CN218445856U - 一种智能断路器的自动化测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能断路器的自动化测试系统，涉及智能断路器领域，该自动化测试系统中，输出源控制器连接电压源、小电流源和大电流源，小电流源用于形成第一电流测试回路，大电流源用于形成第二电流测试回路，大电流源与升流器结合用于形成第三电流测试回路，三个电流测试回路导通时的回路电流依次增大；该自动化测试系统结合使用小电流源、大电流源以及升流器，可以提供多档位的回路电流作为测试电流，从而可以使用不同的电流测试回路提供相应测试电流范围，即可以达到较大的电流范围，又可以满足小电流场景下的精度和稳定性，而且连接完成后通过继电器控制器即可实现电流档位切换，操作方便，可以大大提高测试效率。

Description

一种智能断路器的自动化测试系统

技术领域

本申请涉及智能断路器领域，尤其是一种智能断路器的自动化测试系统。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置，是电力系统中的重要装置，因此其工作可靠性直接影响整个电力系统的安全性，需要对断路器进行测试以保障其正常运行。

随着三相断路器的智能化推进，如今常用的断路器已经由原来仅具备分合闸能力的传统断路器逐渐升级优化成具备自保护、信号采集计量、故障告警判断并上报等功能的智能断路器。智能断路器的测试主要包括电压、电流、频率等精度要求测试，也包括过压、过流、重合闸等保护与基本功能项测试。而在测试智能断路器的上述各项功能的过程中，往往需要对智能断路器在宽电流范围的不同测试电流下对功能分别进行测试，比如常见的在0～1500A电流范围内进行测试，为了满足测试需求需要使用可以涵盖该电流范围的超大电流源，但超大电流源无法保证在小电流测试场景下的精度与稳定性。若要考虑精度和稳定性，则往往需要在小电流测试场景下使用小电流源，在大电流测试场景下更换使用超过电流源，这就需要频繁换线和换源，测试难度和复杂度较高，测试效率低下。

实用新型内容

本申请人针对上述问题及技术需求，提出了一种智能断路器的自动化测试系统，本申请的技术方案如下：

一种智能断路器的自动化测试系统，该自动化测试系统包括：上位机与交换机建立通信连接，交换机通过第一串口服务器分别连接待测试智能断路器和参考标准智能断路器的串口；交换机通过第二串口服务器连接继电器控制器；

交换机连接输出源控制器，输出源控制器连接电压源、小电流源和大电流源，其中大电流源的电流范围大于小电流源，电压源连接待测试智能断路器和参考标准智能断路器的供电端；

小电流源的正极输出端通过接触器KM6的辅助常开触点连接待测试智能断路器的电流正极，待测试智能断路器的电流负极通过接触器KM5的辅助常开触点连接小电流源的负极输出端形成第一电流测试回路；

大电流源的正极输出端通过接触器KM2的辅助常开触点连接待测试智能断路器的电流正极，待测试智能断路器的电流负极通过接触器KM4的辅助常开触点连接大电流源的负极输出端形成第二电流测试回路；

大电流源的正极输出端还通过接触器KM1的辅助常开触点连接升流器的原边绕组的正极，升流器的副边绕组的正极通过接触器KM3的辅助常开触点连接待测试智能断路器的电流正极，待测试智能断路器的电流负极连接升流器的副边绕组的负极，升流器的原边绕组的负极连接大电流源的负极输出端形成第三电流测试回路；

继电器控制器控制接触器KM5和KM6的线圈同时得电以导通第一电流测试回路，或者，控制接触器KM2和KM4的线圈同时得电以导通第二电流测试回路，或者，控制接触器KM1和KM3的线圈同时得电以导通第三电流测试回路；回采电路将被导通的电流测试回路的回路电流输入到参考标准智能断路器的电流正极和电流负极；其中，第一电流测试回路、第二电流测试回路和第三电流测试回路导通时的回路电流依次增大。

其进一步的技术方案为，回采电路包括接触器KM7的辅助常开触点、第一互感器、接触器KM8的辅助常开触点、第二互感器以及接触器KM9的辅助常开触点；

小电流源的正极输出端通过接触器KM6的辅助常开触点连接参考标准智能断路器的电流正极，参考标准智能断路器的电流负极通过接触器KM9的辅助常开触点连接待测试智能断路器的电流正极；

第一互感器串联在接触器KM2的辅助常开触点与待测试智能断路器的电流正极之间，第一互感器的正输出端通过接触器KM7的辅助常开触点连接参考标准智能断路器的电流正极，参考标准智能断路器的电流负极连接第一互感器的负输出端；

第二互感器串联在接触器KM3的辅助常开触点与待测试智能断路器的电流正极之间，第二互感器的正输出端通过接触器KM8的辅助常开触点连接参考标准智能断路器的电流正极，参考标准智能断路器的电流负极连接第二互感器的负输出端；

当接触器KM5和KM6的线圈同时得电时、接触器KM9的线圈得电；当接触器KM2和KM4的线圈同时得电时、接触器KM7的线圈得电；当接触器KM1和KM3的线圈同时得电时、接触器KM8的线圈得电。

其进一步的技术方案为，接触器KM1的线圈和KM3的线圈构成的并联电路的一端通过控制开关MB0连接火线、另一端通过控制开关MB3连接零线；接触器KM2的线圈和KM4的线圈构成的并联电路的一端通过控制开关MB1连接火线、另一端通过控制开关MB3连接零线；接触器KM5的线圈和KM6的线圈构成的并联电路的一端通过控制开关MB2连接火线、另一端通过控制开关MB3连接零线；

接触器KM8的线圈与接触器KM1的辅助常开触点和KM3的辅助常开触点构成的串联电路的一端连接火线、另一端连接零线；接触器KM7的线圈与接触器KM2的辅助常开触点和KM4的辅助常开触点构成的串联电路的一端连接火线、另一端连接零线；接触器KM9的线圈与接触器KM6的辅助常开触点和KM5的辅助常开触点构成的串联电路的一端连接火线、另一端连接零线；

继电器控制器连接并控制控制开关MB0、控制开关MB1、控制开关MB2和控制开关MB3。

其进一步的技术方案为，接触器KM1的线圈和KM3的线圈构成的并联电路与控制开关MB0之间还串联接触器KM2的辅助常闭触点、接触器KM4的辅助常闭触点、接触器KM5的辅助常闭触点；

接触器KM2的线圈和KM4的线圈构成的并联电路与控制开关MB1之间还串联接触器KM1的辅助常闭触点、接触器KM6的辅助常闭触点、接触器KM3的辅助常闭触点；

接触器KM5的线圈和KM6的线圈构成的并联电路与控制开关MB2之间还串联接触器KM1的辅助常闭触点、接触器KM2的辅助常闭触点。

其进一步的技术方案为，三个电流测试回路通过汇流排串接待测试智能断路器，汇流排上连接若干个待测试智能断路器同时测试。

本申请的有益技术效果是：

本申请公开了一种智能断路器的自动化测试系统，该自动化测试系统结合使用小电流源、大电流源以及升流器，可以提供多档位的回路电流作为测试电流，从而可以使用不同的电流测试回路提供相应测试电流范围，即可以达到较大的电流范围，又可以满足小电流场景下的精度和稳定性，而且连接完成后通过继电器控制器即可实现电流档位切换，操作方便，可以大大提高测试效率。

附图说明

图1是本申请一个实施例中的自动化测试系统的部分通信连接图。

图2是本申请一个实施例中的电压源和两个电流源与待测试智能断路器和参考标准智能断路器之间的连接电路图。

图3是本申请一个实施例中的继电器控制器对接触器的连接控制电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种智能断路器的自动化测试系统，请参考图1，在该自动化测试系统中，上位机与交换机建立通信连接，交换机通过第一串口服务器分别连接待测试智能断路器和参考标准智能断路器的串口。交换机通过第二串口服务器连接继电器控制器。其中，待测试智能断路器是需要进行测试的智能断路器，而参考标准智能断路器是无故障的用于参考的智能断路器，待测试智能断路器和参考标准智能断路器一般型号规格都相同。

交换机用于连通多对端口，使每一对相互通信的主机能够像独占通信媒体那样，进行无冲突地传输数据，用此可以同时对多级输出源、串口服务器进行数据传输。在一个实施例中，交换机采用TL-SG1016DT以太网交换机，交换机通过以太网连接上位机。在一个实施例中，第一串口服务器采用多串口服务器，比如采用MOXA NPORT5630-16的16串口服务器。在一个实施例中第二串口服务器采用N540实现。

交换机连接输出源控制器，输出源控制器连接电压源、小电流源和大电流源，其中大电流源的电流范围大于小电流源。比如按实际应用需要，在一个实例中，小电流源的电流范围为AC0～40A，大电流源的电流范围为AC0～300A。电压源连接待测试智能断路器和参考标准智能断路器的供电端UA、UB、UC、UN，电压源的电压范围根据智能断路器的供电需要配置，比如根据实际需要可以配置为AC0～300V。

小电流源和大电流源连接至待测试智能断路器的电流正负极以及参考标准智能断路器的电流正负极。具体的，请参考图2：

小电流源的正极输出端ia+、ib+和ic+通过接触器KM6的辅助常开触点连接待测试智能断路器的电流正极IA+、IB+、IC+。待测试智能断路器的电流负极IA-、IB-、IC-通过接触器KM5的辅助常开触点连接小电流源的负极输出端ia-、ib-和ic-。小电流源、接触器KM6的辅助常开触点、待测试智能断路器以及接触器KM5的辅助常开触点形成第一电流测试回路。

大电流源的正极输出端ia+、ib+和ic+通过接触器KM2的辅助常开触点连接待测试智能断路器的电流正极IA+、IB+、IC+。待测试智能断路器的电流负极IA-、IB-、IC-通过接触器KM4的辅助常开触点连接大电流源的负极输出端ia-、ib-和ic-。大电流源、接触器KM2的辅助常开触点、待测试智能断路器以及接触器KM4的辅助常开触点形成第二电流测试回路。

大电流源的正极输出端ia+、ib+和ic+还通过接触器KM1的辅助常开触点连接升流器T1的原边绕组的正极，升流器T1的副边绕组的正极通过接触器KM3的辅助常开触点连接待测试智能断路器的电流正极IA+、IB+、IC+。待测试智能断路器的电流负极IA-、IB-、IC-连接升流器T1的副边绕组的负极，升流器T1的原边绕组的负极连接大电流源的负极输出端ia-、ib-和ic-。大电流源、接触器KM1的辅助常开触点、升流器T1、接触器KM3的辅助常开触点以及待测试智能断路器形成第三电流测试回路。

第一电流测试回路由小电流源提供回路电流，第二电流测试回路由大电流源提供回路电流，第三电流测试回路由大电流源经升流器T1提高电流后提供回路电流，因此第一电流测试回路、第二电流测试回路和第三电流测试回路导通时的回路电流依次增大，可以满足不同电流范围下的测试需要。比如在一个实例中，第一电流测试回路的回路电流为0～40A，第二电流测试回路的回路电流为40～300A，第三电流测试回路的回路电流为300～1500A。

继电器控制器控制接触器KM5和KM6的线圈同时得电以闭合KM5和KM6的辅助常开触点从而导通第一电流测试回路，此时保持第二电流测试回路和第三电流测试回路断开，从而将第一电流测试回路的回路电流提供给待测试智能断路器。或者，继电器控制器控制接触器KM2和KM4的线圈同时得电以闭合KM2和KM4的辅助常开触点从而导通第二电流测试回路，此时保持第一电流测试回路和第三电流测试回路断开，从而将第二电流测试回路的回路电流提供给待测试智能断路器。或者，继电器控制器控制接触器KM1和KM3的线圈同时得电以闭合KM1和KM3的辅助常开触点从而导通第三电流测试回路，此时保持第一电流测试回路和第二电流测试回路断开，从而将第三电流测试回路的回路电流提供给待测试智能断路器。由此通过继电器控制器即可切换测试不同回路电流。

为了实现上述控制过程，请参考图3所示的控制电路图。接触器KM1的线圈和KM3的线圈构成的并联电路的一端通过控制开关MB0连接火线L、另一端通过控制开关MB3连接零线N。接触器KM2的线圈和KM4的线圈构成的并联电路的一端通过控制开关MB1连接火线L、另一端通过控制开关MB3连接零线N。接触器KM5的线圈和KM6的线圈构成的并联电路的一端通过控制开关MB2连接火线L、另一端通过控制开关MB3连接零线N。继电器控制器连接并控制控制开关MB0、控制开关MB1、控制开关MB2和控制开关MB3，当闭合MB0和MB3即能控制接触器KM1的线圈和KM3的线圈同时得电，当闭合MB1和MB3即能控制KM2的线圈和KM4的线圈同时得电，当闭合MB2和MB3即能控制KM5的线圈和KM6的线圈同时得电。通过MB0～MB2控制火线，由MB3控制零线，仅闭合火线或仅闭合零线都不会触发接触器线圈得电，由此可以保证对火线、零线的可靠性全控制。

在一个实施例中，如图3所示，接触器KM1的线圈和KM3的线圈构成的并联电路与控制开关MB0之间还串联接触器KM2的辅助常闭触点、接触器KM4的辅助常闭触点、接触器KM5的辅助常闭触点。接触器KM2的线圈和KM4的线圈构成的并联电路与控制开关MB1之间还串联接触器KM1的辅助常闭触点、接触器KM6的辅助常闭触点、接触器KM3的辅助常闭触点。接触器KM5的线圈和KM6的线圈构成的并联电路与控制开关MB2之间还串联接触器KM1的辅助常闭触点、接触器KM2的辅助常闭触点。由此可以实现三条控制回路之间的电气互锁和联动分合，保证控制可靠性。

回采电路将被导通的电流测试回路的回路电流输入到参考标准智能断路器的电流正极和电流负极，从而保证对参考标准智能断路器与待测试智能断路器在相同的回路电流下实现测试，保证测试环境的一致。

具体的，回采电路包括接触器KM7的辅助常开触点、第一互感器、接触器KM8的辅助常开触点、第二互感器以及接触器KM9的辅助常开触点。

由于第一电流测试回路的回路电流较小，因此通过直接串联的方式将第一电流测试回路接入参考标准智能断路器，具体的，小电流源的正极输出端ia+、ib+和ic+并不直接通过接触器KM6的辅助常开触点连接待测试智能断路器的电流正极IA+、IB+、IC+，而是先通过接触器KM6的辅助常开触点连接参考标准智能断路器的电流正极IA+、IB+、IC+，再由参考标准智能断路器的电流负极IA-、IB-、IC-通过接触器KM9的辅助常开触点连接待测试智能断路器的电流正极IA+、IB+、IC+。

由于第二电流测试回路和第三电流测试回路的回路电流较大，因此不采用直接串联的方式，而是借由互感器。具体的：

第一互感器T2串联在接触器KM2的辅助常开触点与待测试智能断路器的电流正极IA+、IB+、IC+之间，第一互感器T2的正输出端通过接触器KM7的辅助常开触点连接参考标准智能断路器的电流正极IA+、IB+、IC+，参考标准智能断路器的电流负极IA-、IB-、IC-连接第一互感器T2的负输出端。

第二互感器T3串联在接触器KM3的辅助常开触点与待测试智能断路器的电流正极IA+、IB+、IC+之间，第二互感器T3的正输出端通过接触器KM8的辅助常开触点连接参考标准智能断路器的电流正极IA+、IB+、IC+，参考标准智能断路器的电流负极IA-、IB-、IC-连接第二互感器T3的负输出端。

当接触器KM5和KM6的线圈同时得电时、接触器KM9的线圈得电，此时待测试智能断路器和参考标准智能断路器都串接在被导通的第一电流测试回路中，第一电流测试回路的回路电流同时提供给待测试智能断路器和参考标准智能断路器。当接触器KM2和KM4的线圈同时得电时、接触器KM7的线圈得电，此时待测试智能断路器串接在被导通的第二电流测试回路中，第二电流测试回路中的回路电路由第一互感器T2感应后通过闭合的接触器KM7的辅助常开触点提供给参考标准智能断路器。当接触器KM1和KM3的线圈同时得电时、接触器KM8的线圈得电，此时待测试智能断路器串接在被导通的第三电流测试回路中，第三电流测试回路中的回路电路由第二互感器T3感应后通过闭合的接触器KM8的辅助常开触点提供给参考标准智能断路器。

为了实现上述控制过程，请参考图2，接触器KM8的线圈与接触器KM1的辅助常开触点和接触器KM3的辅助常开触点构成的串联电路的一端连接火线、另一端连接零线。接触器KM7的线圈与接触器KM2的辅助常开触点和KM4的辅助常开触点构成的串联电路的一端连接火线、另一端连接零线；接触器KM9的线圈与接触器KM6的辅助常开触点和KM5的辅助常开触点构成的串联电路的一端连接火线、另一端连接零线。

则当MB0和MB3闭合使得接触器KM1和KM3的线圈同时得电时，接触器KM1的辅助常开触点和接触器KM3的辅助常开触点均闭合，使得接触器KM8的线圈得电，实现接触器KM1、KM3和KM8的线圈同时得电的效果，导通第一电流测试回路提供给待测试智能断路器和参考标准智能断路器。

当MB1和MB3闭合使得接触器KM2和KM4的线圈同时得电时，接触器KM2的辅助常开触点和接触器KM4的辅助常开触点均闭合，使得接触器KM7的线圈得电，实现接触器KM2、KM4和KM7的线圈同时得电的效果，导通第二电流测试回路提供给待测试智能断路器和参考标准智能断路器。

当MB2和MB3闭合使得接触器KM5和KM6的线圈同时得电时，接触器KM5的辅助常开触点和接触器KM6的辅助常开触点均闭合，使得接触器KM9的线圈得电，实现接触器KM5、KM6和KM9的线圈同时得电的效果，导通第三电流测试回路提供给待测试智能断路器和参考标准智能断路器。

基于本申请的测试系统，如图2所示，三个电流测试回路通过汇流排串接待测试智能断路器，汇流排上连接若干个待测试智能断路器同时测试。具体的，以如图2为例，接触器KM9的辅助常开触点、接触器KM2的辅助常开触点以及接触器KM3的辅助常开触点并不直接连接待测试智能断路器的电流正极IA+、IB+、IC+，而是连接汇流排的第一排，汇流排的第一排连接待测试智能断路器的电流正极IA+、IB+、IC+。同样的，连接接触器KM5的辅助常开触点、升流器T1的副边绕组以及接触器KM4的辅助常开触点也并不直接连接待测试智能断路器的电流负极IA-、IB-、IC-，而是连接汇流排的第二排，汇流排的第二排连接待测试智能断路器的电流正极IA-、IB-、IC-。由此汇流排上可以连接多个待测试智能断路器同时进行测试，提高测试效率。

本申请中的接触器均为交流接触器，为了匹配不同回路中的回路电流，在一个实施例中，接触器KM1、KM2和KM4采用型号为CJ20-400的交流接触器，接触器KM3采用型号为CJ40-1000的交流接触器，接触器KM5、KM6、KM7、KM8和KM9采用型号为NXC-32的交流接触器。升流器T1采用ZW-0306AC的升流器实现。第一互感器T2采用型号为ATP-XB300的高精度标准互感器，第二互感器T3采用型号为PTB-DA2000的高精度标准互感器。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本申请不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本申请的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能断路器的自动化测试系统，其特征在于，所述自动化测试系统包括：上位机与交换机建立通信连接，所述交换机通过第一串口服务器分别连接待测试智能断路器和参考标准智能断路器的串口；所述交换机通过第二串口服务器连接继电器控制器；

所述交换机连接输出源控制器，所述输出源控制器连接电压源、小电流源和大电流源，其中大电流源的电流范围大于所述小电流源，所述电压源连接所述待测试智能断路器和所述参考标准智能断路器的供电端；

所述小电流源的正极输出端通过接触器KM6的辅助常开触点连接所述待测试智能断路器的电流正极，所述待测试智能断路器的电流负极通过接触器KM5的辅助常开触点连接所述小电流源的负极输出端形成第一电流测试回路；

所述大电流源的正极输出端通过接触器KM2的辅助常开触点连接所述待测试智能断路器的电流正极，所述待测试智能断路器的电流负极通过接触器KM4的辅助常开触点连接所述大电流源的负极输出端形成第二电流测试回路；

所述大电流源的正极输出端还通过接触器KM1的辅助常开触点连接升流器的原边绕组的正极，所述升流器的副边绕组的正极通过接触器KM3的辅助常开触点连接所述待测试智能断路器的电流正极，所述待测试智能断路器的电流负极连接所述升流器的副边绕组的负极，所述升流器的原边绕组的负极连接所述大电流源的负极输出端形成第三电流测试回路；

所述继电器控制器控制接触器KM5和KM6的线圈同时得电以导通所述第一电流测试回路，或者，控制接触器KM2和KM4的线圈同时得电以导通所述第二电流测试回路，或者，控制接触器KM1和KM3的线圈同时得电以导通所述第三电流测试回路；回采电路将被导通的电流测试回路的回路电流输入到所述参考标准智能断路器的电流正极和电流负极；其中，第一电流测试回路、第二电流测试回路和第三电流测试回路导通时的回路电流依次增大。

2.根据权利要求1所述的自动化测试系统，其特征在于，所述回采电路包括接触器KM7的辅助常开触点、第一互感器、接触器KM8的辅助常开触点、第二互感器以及接触器KM9的辅助常开触点；

所述小电流源的正极输出端通过接触器KM6的辅助常开触点连接所述参考标准智能断路器的电流正极，所述参考标准智能断路器的电流负极通过接触器KM9的辅助常开触点连接所述待测试智能断路器的电流正极；

第一互感器串联在所述接触器KM2的辅助常开触点与待测试智能断路器的电流正极之间，所述第一互感器的正输出端通过接触器KM7的辅助常开触点连接所述参考标准智能断路器的电流正极，所述参考标准智能断路器的电流负极连接所述第一互感器的负输出端；

第二互感器串联在所述接触器KM3的辅助常开触点与待测试智能断路器的电流正极之间，所述第二互感器的正输出端通过接触器KM8的辅助常开触点连接所述参考标准智能断路器的电流正极，所述参考标准智能断路器的电流负极连接所述第二互感器的负输出端；

当接触器KM5和KM6的线圈同时得电时、接触器KM9的线圈得电；当接触器KM2和KM4的线圈同时得电时、接触器KM7的线圈得电；当接触器KM1和KM3的线圈同时得电时、接触器KM8的线圈得电。

3.根据权利要求2所述的自动化测试系统，其特征在于，

接触器KM1的线圈和KM3的线圈构成的并联电路的一端通过控制开关MB0连接火线、另一端通过控制开关MB3连接零线；接触器KM2的线圈和KM4的线圈构成的并联电路的一端通过控制开关MB1连接火线、另一端通过所述控制开关MB3连接零线；接触器KM5的线圈和KM6的线圈构成的并联电路的一端通过控制开关MB2连接火线、另一端通过所述控制开关MB3连接零线；

接触器KM8的线圈与接触器KM1的辅助常开触点和KM3的辅助常开触点构成的串联电路的一端连接火线、另一端连接零线；接触器KM7的线圈与接触器KM2的辅助常开触点和KM4的辅助常开触点构成的串联电路的一端连接火线、另一端连接零线；接触器KM9的线圈与接触器KM6的辅助常开触点和KM5的辅助常开触点构成的串联电路的一端连接火线、另一端连接零线；

所述继电器控制器连接并控制所述控制开关MB0、控制开关MB1、控制开关MB2和控制开关MB3。

4.根据权利要求3所述的自动化测试系统，其特征在于，

接触器KM1的线圈和KM3的线圈构成的并联电路与控制开关MB0之间还串联接触器KM2的辅助常闭触点、接触器KM4的辅助常闭触点、接触器KM5的辅助常闭触点；

接触器KM2的线圈和KM4的线圈构成的并联电路与控制开关MB1之间还串联接触器KM1的辅助常闭触点、接触器KM6的辅助常闭触点、接触器KM3的辅助常闭触点；

接触器KM5的线圈和KM6的线圈构成的并联电路与控制开关MB2之间还串联接触器KM1的辅助常闭触点、接触器KM2的辅助常闭触点。

5.根据权利要求1所述的自动化测试系统，其特征在于，三个电流测试回路通过汇流排串接所述待测试智能断路器，所述汇流排上连接若干个待测试智能断路器同时测试。

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