CN209387749U - 基于dtu站所终端的开关柜故障监测装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置及系统，涉及配电管理技术领域，该装置包括DTU站所终端、电流传感器和局部放电传感器，电流传感器和局部放电传感器均设置在开关柜内，电流传感器和局部放电传感器均与DTU站所终端连接；电流传感器用于采集对应开关处的合分闸电流、线路运行电流及故障电流；局部放电传感器用于采集对应开关柜体电缆及本体的局部放电信号；DTU站所终端用于进行故障识别和定位。DTU站所终端通过电流传感器和局部放电传感器，可以实现开关柜故障的实时监测和定位，提高故障判断的准确率，提前发现开关柜体、电缆等老化、超负荷运行隐患，从而提高电力系统的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电管理技术领域，尤其是涉及一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置及系统。
背景技术
开关柜是一种电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等。
由于开关柜在电力系统中具有重要作用，因此对开关柜的状态监控十分必要。目前通常采用内部故障电弧检测保护装置对开关柜进行安全监测和保护，然而这种故障监测方式仅对开关柜内部故障电弧弧光进行检测，导致无法及时发现或预知开关柜的故障问题，且无法进行故障定位，从而影响电力系统的稳定性。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置及系统，以实现开关柜故障的实时监测和定位，从而提高开关柜整体的运行的可靠性，提高电力系统的稳定性。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置，包括DTU站所终端、电流传感器和局部放电传感器，所述电流传感器和所述局部放电传感器均设置在开关柜内，所述电流传感器和所述局部放电传感器均与所述DTU站所终端连接；
所述电流传感器用于采集对应开关柜的合分闸电流、线路运行电流及故障电流，并将所述合分闸电流、线路运行电流及故障电流发送至所述DTU站所终端；所述局部放电传感器用于采集对应开关柜体电缆及本体的局部放电信号，并将所述局部放电信号发送至所述DTU站所终端；所述DTU站所终端用于接收所述合分闸电流、线路运行电流及故障电流和所述局部放电信号，并进行故障识别和定位。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述开关柜故障监测装置还包括身份识别装置和智能锁具，所述身份识别装置和所述智能锁具均与所述DTU站所终端连接，所述智能锁具设置在所述开关柜的柜体上；
所述身份识别装置用于验证用户的身份信息，并将验证结果发送至所述DTU站所终端；所述DTU站所终端还用于根据所述验证结果控制所述智能锁具打开所述开关柜的柜门。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述身份识别装置包括指纹识别模块、人脸识别模块和虹膜识别模块中的一种或多种。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，每个所述开关上还设置有合分闸位置传感器，所述合分闸位置传感器与所述DTU站所终端连接；
所述合分闸位置传感器用于采集对应开关的合/分闸触头动作时间，并将所述合/分闸触头动作时间发送至所述DTU站所终端；所述DTU站所终端还用于接收所述合/分闸触头动作时间，并进行故障预警。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述开关柜故障监测装置还包括测温装置，所述测温装置设置在所述开关柜内，所述测温装置与所述DTU站所终端连接；
所述测温装置用于采集开关柜内电缆接头、母线排的温度数据，并将所述温度数据发送至所述DTU站所终端。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述测温装置包括温度传感器、无线通信模块和电源；所述无线通信模块与所述温度传感器连接；所述电源分别与所述温度传感器和所述无线通信模块连接，用于为所述温度传感器和所述无线通信模块供电；
所述测温装置通过所述无线通信模块与所述DTU站所终端连接。
结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述电源包括温差电池和长效电池。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述电流传感器包括以下中的任一种：电流互感器、霍尔电流传感器、罗氏线圈、光纤电流传感器。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述局部放电传感器包括低电波传感器或超声波传感器。
第二方面，本实用新型实施例还提供一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测系统，包括如上述第一方面或其任一种可能的实施方式所述的开关柜故障监测装置，还包括监控终端；所述监控终端与所述DTU站所终端通信连接；
所述监控终端用于接收所述DTU站所终端发送的故障识别和定位结果。
本实用新型实施例带来了以下有益效果：
本实用新型实施例中，基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置包括DTU站所终端、电流传感器和局部放电传感器，电流传感器和局部放电传感器均设置在开关柜内，电流传感器和局部放电传感器均与DTU站所终端连接；电流传感器用于采集对应开关柜的合分闸电流、线路运行电流及故障电流，并将合分闸电流、线路运行电流及故障电流发送至DTU站所终端；局部放电传感器用于采集对应开关柜体电缆及本体的局部放电信号，并将局部放电信号发送至DTU站所终端；DTU站所终端用于接收合分闸电流、线路运行电流及故障电流和局部放电信号，并进行故障识别和定位。DTU站所终端通过电流传感器和局部放电传感器可以实现开关柜故障的实时监测和定位，提高故障判断的准确率，提前发现开关柜体、电缆等老化、超负荷运行隐患，从而提高开关柜整体的运行的可靠性，提高电力系统的稳定性。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的另一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的一种应用开关柜故障监测装置的示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测系统的结构示意图。
图标：
101-DTU站所终端；102-电流传感器；103-局部放电传感器；104-身份识别装置；105-智能锁具；106-合分闸位置传感器；107-测温装置；10-开关柜故障监测装置；20-监控终端。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。
目前现有的故障监测方式仅对开关柜内部故障电弧弧光进行检测，导致无法及时发现或预知开关柜的故障问题，且无法进行故障定位。基于此，本实用新型实施例提供的一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置及系统，可以实现开关柜故障的实时监测和定位，从而提高电力系统的稳定性。
为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置进行详细介绍。
实施例一：
图1为本实用新型实施例提供的一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置的结构示意图，如图1所示，该开关柜故障监测装置包括DTU(Data Transfer unit，数据传输单元)站所终端101、电流传感器102和局部放电传感器103，电流传感器102和局部放电传感器103均设置在开关柜内，电流传感器102和局部放电传感器103均与DTU站所终端101连接。一个DTU站所终端101可以连接多个开关柜内的电流传感器102和局部放电传感器103。
电流传感器102用于采集对应开关柜的合分闸电流、线路运行电流及故障电流，并将合分闸电流、线路运行电流及故障电流发送至DTU站所终端101；局部放电传感器103用于采集对应开关柜体电缆及本体的局部放电信号，并将局部放电信号发送至DTU站所终端101；DTU站所终端101用于接收合分闸电流、线路运行电流及故障电流和局部放电信号，并进行故障识别和定位。需要说明的是，电流传感器102和局部放电传感器103在向DTU站所终端101发送数据信号时会同时发送自身标识，DTU站所终端101根据出现故障的电流传感器102和局部放电传感器103的标识，可以查找到对应的开关位置，从而实现对故障线路的定位。
上述开关柜故障监测装置进行故障识别和定位的原理如下：电力线路发生的故障绝大多数为短路故障，当发生短路故障时，从电源点到故障点会流过比正常运行时的电流大很多的故障电流，因此DTU站所终端101基于电流传感器102检测的故障电流就可以判断故障区段；局部放电是局部过热、电器元件和机械元件老化的预兆，因此局部放电传感器103检测的局部放电信号可以用作故障判断的辅助判据。另外，DTU站所终端101基于电流传感器102检测的合分闸电流、线路运行电流，可以实现故障跳闸断开故障线路，开关绝缘损伤及开关本体老化提前预警。
在一些可能的实施例中，上述DTU站所终端101包括三遥站所终端、二遥动作型站所终端或二遥标准型站所终端。
在一些可能的实施例中，上述电流传感器102包括以下中的任一种：电流互感器、霍尔电流传感器、罗氏线圈、光纤电流传感器。
在一些可能的实施例中，上述局部放电传感器103包括低电波传感器或超声波传感器。
本实用新型实施例中，基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置包括DTU站所终端、电流传感器和局部放电传感器，电流传感器和局部放电传感器均设置在开关柜内，电流传感器和局部放电传感器均与DTU站所终端连接；电流传感器用于采集对应开关柜的合分闸电流、线路运行电流及故障电流，并将合分闸电流、线路运行电流及故障电流发送至DTU站所终端；局部放电传感器用于采集对应开关柜体电缆及本体的局部放电信号，并将局部放电信号发送至DTU站所终端；DTU站所终端用于接收合分闸电流、线路运行电流及故障电流和局部放电信号，并进行故障识别和定位。DTU站所终端通过电流传感器和局部放电传感器可以实现开关柜故障的实时监测和定位，提高故障判断的准确率，提前发现开关柜体、电缆等老化、超负荷运行隐患，从而提高开关柜整体的运行的可靠性，提高电力系统的稳定性。
图2为本实用新型实施例提供的另一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置的结构示意图，图2中仅以3个开关柜为例。如图2所示，考虑到只有特定的工作人员才能对开关柜进行开柜检测，上述基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置还包括身份识别装置104和智能锁具105，身份识别装置104和智能锁具105均与DTU站所终端101连接，智能锁具105设置在开关柜的柜体上。
身份识别装置104用于验证用户的身份信息，并将验证结果发送至DTU站所终端101；DTU站所终端101还用于根据该验证结果控制智能锁具105打开开关柜的柜门。
具体地，DTU站所终端101检测到验证结果为通过时，确认当前用户的身份信息合法，此时检测开关柜是否已断电，例如可以通过电流传感器102检测的合分闸电流是否0或者检测开关柜内的电压是否为0来判断开关柜是否已断电，当确定开关柜已断电时，再发送开启指令至智能锁具105。智能锁具105接收到开启指令后，通过对应的驱动电机打开开关柜的柜门。智能锁具105实现了开关运维的防误操作。
在一些可能的实施例中，上述身份识别装置104包括指纹识别模块、人脸识别模块和虹膜识别模块中的一种或多种。
为了实现开关本体性能的实时监测，如图2所示，上述每个开关上还设置有合分闸位置传感器106，合分闸位置传感器106与DTU站所终端101连接。
合分闸位置传感器106用于采集对应开关的合/分闸触头动作时间，并将合/分闸触头动作时间发送至DTU站所终端101；DTU站所终端101还用于接收合/分闸触头动作时间，并进行故障预警。
具体地，DTU站所终端101通过在开关中加装的电流传感器102及合分闸位置传感器106分别采集开关合分闸电流和合/分闸触头动作时间等参数，通过对波形的分析可以提取出分合闸电磁铁的线圈直阻、电磁铁吸合时间、脱扣器脱扣时间、辅助开关转换时间、储能电机电流和储能时长；从而提前发现分合闸电磁铁的匝间绝缘、脱扣器卡涩、电磁铁铁芯卡涩、储能系统等缺陷，将操作机构的动作风险提前预警。
进一步地，DTU站所终端101还可以对采集的当前数据(合分闸电流、局部放电信号和合/分闸触头动作时间等)和历史数据进行比对，根据预设告警阀值判断开关是否健康运行。
为了进一步提高故障判断的准确率，如图2所示，该基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置还包括测温装置107，测温装置107设置在开关柜内，测温装置107与DTU站所终端101连接。测温装置107用于采集开关柜内电缆接头、母线排的温度数据，并将该温度数据发送至DTU站所终端101。
具体地，当故障电流流过开关柜内的配电线路时，因故障电流幅值很大，会引起配电线路的电缆温度升高，DTU站所终端101根据线路常态运行温度可以计算得到温升差值，温升差值可以作为故障电流流过的辅助判据，同时该测温装置107配置后，对电缆老化、常态负荷增加、电缆容量超负荷均可提前预警，防止因电缆容量超负荷或者老化所带来了线路故障发生。
在一些可能的实施例中，上述测温装置107为无线无源测温装置。
具体地，每一台DTU站所终端101配置电缆接头无线无源测温装置，该测温装置107通过无线通信方式与DTU站所终端101进行信息交互。无线无源测温装置具有成本低、不存在绝缘问题等优点。
在一种可能的实现方式中，上述测温装置107包括温度传感器、无线通信模块和电源；无线通信模块与温度传感器连接；电源分别与温度传感器和无线通信模块连接，用于为温度传感器和无线通信模块供电。测温装置107通过无线通信模块与DTU站所终端101连接。
可选地，上述无线通信模块包括WIFI(WIreless-Fidelity，无线保真)模块、GSM(Global System for Mobile communication，全球移动通信系统)通信模块、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)通信模块和4G(the 4thGeneration mobile communication technology，第四代移动通信技术)模块中的一种或多种。
可选地，上述电源包括温差电池和长效电池。测温装置107可以通过温差取电或内置的长效电池取电。温差电池是利用温度差异，使热能直接转化为电能的装置。该电源采用温差电池，提高了能量利用率，节约了能源。
可见上述基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置通过测温装置107实现了故障发生点的状态监测辅助判断，提高了故障判断的准确率。
图3为本实用新型实施例提供的一种应用开关柜故障监测装置的示意图，图3中仅显示出开关柜故障监测装置的DTU站所终端、电流传感器和测温装置，局部放电传感器等未在图3中示出。如图3所示，将开关柜故障监测装置应用于开闭所或户外环网柜，开闭所或户外环网柜包括多个进线开关柜、多个出线开关柜和联合开关柜，每个进线开关柜连接多个(如图3所示的4个)出线开关柜并构成一个开关柜组合，两个开关柜组合之间通过联合开关柜连接。这三种开关柜的每个开关柜内都包括开关本体、电流传感器和测温装置(图3中仅示出了其中一个进线开关柜的内部结构)，DTU站所终端分别与每个开关柜内的电流传感器和测温装置连接(图3中仅示出了DTU站所终端与一个进线开关柜的连接)。
实施例二：
图4为本实用新型实施例提供的一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测系统的结构示意图，如图4所示，该开关柜故障监测系统如上述实施例一的开关柜故障监测装置10，还包括监控终端20；监控终端20与DTU站所终端101通信连接。
监控终端20用于接收DTU站所终端101发送的故障识别和定位结果。这样工作人员可以通过监控终端20方便地了解开关柜内的实时情况。
可选地，上述监控终端20包括台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、车载电脑和智能手机中的任一种。
本实用新型实施例中，基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置包括DTU站所终端、电流传感器和局部放电传感器，电流传感器和局部放电传感器均设置在开关柜内，电流传感器和局部放电传感器均与DTU站所终端连接；电流传感器用于采集对应开关柜的合分闸电流、线路运行电流及故障电流，并将合分闸电流、线路运行电流及故障电流发送至DTU站所终端；局部放电传感器用于采集对应开关柜体电缆及本体的局部放电信号，并将局部放电信号发送至DTU站所终端；DTU站所终端用于接收合分闸电流、线路运行电流及故障电流和局部放电信号，并进行故障识别和定位。DTU站所终端通过电流传感器和局部放电传感器可以实现开关柜故障的实时监测和定位，提高故障判断的准确率，提前发现开关柜体、电缆等老化、超负荷运行隐患，从而提高开关柜整体的运行的可靠性，提高电力系统的稳定性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的基于DTU站所终端的开关柜故障监测系统的具体工作过程，可以参考前述基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本实用新型实施例提供的基于DTU站所终端的开关柜故障监测系统，与上述实施例提供的基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测装置，其特征在于，包括DTU站所终端、电流传感器和局部放电传感器，所述电流传感器和所述局部放电传感器均设置在开关柜内，所述电流传感器和所述局部放电传感器均与所述DTU站所终端连接；
所述电流传感器用于采集对应开关柜的合分闸电流、线路运行电流及故障电流，并将所述合分闸电流、线路运行电流及故障电流发送至所述DTU站所终端；所述局部放电传感器用于采集对应开关柜体电缆及本体的局部放电信号，并将所述局部放电信号发送至所述DTU站所终端；所述DTU站所终端用于接收所述合分闸电流、线路运行电流及故障电流和所述局部放电信号，并进行故障识别和定位。
2.根据权利要求1所述的开关柜故障监测装置，其特征在于，所述开关柜故障监测装置还包括身份识别装置和智能锁具，所述身份识别装置和所述智能锁具均与所述DTU站所终端连接，所述智能锁具设置在所述开关柜的柜体上；
所述身份识别装置用于验证用户的身份信息，并将验证结果发送至所述DTU站所终端；所述DTU站所终端还用于根据所述验证结果控制所述智能锁具打开所述开关柜的柜门。
3.根据权利要求2所述的开关柜故障监测装置，其特征在于，所述身份识别装置包括指纹识别模块、人脸识别模块和虹膜识别模块中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的开关柜故障监测装置，其特征在于，每个所述开关上还设置有合分闸位置传感器，所述合分闸位置传感器与所述DTU站所终端连接；
所述合分闸位置传感器用于采集对应开关的合/分闸触头动作时间，并将所述合/分闸触头动作时间发送至所述DTU站所终端；所述DTU站所终端还用于接收所述合/分闸触头动作时间，并进行故障预警。
5.根据权利要求1所述的开关柜故障监测装置，其特征在于，所述开关柜故障监测装置还包括测温装置，所述测温装置设置在所述开关柜内，所述测温装置与所述DTU站所终端连接；
所述测温装置用于采集开关柜内电缆接头、母线排的温度数据，并将所述温度数据发送至所述DTU站所终端。
6.根据权利要求5所述的开关柜故障监测装置，其特征在于，所述测温装置包括温度传感器、无线通信模块和电源；所述无线通信模块与所述温度传感器连接；所述电源分别与所述温度传感器和所述无线通信模块连接，用于为所述温度传感器和所述无线通信模块供电；
所述测温装置通过所述无线通信模块与所述DTU站所终端连接。
7.根据权利要求6所述的开关柜故障监测装置，其特征在于，所述电源包括温差电池和长效电池。
8.根据权利要求1所述的开关柜故障监测装置，其特征在于，所述电流传感器包括以下中的任一种：电流互感器、霍尔电流传感器、罗氏线圈、光纤电流传感器。
9.根据权利要求1所述的开关柜故障监测装置，其特征在于，所述局部放电传感器包括低电波传感器或超声波传感器。
10.一种基于DTU站所终端的开关柜故障监测系统，其特征在于，包括如上述权利要求1-9中任一项所述的开关柜故障监测装置，还包括监控终端；所述监控终端与所述DTU站所终端通信连接；
所述监控终端用于接收所述DTU站所终端发送的故障识别和定位结果。
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|---|---|---|---|---|
| CN111123038A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 浙江华云信息科技有限公司 | 一种全局电缆温度监测报警系统及其工作方法 |
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| CN118825788A (zh) * | 2024-07-20 | 2024-10-22 | 南通星宇电气有限公司 | 一种基于智能管理的高密封性环网柜及其使用方法 |
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2018
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