11中，并让所述待测电缆槽盒2的测试端设置在所述耐火测试炉室1外，所述待测电缆槽盒2的受火端位于所述耐火测试炉室1内，且所述受火端与所述耐火测试炉室1的喷火口对应，同时在耐火测试炉室1中设置炉内支撑结构10，对待测电缆槽盒2的受火端起到支撑作用，提高待测电缆槽盒2稳定性，避免待测电缆槽盒2弯曲。
此外，在待测电缆槽盒2与所述安装孔11的缝隙处用防火棉7密封，防止漏火。
S3、利用延伸至所述待测电缆槽盒2外的电缆5两端，将两条电缆5的所有导线均接入绝缘电阻测试电路，并采用电阻测量仪9对两条电缆5的电缆绝缘电阻值进行测量；同时，将所述待测电缆槽盒2表面以及所述待测电缆槽盒2内的两条电缆5表面的测温元件6均接入温度测量仪8，通过所述温度测量仪8对所述电缆槽盒及内部的电缆5进行温度检测。
进一步地，关于电阻测量仪9对两条电缆5的电缆绝缘电阻值进行测量，其中的电缆绝缘电阻值包括两条电缆内部的两导线间绝缘电阻值、两条电缆分别与待测电缆槽盒2间绝缘电阻值、两条电缆之间的绝缘电阻值。本实施例中，可根据实际情况，将需要测量的绝缘电阻通过导线和接线端子接入电阻测量仪9；其中所选择需要测量的电缆绝缘电阻，可以为一个，也可以为多个。
实际火灾中，电缆5内部的各导线之间的绝缘失效时间稍有差异，为了及时发现电缆5的绝缘失效，所以将电缆5内所有的导线都接入绝缘电阻测试电路中。另外，由于一根电缆5内部设有多股导线，因此可根据需要对多股导线之间的绝缘电阻进行测量，本实施例的电阻测量仪9可采用多通道的电阻测量仪9，以此更全面和更方便地判断电缆5的绝缘失效情况。
S4、启动电阻测量仪9和温度测量仪8，检查仪器能否正常工作，随后运行所述耐火测试炉室1，所述耐火测试炉室1的喷火口对所述待测电缆槽盒2的受火端喷火，开始进行耐火测试；所述温度测量仪8和所述电阻测量仪9持续进行测量工作。测试过程中，采用的升温曲线为ISO-834标准升温曲线。
S5、在耐火测试过程中，记录所述待测电缆槽盒2的温度、所述待测电缆槽盒2内的电缆5的温度以及所测量的电缆绝缘电阻值，选取所测量的电缆绝缘电阻值的常对数值反映所述电缆5的失效过程，根据电缆绝缘电阻值的常对数值的变化判断所述待测电缆槽盒2内的电缆5是否失效，若判断电缆5失效，则耐火测试结束，所述耐火测试炉室1停止运行。
在对待测电缆槽盒2内的电缆5是否失效进行判断时，可设定预设值为7，当所述电缆绝缘电阻值的常对数值小于预设值时，则判断为失效；如果所测量的电缆绝缘电阻值包含多个时，可根据经验及实际情况，结合预设值的比较，综合判断待测电缆槽盒2内的电缆是否已经失效。
本实施例中的预设值为7，将其作为电缆失效判断依据。
S6、耐火测试结束后，根据步骤S5中所记录的所述待测电缆槽盒2的温度、所述待测电缆槽盒2内的电缆5的温度以及电缆失效过程中所测量的电缆绝缘电阻值的常对数值，分析得出所述待测电缆槽盒2的耐火性能情况，如图4所示。
参见图1-图3，本实施例还公开一种电缆槽盒耐火性能测试装置，包括耐火测试炉室1和测量组件；所述耐火测试炉室1内的一侧作为支撑安装墙4，所述支撑安装墙4上设有若干个用于安装待测电缆槽盒2的安装孔11，所述耐火测试炉室1中与所述支撑安装墙4相对的一侧设有喷火组件；所述测量组件包括用于测量待测电缆槽盒2和待测电缆槽盒2内电缆的温度的温度测量仪8以及用于测量待测电缆槽盒2内电缆5的电缆绝缘电阻值的电阻测量仪9；所述待测电缆槽盒2内的电缆5呈U型布置，且电缆5的两端通过待测电缆槽盒2的测试端延伸至外部。本实施例的耐火测试炉室1的顶部设有烟道3，用于排烟。所述喷火组件包括多个烧嘴12，沿着竖向方向等间距排列设置。
参见图1，本实施例中，所述支撑安装墙4为预制混凝土砖墙，所述安装孔11设置有多个，具体为6个。因此，在上述电缆槽盒耐火性能测试方法中，可在一次测试实验中同时进行6个电缆槽盒的耐火性能测试，测试效率明显提高。当然，安装孔11的数量以及电缆槽盒的同步测试数量可根据实际情况而定。
参见图1-图2，，所述待测电缆槽盒2的测试端延伸至所述耐火测试炉室1外，所述待测电缆槽盒2的受火端位于所述耐火测试炉室1内且与所述喷火组件对应；所述耐火测试炉室1内设有用于支撑所述待测电缆槽盒2的受火端的炉内支撑结构10。本实施例中，所述炉内支撑结构10为加气砌块及防火棉7，为电缆槽盒在炉内的受火端尽头提供稳定支撑，防止待测电缆槽盒2因自重弯曲，与支撑安装墙4形成配合，有效地将待测电缆槽盒2稳定支撑在耐火测试炉室1内。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电缆槽盒耐火性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在待测电缆槽盒内铺设电缆，并在所述待测电缆槽盒内以及所述待测电缆槽盒内的电缆表面均布置测温元件；其中，所述待测电缆槽盒的一端为测试端，另一端为受火端；所述待测电缆槽盒内的电缆呈U型布置，所述电缆的两端从所述待测电缆槽盒的测试端延伸至外部，所述电缆的弯折端位于所述待测电缆槽盒内；
S2、将所述待测电缆槽盒安装在耐火测试炉室中；所述待测电缆槽盒的测试端设置在所述耐火测试炉室外，所述待测电缆槽盒的受火端位于所述耐火测试炉室内，且所述受火端与所述耐火测试炉室的喷火口对应；
S3、利用延伸至所述待测电缆槽盒外的电缆两端，将所述电缆接入绝缘电阻测试电路，并采用电阻测量仪对所述电缆的电缆绝缘电阻值进行测量；同时，将所述待测电缆槽盒表面以及所述待测电缆槽盒内的电缆表面的测温元件均接入温度测量仪，通过所述温度测量仪对所述电缆槽盒及内部的电缆进行温度检测；
S4、运行所述耐火测试炉室，所述耐火测试炉室的喷火口对所述待测电缆槽盒的受火端喷火，开始进行耐火测试；所述温度测量仪和所述电阻测量仪持续进行测量工作；
S5、记录所述待测电缆槽盒的温度、所述待测电缆槽盒内的电缆的温度以及所述电缆绝缘电阻值，选取所述电缆绝缘电阻值的常对数值反映所述电缆的失效过程，并当所述电缆绝缘电阻值的常对数值小于预设值时，判断所述待测电缆槽盒内的电缆失效，耐火测试结束，所述耐火测试炉室停止运行；
S6、结合步骤S5中所记录的所述待测电缆槽盒的温度、所述待测电缆槽盒内的电缆的温度以及所述电缆失效过程中的所述电缆绝缘电阻值的常对数值，分析得出所述待测电缆槽盒的耐火性能情况。
2.根据权利要求1所述的电缆槽盒耐火性能测试方法，其特征在于，所述步骤S1中，先在所述待测电缆槽盒外进行防火保护措施，待养护完成后，再进行电缆铺设。
3.根据权利要求2所述的电缆槽盒耐火性能测试方法，其特征在于，所述步骤S1中，在完成电缆铺设和测温元件布置后，在所述受火端进行防火密封处理，确保耐火测试过程中火焰无法进入所述待测电缆槽盒内。
4.根据权利要求1所述的电缆槽盒耐火性能测试方法，其特征在于，所述步骤S2中，在所述耐火测试炉室内设置炉内支撑结构，通过所述炉内支撑结构对所述待测电缆槽盒的受火端进行支撑。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电缆槽盒耐火性能测试方法，其特征在于，所述步骤S3中，利用延伸至所述待测电缆槽盒外的电缆两端，将所述电缆接入绝缘电阻测试电路，并采用电阻测量仪对所述电缆的电缆绝缘电阻值进行测量，包括：
将所述电缆内的所有导线均接入绝缘电阻测试电路；
所述电缆绝缘电阻值包括所述电缆内的两导线间绝缘电阻值、所述电缆与待测电缆槽盒间绝缘电阻值；采用所述电阻测量仪对所述电缆内的两导线间绝缘电阻值、电缆与待测电缆槽盒间绝缘电阻值进行测量。
6.根据权利要求1或5所述的电缆槽盒耐火性能测试方法，其特征在于，所述步骤S1中，在待测电缆槽盒内铺设的电缆至少两条，铺设的电缆包括动力电缆和控制电缆；
所述步骤S3中，将所述动力电缆和所述控制电缆分别接入绝缘电阻测试电路，并采用所述电阻测量仪对所述动力电缆和所述控制电缆的电缆绝缘电阻值进行测量；同时，还采用所述电阻测量仪对所述动力电缆和所述控制电缆之间的绝缘电阻值进行测量。
7.根据权利要求1所述的电缆槽盒耐火性能测试方法，其特征在于，所述待测电缆槽盒内的电缆的弯折端与所述待测电缆槽盒的受火端的距离为200mm-300mm。
8.根据权利要求1所述的电缆槽盒耐火性能测试方法，其特征在于，所述步骤S5中，当所述电缆绝缘电阻值的常对数值小于预设值时，判断所述待测电缆槽盒内的电缆失效；其中，所述预设值为7。
9.一种实现权利要求1-8任一项所述的电缆槽盒耐火性能测试方法的电缆槽盒耐火性能测试装置，其特征在于，包括耐火测试炉室和测量组件；所述耐火测试炉室内的一侧作为支撑安装墙，所述支撑安装墙上设有若干个用于安装待测电缆槽盒的安装孔，所述耐火测试炉室中与所述支撑安装墙相对的一侧设有喷火组件；所述测量组件包括用于测量待测电缆槽盒和待测电缆槽盒内电缆的温度的温度测量仪以及用于测量待测电缆槽盒内电缆的电缆绝缘电阻值的电阻测量仪；所述待测电缆槽盒内的电缆呈U型布置，且电缆的两端通过待测电缆槽盒的测试端延伸至外部。
10.根据权利要求9所述的电缆槽盒耐火性能测试装置，其特征在于，所述待测电缆槽盒的测试端延伸至所述耐火测试炉室外，所述待测电缆槽盒的受火端位于所述耐火测试炉室内且与所述喷火组件对应；所述耐火测试炉室内设有用于支撑所述待测电缆槽盒的受火端的炉内支撑结构。
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