CN200990455Y - 具有寿命终止检测功能的漏电保护插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有寿命终止检测功能的漏电保护插座，其特征在于：在插座电路板上增设有一对与电源输出端相连的弹性金属片，金属片上设有一对动触头；电源输出导体上设有两对静触头；电源输出导体上的两对静触头分别与电源输入金属片上的动触头和弹性金属片上的动触头相对应，构成两组四对开关。在电路板上还设有一跳闸装置，它可使插座脱扣/跳闸，切断插座电源输出。在电路板上还增设有寿命终止检测电路，在插座上电后，自动检测插座内各元器件，如果发现插座寿命终止，将阻止复位按钮复位，使插座的负载端和插座表面的电源输出孔均无电源输出。本实用新型功能强劲、安全性好，使用安全，可确实保证使用者的人身安全和电器安全。

Description

具有寿命终止检测功能的漏电保护插座

技术领域

本实用新型涉及一种漏电保护插座，尤指一种具有寿命终止检测功能和强行机械脱扣功能的漏电保护插座。

背景技术

随着漏电保护插座(简称GFCI)产业的不断发展，人们对漏电保护插座的使用安全性要求越来越高。希望在漏电保护插座使用过程中，当它寿命终止时即已经失去保护功能或其零配件故障失效时，能够及时提醒使用者，更换新产品。然而，目前市场上还未见到一款漏电保护插座，当其寿命终止时，可以阻止复位按钮复位，使漏电保护插座的负载输出端和插座表面的单相三线电源输出插孔均不带电，避免因漏电保护插座已寿命终止但其负载输出端和插座表面的单相三线电源输出插孔仍有电源输出，导致在出现漏电现象时引起的使用者触电身亡事故的发生。

发明内容

鉴于上述原因，本实用新型的主要目的是提供一种具有寿命终止检测功能的漏电保护插座。当漏电保护插座寿命终止时，该漏电保护插座可以阻止复位按钮复位，使漏电保护插座的负载输出端和插座表面的单相三线电源输出插孔均不带电，避免在出现漏电现象时因漏电保护插座寿命终止但其仍有电源输出导致的使用者触电身亡事故的发生。

本实用新型的另一目的是提供一种具有机械脱扣功能的漏电保护插座。当漏电保护插座内的元器件发生故障时，可通过机械方式使漏电保护插座跳闸/脱扣，强行切断其电源输出。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种具有寿命终止检测功能的漏电保护插座，它由壳体、安装在壳体内的可实现漏电保护插座有/无电力输出以及自动检测漏电保护插座是否寿命终止的电路板构成；

在所述壳体内的绝缘中层支架的两侧安装有一电源火线输出导体和一电源零线输出导体；在电源输出导体的两端，与所述上盖电源输出插孔的零线孔、火线孔相对应处设有片状夹子叶翅；在每一个电源输出导体上分别设有两个静触头，形成两对静触头；

在所述电路板上安装有一对弹性电源零线、火线输入金属片、电源零线、火线输出端、用于检测漏电电流的差动微分变压器、控制该弹性电源零线、火线输入金属片与插座电源输出导体、电源零线、火线输出端是否接触的跳闸装置和设置在电路板上方与电源零线、火线输出端焊接在一起的一对弹性金属片；

所述弹性电源零线、火线输入金属片的一端穿过所述差动微分变压器与电源零线、火线输入接线螺钉相连，焊接在电路板的一端；弹性电源零线、火线输入金属片的另一端分别设有一对动触头，该对动触头与所述电源输出导体上的一对静触头相对应；所述两条弹性金属片的一端与所述电源输出端一起焊接在电路板上，另一端设有一对动触头，该对动触头与所述电源输出导体上的另一对静触头相对应，构成两组四对电源开关。

所述跳闸装置包括脱扣器、锁扣、锁扣弹簧、脱扣杠杆和脱扣线圈；

所述脱扣器为一柱体，位于复位按钮的下方，其顶部设有一纵向中央穿孔；其左右两侧向外延伸形成提臂；所述弹性电源输入金属片和弹性金属片位于该脱扣器两侧提臂的上方，并且，电源零线输入金属片上的动触头与弹性金属片上的动触头在脱扣器侧面提臂上方的位置是相互交叉的；电源火线输入金属片上的动触头与另一弹性金属片上的动触头在脱扣器侧面提臂上方的位置也是相互交叉的；

在脱扣器的下部、横穿脱扣器设有一可移动的由金属材料制成的倒“L”型锁扣，在锁扣的顶面也设有一穿孔；

在脱扣器的侧壁与锁扣侧壁之间设有一圆形槽，内置有一锁扣弹簧；在锁扣侧壁的外侧设有一内置有活动铁芯的脱扣线圈；脱扣线圈内置的活动铁芯正对着锁扣的侧壁；

在锁扣顶面端部设有一孔，在孔内穿有一“7”字型脱扣杠杆，该脱扣杠杆的顶面位于漏电保护插座测试按钮下方；

所述脱扣器、锁扣、锁扣弹簧和脱扣杠杆相互衔接成为一个可自由活动的整体。

在所述脱扣器的底面与电路板之间设有一由弹性金属材料制成的弹性开锁开关；该开锁开关的一端经电阻与电路板上的整流电路输出的直流电源的正极相连，另一端固定在电路板上，通过电路板与控制所述脱扣线圈是否带电产生磁场的可控硅的控制极相连。

在漏电保护插座测试按钮的下方设有一测试弹性金属片；测试弹性金属片的一端位于测试按钮的下方，另一端与电源火线输出导体相连；在测试弹性金属片的下面设有一漏电测试电阻相连，漏电测试电阻焊接在电路板上与电源输入端的零线相连。

在所述弹性电源输入金属片动触头和弹性金属片的下方设有限位档片。

由于本实用新型采用以上技术方案，使得本实用新型不仅具有漏电保护功能，而且，在漏电保护插座寿命终止时，可以阻止复位按钮被复位，从而，使漏电保护插座的负载输出端和插座表面的单相三线电源输出插孔均不带电，避免在出现漏电现象时因漏电保护插座寿命终止或其内部元器件出现故障不能正常工作，但其仍有电源输出导致的使用者触电身亡事故的发生。另外，当漏电保护插座内的某个零配件故障时，特别是当脱扣线圈故障无法正常工作时，可以通过按压测试按钮通过机械方式强行切断插座的电源输出。本实用新型功能强劲、安全性好，使用安全，可确实保证使用者的人身安全和电器安全。

附图说明

图1为本实用新型立体分解结构示意图

图2为本实用新型的主视图

图3为本实用新型去掉上盖后的主视图

图4为本实用新型电路板上各组件位置关系示意图

图5-1为图3的C-C局部剖视图，插座复位启动状态示意图

图5-2为图3的C-C局部剖视图，插座正常工作状态示意图

图5-3为图3的C-C局部剖视图，按压测试按钮插座跳闸状态示意图

图5-4为图3的C-C局部剖视图，按压测试按钮使插座强行脱扣状态示意图

图6为图3的A-A局部剖视图

图7为本实用新型寿命终止检测电路具体电路图和电路板上元器件电气连接图

具体实施方式

如图1所示，本实用新型公开的漏电保护插座主要由壳体、安装在壳体内的可实现漏电保护插座有/无电力输出以及自动检测漏电保护插座是否寿命终止的电路板构成。

所述壳体由上盖2、绝缘中层支架3和底座4组合而成；在上盖2和中层支架3之间设有金属接地安装板1；在中层支架3和底座4之间安装有电路板18。

如图1、图2所示，在上盖2上开有电源输出插孔5、6，复位按钮孔8-A，测试按钮孔7-A和状态指示灯孔30-A。在复位按钮孔8-A和测试按钮孔7-A内设置有复位按钮(RESET)8和测试按钮(TEST)7，复位按钮8和测试按钮7穿过金属接地安装板1和中层支架3与电路板18上的组件相接触。在状态指示灯孔30-A内嵌有指示灯G。在上盖2的侧面设有四只卡钩2-A，用于与底座4上的槽4-B卡固。

金属接地安装板1通过接地螺钉13-A(如图、1图2所示)、导线与大地相连。在金属接地安装板1上，与上盖2电源输出插孔5、6的接地孔相对应处设有接地叶片11、12。

如图1、图3所示，在绝缘的中层支架3的两侧安装有一电源火线输出导体14和一电源零线输出导体13；在电源输出导体13、14的两端，与上盖2电源输出插孔5、6的零线孔、火线孔相对应处设有片状夹子叶翅60、61、62、63。在电源输出导体13、14上分别设有静触头15、52和16、53，形成两对静触头15、16和52、53。

如图1所示，底座4用于容纳中层支架3和电路板18。在底座4的两侧对称地设有一对电源输入接线螺钉9、10和一对电源输出接线螺钉109、110。

本实用新型的核心组件是安装在壳体内的电路板18，它具有使插座上盖2上的电源输出插孔5、6、底座4两侧的电源输出接线螺钉109、110带电/或断电以及自动检测漏电保护插座是否寿命终止的功能。

如图1、图4所示，该电路板18上设有两条弹性电源零线、火线输入金属片50、51。弹性电源输入金属片50、51的一端向下弯曲90度，穿过差动微分变压器19，通过输入接线片24、25与电源零线、火线输入接线螺钉9、10相连；弹性电源输入金属片50、51的另一端分别设有动触头54和55。动触头54、55分别与设置在中层支架3上的电源输出导体13、14上的静触头52、53(如图3所示)相对应。在电路板18的上方、两侧还设置有两条弹性金属片20、21；弹性金属片20、21的一端与电源零线、火线输出端80、81一起焊接在电路板上，并与设置在底座4两侧的电源输出接线螺钉109、110相连；另一端设有动触头22、23，该动触头22、23分别与电源输出导体13、14上的静触头15、16相对应(如图3所示)。上述电源输入金属片50、51、电源输出导体13、14和弹性金属片20、21上的动触头、静触头共构成两组四对电源开关54和52、55和53、22和15、23和16。

在电路板18上还设有一用于检测漏电电流的差动微分变压器19，如图7所示，电源火线HOT、零线WHITE穿过差动微分变压器19，当供电回路中出现漏电现象时，差动微分变压器就会输出检测信号。

如图1、图4、图5-1所示，在电路板18上还设有可以使弹性电源输入金属片50、51与电源输出导体13、14电力连接/或断开、以及通过电源输出导体13、14使弹性金属片20、21带电/或断电，进而使电源输出端80、81电力连接/或断开的跳闸装置。该跳闸装置包括脱扣器28、锁扣30、锁扣弹簧34、脱扣杠杆37和脱扣线圈26。

脱扣器28位于复位按钮8的下方，为一柱体，其左右两侧向外延伸形成提臂，弹性电源输入金属片50、51、弹性金属片20、21就位于脱扣器28左右两侧提臂的上方，并可以随着脱扣器28上下移动。并且，如图4所示，电源零线输入金属片50上的动触头54与弹性金属片20上的动触头22在脱扣器28侧面提臂上方的位置是相互交叉的，同样，电源火线输入金属片51上的动触头55与弹性金属片21上的动触头23在脱扣器28侧面提臂上方的位置也是相互交叉的。

在脱扣器28的顶部设有一纵向中央穿孔29，嵌于复位按钮8底面的套有复位弹簧91的复位导向柱35可沿中央穿孔29上下移动。在复位导向柱35的下部、靠近其底部开有一圈凹陷的锁槽36。在脱扣器28的下部、横穿脱扣器28设有一可移动的由金属材料制成的倒“L”型即“”型锁扣30。在锁扣30的顶面设有穿孔31。在脱扣器28的侧壁与锁扣30内侧之间设有一圆形槽33，内置有锁扣弹簧34。在锁扣30侧壁的外侧设有一内置有活动铁芯42的脱扣线圈26。脱扣线圈26内置的活动铁芯42正对着锁扣30的侧壁。在脱扣线圈26上方设有一保护罩41，中层支架一端压住保护罩41。

在锁扣30顶面的一端设有一孔32，在孔32内穿有一“7”字型脱扣杠杆37，脱扣杠杆37的顶面位于测试按钮7头部的下面，在脱扣器28靠近脱扣杠杆37的侧壁上设有一个支点28-A，脱扣杠杆37可绕脱扣器28侧壁的支点28-A转动。

脱扣器28、锁扣30、锁扣弹簧34和脱扣杠杆37相互衔接成为一个可自由活动的整体。

如图5-1、图7所示，在脱扣器28的底面与电路板18之间，设有一由弹性金属材料制成的弹性开锁开关67、68。如图7所示，该弹性开锁开关的一端67经电阻与电路板上的整流电路输出电源的正极相连；其另一端68固定在电路板上，通过电路板与控制脱扣线圈26是否带电产生磁场的可控硅SCR1的控制极相连。当复位按钮8被按下时，带动复位导向柱35、脱扣器28向下移动，使开锁开关的两个触点67、68闭合，可控硅SCR1的控制极得电，可控硅SCR1导通，脱扣线圈26内有电流通过，产生磁场，吸引铁芯42撞击锁扣30，使之移动，复位导向柱35的底部穿过锁扣30的中央穿孔31，如图5-2所示；由于弹性开锁开关67、68的惯性，开锁开关向上弹起，开锁开关的两端67、68断开，可控硅SCR1的控制极无电压，可控硅SCR1不导通，线圈26内无电流通过，磁场消失；锁扣30与脱扣器28之间的锁扣弹簧34使锁扣30往回移动，使锁扣30的中央穿孔31滑落到导向槽36内，又由于复位导向柱35顶端的弹簧91的释放，带动脱扣器28向上移动，使位于脱扣器28两侧提臂上方的弹性金属片50、51、20、21随之一起向上移动，使弹性电源输入金属片50、51上的动触头54、55与电源输出导体13、14上的静触头52、53接触，电源输出导体13、14带电，并且，弹性金属片20、21上的动触头22、23与电源输出导体13、14上的静触头15、16接触，从而，使与电源输出端80、81相接触的弹性金属片20、21带电，如图5-2所示，实现了漏电保护插座从电源输入端到电源输出插孔再到负载端的电力连接，即漏电保护插座电源输出端80、81和插座表面的电源输出插孔5、6有电源输出。

如图3、图6所示，在测试按钮7的下方设有一测试弹性金属片40。测试弹性金属片40的一端位于测试按钮7的下方，另一端与电源火线输出导体14相连。在测试弹性金属片40的下面、离测试弹性金属片40有一段距离设有一导电针72，导电针72通过弹簧71与一漏电测试电阻27相连，漏电测试电阻27焊接在电路板上与电源输入端的零线WHITE相连。如图5-3、图6、图7所示，当使用者需要切断插座电源输出时，可以按下测试按钮7，使测试弹性金属片40与漏电测试电阻27相连，模拟漏电故障，产生漏电电流，漏电电流经插座电源火线输出导体14、测试弹性金属片40、漏电测试电阻27至电源输入端的零线，差动微分变压器19、芯片IC1检测到这一故障后，立即输出控制信号，使可控硅SCR1导通，脱扣线圈26内有电流流过，产生磁场，使其内部的铁芯42动作，推动锁扣30移动，复位导向柱35从锁扣30的穿孔31内跳出，脱扣器28下落，弹性电源输入金属片50、51下落，使其动触头与电源输出导体13、14上的静触头断开，电源输出导体13、14不带电，进而使与电源输出端80、81相连的弹性金属片20、21也不带电。由于电源输出导体13、14、电源输出端80、81均不带电，所以，漏电保护插座负载端即电源输出端80、81和插座表面的电源输出插孔5、6均无电源输出。

在漏电保护插座工作过程中，当供电线路中出现漏电现象时，本实用新型可以通过上述结构阻止漏电保护插座的电源输出。而且，当使用者想测试插座功能是否完好或者想切断插座电源输出时，也可以通过按压测试按钮7，通过测试金属片40、测试电阻27模拟接地故障，使脱扣线圈26得电产生磁场，通过上述结构切断漏电保护插座的电源输出。

当漏电保护插座内部元器件出现故障按压测试按钮7模拟漏电而无法使漏电保护插座脱扣时，如图5-4、图6所示，可以继续向下用力按压测试按钮7进行机械脱扣，脱扣过程如下：当按下测试按钮7时，先是测试弹性金属片40接触导电针72，导电针72下面的弹簧71与试验电阻27接触，接通模拟漏电流回路，漏电保护插座不能脱扣，测试按钮7继续往下运动，其头部顶住脱扣杠杆37，使其绕支点28-B向下转动，由于脱扣杠杆37穿过锁扣30的穿孔32，因而锁扣30就被拉着向左运动，从而使复位导向柱35上的卡槽36从锁扣孔31中滑出，脱扣器28向下落，弹性电源输入金属片50、51下落，使其动触头与电源输出导体13、14的静触头断开，进而使电源输出端80、81相连的弹性金属片20、21不带电，电源输出导体13、14和电源输出端80、81均不带电，插座无电源输出。

图7为本实用新型寿命终止检测电路具体电路图和电路板上元器件电气连接图。本实用新型寿命终止检测电路工作原理：在此电路的输入端加上一个交流电压时，无需操作任何部件，该检测电路就自动产生一个模拟漏电流，检测电路就开始检测漏电保护插座(简称GFCI)内部的元器件，同时芯片IC20060103切断由桥式整流电路、电阻、可控硅SCR1、脱扣线圈SOL组成的复位启动电路和由IC(RV4145)、可控硅SCR1、脱扣线圈SOL组成的跳闸电路；检测通过后即没有发现GFCI内部元器件出现故障时，检测电路将产生一个输出信号，使芯片IC20060103内部开关闭合，漏电保护插座的复位启动电路和跳闸电路闭合，复位按钮可以正常工作，同时将上电时自动施加的漏电流消除。反之，若发现GFCI内部元器件出现故障不能正常工作时，那么复位启动电路和跳闸电路就一直被切断，复位按钮始终不能复位，杜绝再操作而被误复位的可能，插座电源输出插孔和负载端始终不带电。此时表明该GFCI已寿命终止，必须更换新的GFCI。

如图4所示，本实用新型在弹性电源输入金属片50、51动触头的下方和弹性金属片20、21的下方，脱扣线圈26的线圈架上设有两对限位档片43、44和73、74。

纵上所述，本实用新型的优点是：

1、功能强劲、安全性好，使用安全，可确实保证使用者的人身安全和电器安全。

本实用新型不仅具有漏电保护功能，而且，在漏电保护插座寿命终止时，复位按钮不能被复位，电源输出插孔和负载端没有电力输出，提醒使用者注意及时更换漏电保护插座。另外，在漏电保护插座内的某个零配件故障时，特别是当脱扣线圈故障无法正常工作时，可以通过按压测试按钮通过机械方式强行切断插座的电源输出，确实保证使用者的人身安全和电器安全。

2、动静触头接触牢靠。

由于本实用新型在电源输出导体13、14上设计有两对静触头，分别与弹性电源输入金属片50、51上的动触头以及与电源输出端相连的弹性金属片20、21上的动触头接触或断开；同时，将与电源输入端相连的弹性金属片51、50，与电源输出端相连的金属片20、21设计成带有单触头的窄金属片，从而，使金属片50、51、20、21在随着脱扣器28上下移动的过程中，无论金属片50或51或20或21是否保持水平状态，四对动静触头均可稳定可靠地接触或断开，不存在虚接的现象，动静触头接触牢靠。

3、漏电保护插座工作稳定可靠。

由于本实用新型动静触头之间接触稳定牢靠靠，不存在虚接的现象，所以，本实用新型漏电保护插座工作稳定可靠。

4、加工工艺简单、制造成本低。

由于本实用新型对与电源输入端相连的弹性电源输入金属片50、51的加工工艺要求不是很高，所以，本实用新型的加工工艺简单。另外，本实用新型金属片50、51、20、21均为带有单触头的窄金属片，再加上加工工艺简单，所以，本实用新型制造成本低。

Claims (7)

1、一种具有寿命终止检测功能的漏电保护插座，其特征在于：它由壳体、安装在壳体内的可实现漏电保护插座有/无电力输出以及自动检测漏电保护插座是否寿命终止的电路板(18)构成；

在所述壳体内的绝缘中层支架的两侧安装有一电源火线输出导体(14)和一电源零线输出导体(13)；在电源输出导体(13、14)的两端，与所述上盖(2)电源输出插孔(5、6)的零线孔、火线孔相对应处设有片状夹子叶翅(60、61、62、63)；在每一个电源输出导体(13、14)上分别设有两个静触头(15、52和16、53)，形成两对静触头(15、16和52、53)；

在所述电路板上安装有一对弹性电源零线、火线输入金属片(50、51)、电源零线、火线输出端(80、81)、用于检测漏电电流的差动微分变压器(19)、控制该弹性电源零线、火线输入金属片(50、51)与插座电源输出导体(13、14)、电源零线、火线输出端(80、81)是否接触的跳闸装置和设置在电路板上方与电源零线、火线输出端(80、81)焊接在一起的一对弹性金属片(20、21)；

所述弹性电源零线、火线输入金属片(50、51)的一端穿过所述差动微分变压器(19)与电源零线、火线输入接线螺钉(9、10)相连，焊接在电路板的一端；弹性电源零线、火线输入金属片(50、51)的另一端分别设有一对动触头(54、55)，该对动触头(54、55)与所述电源输出导体(13、14)上的一对静触头(52、53)相对应，接触或断开，构成两对电源开关；

所述两条弹性金属片(20、21)的一端与所述电源输出端(80、81)一起焊接在电路板上，另一端设有一对动触头(22、23)，该对动触头(22、23)与所述电源输出导体(13、14)上的另一对静触头(15、16)相对应，接触或断开，构成另外两对电源开关；共构成两组四对电源开关。

2、根据权利要求1所述的一种具有寿命终止检测功能的漏电保护插座，其特征在于：所述跳闸装置包括脱扣器(28)、锁扣(30)、锁扣弹簧(34)、脱扣杠杆(37)和脱扣线圈(26)；

所述脱扣器(28)为一柱体，位于复位按钮(8)的下方，其顶部设有一纵向中央穿孔(29)；其左右两侧向外延伸形成提臂；

所述弹性电源输入金属片(50、51)和弹性金属片(20、21)位于该脱扣器(28)两侧提臂的上方，并且，电源零线输入金属片(50)上的动触头(54)与弹性金属片(20)上的动触头(22)在脱扣器(28)侧面提臂上方的位置呈相互交叉状；

所述电源火线输入金属片(51)上的动触头(55)与另一弹性金属片(21)上的动触头(23)在脱扣器(28)侧面提臂上方的位置也是呈相互交叉状。

3、根据权利要求2所述的一种具有寿命终止检测功能的漏电保护插座，其特征在于：在所述脱扣器(28)的下部、横穿脱扣器设有一可移动的由金属材料制成的倒“L”型锁扣(30)，在锁扣(30)的顶面也设有一穿孔(31)；

在脱扣器(28)的侧壁与锁扣(30)侧壁之间设有一圆形槽，内置有一锁扣弹簧(34)：在锁扣(3 0)侧壁的外侧设有一内置有活动铁芯(42)的脱扣线圈(26)；脱扣线圈(26)内置的活动铁芯(42)正对着锁扣(30)的侧壁；

在锁扣(30)顶面端部设有一孔(32)，在孔(32)内穿有一“7”字型脱扣杠杆(37)，该脱扣杠杆(37)的顶面位于漏电保护插座测试按钮下方；

所述脱扣器(28)、锁扣(30)、锁扣弹簧(34)和脱扣杠杆(37)相互衔接成为一个可自由活动的整体。

4、根据权利要求1或2或3所述的一种具有寿命终止检测功能的漏电保护插座，其特征在于：在所述脱扣器(28)的底面与电路板(18)之间设有一由弹性金属材料制成的弹性开锁开关(67、68)；该开锁开关的一端(67)经电阻与电路板上的整流电路输出的直流电源的正极相连，另一端(68)固定在电路板(18)上，通过电路板与控制所述脱扣线圈(26)是否带电产生磁场的可控硅的控制极相连。

5、根据权利要求4所述的一种具有寿命终止检测功能的漏电保护插座，其特征在于：在该漏电保护插座表面安装有一测试按钮，在测试按钮的下方设有一测试弹性金属片(40)；测试弹性金属片(40)的一端位于测试按钮的下方，另一端与电源火线输出导体(14)相连；在测试弹性金属片(40)的下面设有一漏电测试电阻(27)相连，漏电测试电阻(27)焊接在电路板上与电源输入端的零线相连。

6、根据权利要求5所述的一种具有寿命终止检测功能的漏电保护插座，其特征在于：在所述弹性电源输入金属片(50、51)动触头的下方设有限位档片(73、74)。

7、根据权利要求5或6所述的一种具有寿命终止检测功能的漏电保护插座，其特征在于：在所述弹性金属片(20、21)的下方设有限位档片(43、44)。

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