DE2438094A1 - Insulation testing device for flat articles - has two electrodes at high potential difference between which article is passed - Google Patents

Insulation testing device for flat articles - has two electrodes at high potential difference between which article is passed

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation

Abstract

The apparatus includes a high voltage generator which is used for application of the required test voltage to the electrodes. At least one of the electrodes has an elastic surface; and at least one electrode is in the form of a roller which has an elastic conducting coating; Alternatively the electrode is made up an elastic conducting material, e.g. conducting rubber or plastics or alternatively at least one electrode has an elastic layer coated with conducting material. More than two electrodes maybe used. The rollers may be spring loaded together (7, 8). The flat strip is supplied from a reel and is taken up on a second reel (5) after testing.

Description

Isolationsprüfgerät Die Erfindung betrifft ein Isolationsprüfgerät für Flächengebilde mit mindestens einer Elektrode und mindestens einer Gegen-Elektrode, welche derart relativ zur Elektrode angeordnet ist, daß das Flächengebilde dazwischen einbringbar ist, sowie einer Hochspannungseinrichtung zum Anlegen einer Prüfspannung an die beiden Elektroden. Insulation testing device The invention relates to an insulation testing device for flat structures with at least one electrode and at least one counter-electrode, which is arranged relative to the electrode that the sheet therebetween can be introduced, as well as a high-voltage device for applying a test voltage to the two electrodes.

Derartige Isolationsprüfgeräte sind zum Prüfen von Isoliermaterialien in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und gebräuchlich. Zum Prüfen von Isolationsfolien oder auch von Isolier-Papier z.B. für Wickel-Kondensstoren werden dabei zwei flächige Elektroden auf beiden Seiten des Isoliermaterials angeordnet und mit einer Prüfspannung beaufschlagt. Aus dem Vorhandensein oder Fehlen bzw. der Anzahl von Spannungs-Durchschlägen wird sodann die Isliereigenschaft des Materials ermittelt.Such insulation testing devices are used to test insulation materials known and used in various embodiments. For testing insulation foils or insulating paper, e.g. for winding condensers, are included two Flat electrodes arranged on both sides of the insulating material and with a Test voltage applied. From the presence or absence or the number of The insulation properties of the material are then determined by voltage breakdowns.

Derartige Prüfungen werden in der Regel an speziellen Proben einer bestimmten Menge des zu prüfenden Materials vorgenommen und vom Ergebnis nach der statistischen Wahrscheinlichkeit auf die Eigenschaften der Gesamtmenge des zu prüfenden Materials geschlossen.Such tests are usually carried out on special samples specific amount of the material to be tested and the result according to the statistical probability on the characteristics of the total amount of the test Materials closed.

Ersichtlicherweise sind derartige Prüfungen aufwendig, führen zu materialverlust und lassen derüber hinaus eine exakte, laufende Bestimmung der Eigenschaften eines Isoliermaterials nicht zu. Außerdem ist des sukzessive Prüfen eines Flächengebildes mittels zwei ebenfalls fl ächigen Elektroden, die von Prüfvorgang zu Prüfvorgang imner wieder verschobenwerden müssen, außerordentlich zeitaufwendig.Obviously, such tests are expensive and lead to material loss and allow an exact, ongoing determination of the properties of a Isolation material not to. In addition, the successive testing of a surface structure by means of two flat electrodes that move from test to test Always have to be moved again, extremely time-consuming.

Zur Läsung dieser Nachteile wurde es bereits vorgeschlagen, ein Isolationsprüferät zu schaffen, welches zwei aus Metall bestehende und als Elektroden ausgebildete Rollen aufweist, zwischen welchen das zu prüfende Isolationsmaterial hindurchgeführt wird. Dieses Prüfgerät hat sich jedoch in der Praxis nicht bewährt. Dies insbesondere deshalb, weil einerseits die Oberflache der beiden Elektroden nicht mit der Präzision herstellbar ist, um einen unter allen Betriebsbedingungen konstanten Abstand zwischen den beiden Elektroden zu gewährleisten und weil andererseits Dickenschwankungen des Isoliermaterials zwangsläufig zum Entstehen eines Luftspalts führen, so daß Feldveränderungen auftreten.To solve these disadvantages, an insulation tester has already been proposed to create which two made of metal and designed as electrodes Has rollers, between which the insulation material to be tested is passed will. However, this test device has not proven itself in practice. This in particular because on the one hand the surface of the two electrodes not can be manufactured with the precision to be constant under all operating conditions To ensure distance between the two electrodes and because on the other hand thickness fluctuations of the insulating material inevitably lead to the formation of an air gap, so that Field changes occur.

Schwierigkeiten haben sich auch ergeben, weil je nach Materialführung wenigstens eine der Elektroden lediglich linienförmig mit dem zu prüfenden Isoliermaterial in eine griff steht und es nicht unter allen Betriebsbedingungen gewährleistbar ist, daß diese Elektroden-Linie zuverlässig der Gegen-Elektrode parallel und mit durchgehend gleichem Abstand gegenüber liegt.Difficulties have also arisen, because depending on the material handling at least one of the electrodes is merely linear with the insulating material to be tested in one grip and it cannot be guaranteed under all operating conditions is that this electrode line is reliably parallel and with the counter-electrode consistently the same distance opposite.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also ein Isolstionsprüfgerät zu schaffen, welches das kontinuierliche Prüfen von flächigem Isoliermaterial unter gleichbleibenden Prüfbedingungen ermöglicht.The invention is based on the problem of the disadvantages of the known to avoid, in particular to create an insulation testing device that allows the continuous testing of flat insulation material under constant test conditions enables.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in erster Linie dadurch gelöst, daß wenigstens eine der Elektroden eine elastische Oberfläche aufweist.According to the invention, this object is primarily achieved by that at least one of the electrodes has an elastic surface.

Erfindungsgemäß wird dadurch auf einfachste Weise jede Fehlerquelle durch Oberflächen-Unebenheiten, ungenügende Ausrichtung der Elektroden oder Dickenunterschiede des Isoliermaterials ausgeglichen.According to the invention, this is the simplest way of eliminating any source of error due to surface unevenness, inadequate alignment of the electrodes or differences in thickness of Balanced insulation material.

Die Erfindung läßt sich dabei besonders vorteilhaft realisieren, wenn wenigstens eine der Elektroden rollenförmig ausgebildet ist. Dabei ist es denkbar, daß die Elektrode oder die Gegen-Elektrode mit elastischer Oberfläche versehen ist. ei kontinuierlicher Prüfung, d.n. also bei stationär angeordnetem Isolationsprüfgerät und ablaufendem Isolationsmaterial ist es jedoch wichtig, daß die Elektroden dem vorbeilaufenden Isoliersaterial keinen zu großen Reibungswiderstand entgegensetzen. Dies läßt sich ersichtlicherweise besonders dann realisieren, wenn beide Elektroden aus drehbaren Rollen bestehen, wobei wenigstens eine dieser Rollen einen elastischen, leitfähigen Überzug aufweist, oder ganz aus elastischem, leitfähigem Material besteht.The invention can be implemented particularly advantageously if at least one of the electrodes is roll-shaped. It is conceivable that the electrode or the counter-electrode is provided with an elastic surface. in continuous testing, i.e. i.e. with the insulation tester in a stationary position and draining insulation material, however, it is important that the electrodes Do not oppose excessively high frictional resistance to the passing insulation material. Obviously, this can be realized especially when both electrodes consist of rotatable rollers, at least one of these rollers being an elastic, Has conductive coating, or consists entirely of elastic, conductive material.

Die Erfindung läßt sich jedoch auch ohne weiteres realisieren, wenn eine der Elektroden aus elastischem, zunächst nicht leitfähigem Material besteht, dessen Oberfläche mit einem dünnen leitfähigen Überzug versehen ist.However, the invention can also be easily implemented if one of the electrodes is made of elastic, initially non-conductive material, the surface of which is provided with a thin conductive coating.

Während sich als leitfähiges, elastisches Material insbesondere Gummi oder Kunststoff mit leitfähigen Beimengungen anhietet, kann als dünne leitfähige Schicht insbesondere eine in bekannter Weise aufgebrachte, z.B.While rubber, in particular, proves to be a conductive, elastic material or plastic with conductive additions can be considered thin conductive Layer in particular one applied in a known manner, e.g.

aufgedampfte dünneWetalischicht vorgesehen werden.vapor deposited thin wetal layer can be provided.

Da die genannten Werkstoffe allgemein bekannt sind, bedarf es in diesem Zusammenhang keines naheren Eingehens.Since the materials mentioned are generally known, it is necessary in this Context of no further details.

Als Beimengung zum Erreichen homogener Leitfähigkeit von Gummi oder Kunststoff empfiehlt sich dabei insbesondere Kohlepulver oder Ruß.As an admixture to achieve homogeneous conductivity of rubber or Plastic is especially recommended for carbon powder or soot.

Ersichtlicherweise ist es von Bedeutung, daß beim Vorsehen einer Rollen-Elektrode und einer stätionären Elektrode die Oherfläche der stätionären Elektrode entsprechend gleitfähig ausgebildet ist, um zu hohe Reibungswiderstände zu vermeiden. Dies läßt sich z.B. durch Elektroden nit verchromter Oberfläche oder auch Kohlen-Elektroden erreichen, obwohl selbstverständlich die Materialauswabl nicht auf diese beiden Möglichkeiten beschränkt ist. Auch ist es denkbar, drei oder mehrere Elektroden einander gegenüberliegend anzuordnen, um mehrere Prüfzonen zu schaffen, oder aber auch die Oberfläche einer stationären Elektrode derart der Oberflache einer gegenüber liegenden Rollen-Elektrode anzupassen, daß nicht nur strichförmige. sondern flächige Auflage und damit Prüfung erreicht wird.Obviously, in providing a roller electrode, it is important that and a stationary electrode corresponding to the surface of the stationary electrode Is designed to be slidable in order to avoid excessive frictional resistance. This leaves e.g. through electrodes with a chrome-plated surface or carbon electrodes Achieve, although of course the Auswabl not on these two Possibilities is limited. It is also conceivable to have three or more electrodes to be arranged opposite one another in order to create several test zones, or else also the surface of a stationary electrode in such a way opposite the surface of one to adapt lying roller electrode that not only line-shaped. but flat Edition and thus examination is achieved.

Sofern Rollen-Elektroden verweodet werden, läßt sich eine derartige flächige Auflage auch dadurch erreichen, daß die Elektroden mit Vorspannung derart gegen einander gedrückt werden, daß in der elastischen Oberflache wenigstens einer der Elektroden eine Verformung und damit eine Vergrößerung der Berührungsfläche erreicht wird.If roller electrodes are used, such Flat support can also be achieved by biasing the electrodes in such a way are pressed against each other that in the elastic surface at least one deformation of the electrodes and thus an enlargement of the contact area is achieved.

Ersichtlicherweise sind der technische Fortschritt und der erfinderische Inhalt des Anmeldungsgegenstandes sowohl durch die neuen Einzelmerkmale, als auch insbesondere durch Kombination und Unterkombination aller Verwendung findenden Merkmale e gewährleistet.Obviously, the technical progress and the inventive Content of the subject of the application both through the new individual features and in particular through the combination and sub-combination of all features that are used e guaranteed.

Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention is illustrated below in exemplary embodiments using Drawings explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 die schematische Darstellung eines Isolationsprüfgeräts mit den Merkmalen der Erfindung, Fig. 2 eine der Elektroden gemäß Fig. 1 im Schnitt und in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 eine abgewandelte Aus führungsform einer Prüf-Elektrode im Schnitt, Fig. 4 die schematische Darstellung zweier Rollen-Elektroden mit den Merkmalen der Erfindung und ein 5 ein Ausführungsheispiel mit einer Rollen-Elektrode und einer stationären Elektrode.They show: FIG. 1 the schematic representation of an insulation testing device with the features of the invention, FIG. 2 one of the electrodes according to FIG. 1 in section and on an enlarged scale, FIG. 3 shows a modified embodiment of a test electrode in section, FIG. 4 shows the schematic representation of two roller electrodes with the Features of the invention and FIG. 5 shows an exemplary embodiment with a roller electrode and a stationary electrode.

Gemäß Fig. 1 wird von einer Zufuhrrolle 1 ein Isolierpspier-Streifen 2 abgewickelt, zwischen einer Elektrode 3 und einer Gegen-Elektrode 4 hindurchgeführt und auf eine Rolle 5 aufgewickelt, welche durch eine nicht näher dargeste]lte Antriebseinrichtung angetrieben wird. Die Elektrode 3 ist, wie dargestellt, an Hebel 6 stationär gelagert, während die Gegen-Elektrode 4 schwenkbar auf einem Arm 7 sngeordnet ist, welcher durch Feder 8 gegen die Elektrode 3 vorgespannt ist.According to Fig. 1, a supply roll 1 is an insulating paper strip 2 unwound, passed between an electrode 3 and a counter-electrode 4 and wound on a roll 5, which is not shown in detail by a Drive device is driven. The electrode 3 is, as shown, on a lever 6 mounted in a stationary manner, while the counter-electrode 4 is arranged pivotably on an arm 7 is, which is pretensioned against the electrode 3 by the spring 8.

Die Elektroden 3 und 4 sind im übrigen an eine an sich bekannte Hochspannungseinrichtung 9 angeschlossen, so daß der von der Zufuhr-Rolle 1 ablaufende Isolierpapier-Streifen 2 durch die Elektroden 3 und 4 voll mit Prüfspannung beaufschlagbar ist.The electrodes 3 and 4 are also connected to a high-voltage device known per se 9 connected, so that the running from the supply roller 1 insulating paper strip 2 can be fully charged with test voltage by the electrodes 3 and 4.

Elektrode 3 und Gegen-Elektrode 4 sind im Aufbau identisch.Electrode 3 and counter-electrode 4 are identical in structure.

In Fig. 2 ist deshalb der Einfachheit halber lediglich Elektrode 3 dargestellt, die eine Achse lo aufweist, die in Lagern 11 beidseitig drehbar angeordnet ist. Die Lager 11 sind ihrerseits in Lageröffnungen 12 des teilweise dargestellten Arms 7 befestigt, so daß auf diese Weise die freie Drehbarkeit der Elektrode 3 gewährleistet ist.For the sake of simplicity, therefore, only electrode 3 is shown in FIG. 2 shown, which has an axis lo, which is rotatably arranged in bearings 11 on both sides is. The bearings 11 are in turn in bearing openings 12 of the partially shown Arms 7 attached, so that the free rotation of the electrode 3 is ensured in this way is.

Die Elektrode 3 selbst ist dabei aus Gummi hergestellt, der derart nit leitfähigen Beimengungen versehen ist, das die Elektrode 3 durch Anlegen von Spannung an Leitung 9a an ihrer gesamten Oberfläche das Potential der Prüfspannung der Hochspannungsei 9 sufweist. Durch die Verwendung von Gummi als Material für die Elektrode 3 wird dabei sichergestellt, daß Oberflächenungenauigkeiten, ungenaue Ausrichtung der beiden Elektroden 3, 4 zueinander oder Durchmessers des Isolierpapier-Streifens ausgeglichen werden und unter allen Betriebsbedingungen ein durchgehendes Anliegen beider Elektroden 3,4 am zu prüfenden Material gewährleistet wird. Die Größr der Fläche, nit welcher die Gegen-Eloktrode 4 dabei am Isolierpapier -Streifen 2 anliegt, wird durch die Elastizität des Elektrodenmaterials sowie die Höhe der Vorspannung durch Feder 8 bestimmt.The electrode 3 itself is made of rubber in such a way nit is provided with conductive admixtures that the electrode 3 by applying Voltage on line 9a on its entire surface the potential of the test voltage the high voltage egg 9 shows. By using rubber as a material for the electrode 3 is ensured that surface inaccuracies, inaccurate Alignment of the two electrodes 3, 4 to one another or the diameter of the insulating paper strip be balanced and an ongoing concern under all operating conditions both electrodes 3, 4 is guaranteed on the material to be tested. The bigger one Area with which the counter electrode 4 is attached to the insulating paper -Stripes 2 is applied, is determined by the elasticity of the electrode material and the height of the Bias determined by spring 8.

Ersichtlicherweise kann eine der Elektroden 3 oder 4 auch aus elektrisch leitfähigem Material höherer Festigkeit,z.B. auch aus S+ahl, gefertift sein, ohne daß dadurch bei entsprechend elastischer Ausbildung der anderen Elektrode eine Beeinträchtigung des Prüfverfnhrens zu erwarten wäre.Obviously, one of the electrodes 3 or 4 can also be made electrically conductive material of higher strength, e.g. also made from S + ahl, without that thereby an impairment with a correspondingly elastic design of the other electrode of the test procedure would be expected.

Statt der Verwendung von Gummi mit leitfähigen Beimengungen als Elektrodenmaterial läßt sich ohne weiteres auch anderes leitfähiges elastisches Material, wie insbesondere leitfähiger Kunststoff, verwenden.Instead of using rubber with conductive admixtures as electrode material other conductive elastic material, such as in particular conductive plastic.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte rollenförmige Elektrode 3n, welche aus einem zylindrischen Kunststoff-Teil 13 besteht, dessen Oberflache durch eine in bekannter Weise aufgedampfte, dünne leitfähige Schicht 14 derart durchgehend überzogen ist, daß durch Anlegen von Spannung an die Achse 10, analog dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 und 2, die gesamte Oberfläche der Elektrode 3a über eine seitliche Zufuhr-Leitung 15 auf das Potential der Hnchspannungseinrichtung 9 legbar ist.Fig. 3 shows a modified roller-shaped electrode 3n, which consists of a cylindrical plastic part 13, the surface of which by a thin conductive layer 14 vapor-deposited in a known manner in such a way continuously is covered that by applying voltage to the axis 10, analogous to the embodiment 1 and 2, the entire surface of the electrode 3a via a lateral feed line 15 can be applied to the potential of the high voltage device 9.

vig. 4 zeigt zwei Elektroden 3b und 4b, welche einen zylindrischen S+ahlkern 17 bzw. 18 aufweisen, dessen Oberfläche jeweil.s mit einem Mantel 19 bzw. 20 aus leitfähigem Gummi beschichtet ist.vig. 4 shows two electrodes 3b and 4b, which are cylindrical S + ahlkern 17 or 18 have, its Surface respectively with a jacket 19 or 20 made of conductive rubber is coated.

Beim Ausführungsbeispiel gem. Fig. 5 weist die Elektrode 3b ebenfalls eine zylindrische S+ahlrolle 17 mit einem elastischen, leitfähigen Mantel 19 auf, wogegen die Gegen-Elektrode 4e als starrer S+ahlkörper ausgebildet ist, der im Bereich des Kontakts mit dem Isolierpapier-Streifen 2 verchromt ist, um geringe Reibungswerte zu gewahrleisten. Durch entsprechende Vorspannung durch Feder 8 und entsprechende Materialwahl für Mantel 19 wird dabei gewährleistet, daß der Isolierpapier-Streifen 2 im Betrieb zuverlässig an beiden Elektroden 3b und 4c ohne jeden Luftspalt anliegt.In the exemplary embodiment according to FIG. 5, the electrode 3b also has a cylindrical roller 17 with an elastic, conductive jacket 19, whereas the counter-electrode 4e is designed as a rigid S + ahlkörper in the area of the contact with the insulating paper strip 2 is chrome-plated to ensure low friction values to ensure. By appropriate bias by spring 8 and appropriate Choice of material for jacket 19 ensures that the insulating paper strip 2 rests reliably on both electrodes 3b and 4c without any air gap during operation.

Ersichtlicherweise ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern beliebig abwandelbar ohne daß dadurch der Bahmen der Erfindung verlassen würde.Obviously, the invention is not limited to the illustrated embodiments limited, but can be modified as desired without affecting the frame of the invention would leave.

Claims (4)

P a t e n t a n s p r ü c h eP a t e n t a n s p r ü c h e 1. Isolationsprüfgerät für ein Elächengebilde mit mindestens einer Elektrode und mindestens einer Gegen-Elektrode, die derart relativ zur Elektrode angeordnet ist, daß das Flächengebilde dazwischen einbringbar ist sowie einer Hochspannungseinrichtung zum Anlegen einer Prüfspannung an die beiden Elektroden d n d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , d a ß wenigstens eine der Elektroden eine elastische Oberflache aufweist.1. Insulation testing device for a surface structure with at least one Electrode and at least one counter-electrode, which is relative to the electrode is arranged so that the flat structure can be introduced therebetween and a high-voltage device to apply a test voltage to the two electrodes n -z e i c h n e t that at least one of the electrodes has an elastic surface having. 2. Isolationsprüfgerät nach Anspruch 1 d 9 d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß wenigstens eine der Elektroden rollenförmig ausgebildet ist und einen Mantel aus elastischem, leitfähigem Material aufweist. 2. Insulation testing device according to claim 1 d 9 d u r c h g e k e n n it is clear that at least one of the electrodes is roll-shaped and has a jacket made of elastic, conductive material. 5. Isolationsprüfgerät nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß wenigstens eine der Elektroden aus elastischem, leitfähigem Material besteht. 5. Insulation testing device according to claim 1 d a d u r c h g e k e n n It is clear that at least one of the electrodes is made of elastic, conductive material Material. 4. Isolationsprüfgerat nach einem der Ansprüche 1 bis 3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das elastische Material leitfähiger Gummi ist. 4. Isolationsprüfgerat according to one of claims 1 to 3 d a d u r c h e k e k e k e nn nz e i c h n e t that the elastic material conductive rubber is. 5. Isolationsprüfgerät nach einen. der Ansprüche 1 bis 3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß das elastische Material leitfähiger Kunststoff ist.5. Insulation tester after a. of claims 1 to 3 d a d u r c h e k e k e n n n z e i c h n e t that the elastic material is conductive plastic is. 6. Isolationsprüfgerät nach einen- der Ansprüche 1 bis 3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß wenigstens eine der 4elektroden eine elastische Schicht aufweist, deren Oherfläche mit einen; leitfähigen Belag versehen ist.6. Insulation tester according to one of claims 1 to 3 d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t, that at least one of the 4 electrodes is an elastic one Has layer, the Oherfläche with a; conductive covering is provided.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0058879A1 (en) * 1981-02-19 1982-09-01 Asea Ab Test method for the manufacturing of electric windings, for example for transformers, and apparatus for the use of the method
DE20114177U1 (en) * 2001-08-28 2003-01-16 Barth Hermann Apparatus for testing resistance to conduction and insulating integrity of intermediate insulating layers in base material for manufacturing printed circuit boards

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