DE3425533C1 - Circuit arrangement for automatically closing an interrupted remote-supply loop upstream of an interruption point - Google Patents
Circuit arrangement for automatically closing an interrupted remote-supply loop upstream of an interruption pointInfo
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Abstract
Description
In diesem Zusammenhang ist ein mit Halbleiterelementen aufgebauter Querzweig von Vorteil, da die Vorschaltdrossel dann im wesentlichen nur zur di/dt-Begrenzung benötigt wird und daher vergleichsweise klein sein kann. Außerdem erlaubt der vergleichsweise große zulässige Stoßstrom einen relativ kleinen Ohm-Wert des Widerstandes im Querzweig. Dadurch ergibt sich eine geringe Wärmeerzeugung im Fehlerfall, bei dem der Fernspeisestrom über den Querzweig fließt. In this context, there is one constructed with semiconductor elements Shunt branch advantageous, since the series choke is then essentially only used to limit di / dt is required and can therefore be comparatively small. In addition, the comparatively allows large permissible surge current has a relatively small ohm value of resistance in the cross branch. This results in little heat generation in the event of a fault, at which the remote feed current flows through the shunt.
Allerdings erfordern Thyristoren zu ihrer Ansteuerung vergleichsweise große Steuerströme. Da weiterhin am Querzweig der Schaltungsanordnung Spannungen verschiedener Größe liegen können, kann die Bemessung der Widerstände im Steuerkreis Schwierigkeiten bereiten, da einerseits die Verlustleistung bei hoher Spannung gering und andererseits der Steuerstrom bei niedrigen Spannungen ausreichend groß sein soll. However, thyristors require comparatively for their control large tax flows. Since there are still voltages at the cross arm of the circuit arrangement different sizes can be, the dimensioning of the resistances in the control circuit Difficulties arise because, on the one hand, the power loss is low at high voltage and on the other hand, the control current must be sufficiently large at low voltages target.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sich der im Querzweig befindliche erste Schalter als elektronischer Schalter möglichst sicher und verlustarm steuern läßt. Insbesondere soll die Schaltungsanordnung dabei in der Lage sein, ungewollte Querverbindungen über den Querzweig, die durch Beeinflussungsspannungen oder -ströme entstehen können, selbsttätig aufzuheben. The object of the invention is therefore to provide the circuit arrangement of the initially mentioned type in such a way that the first switch located in the shunt branch as an electronic switch can be controlled as safely and with little loss as possible. In particular the circuit arrangement should be able to handle unwanted cross-connections via the shunt arm that can arise from influencing voltages or currents, to pick up automatically.
Gemäß der Erfindung wird die Schaltungsanordnung zur Lösung dieser Aufgabe in der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Weise ausgebildet. Der nichtlineare Zweipol nach Art einer Z-Diode kann dabei z. B. eine Serienschaltung von Dioden sein, wobei die Summe der Schwellenspannungen der Dioden wirksam ist. Vorzugsweise finden eine oder mehrere Z-Dioden Verwendung. According to the invention, the circuit arrangement for solving this Task formed in the manner indicated in the characterizing part of claim 1. The nonlinear two-terminal network in the manner of a Zener diode can, for. B. a series circuit of diodes, where the sum of the threshold voltages of the diodes is effective. One or more Zener diodes are preferably used.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich in vorteilhafter Weise eine besonders verlustleistungsarme und zuverlässig arbeitende Schaltungsanordnung. The measures according to the invention result in more advantageous Way a particularly low-loss and reliably working circuit arrangement.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.
Die Erfindung wird anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. The invention is based on the embodiment shown in the figure explained in more detail.
In der Figur ist eine Schaltungsanordnung zum Schließen der Fernspeiseschleife bzw. ein sogenannter Schaltzusatz für reihengespeiste Zwischenverstärker bzw. -regeneratoren bei Streckenunterbrechungen dargestellt. Ein solcher Schaltzusatz sorgt dafür, daß der fehlerfreie Teil der Strecke in Betrieb bleiben kann. Mit Hilfe der Schaltungsanordnung wird die Fernspeiseschleife 17 so geschlossen, daß keine gefährlichen Dauerspannungen vor der Unterbrechungsstelle entstehen. The figure shows a circuit arrangement for closing the remote feed loop or a so-called switching add-on for series-fed repeaters or repeaters shown in the event of a break in the route. Such a switch ensures that the fault-free part of the route can remain in operation. With the help of the circuit arrangement the remote feed loop 17 is closed so that no dangerous continuous voltages arise before the point of interruption.
Bei intakter Strecke ist die Schaltungsanordnung in der Lage, ungewollte Querverbindungen, welche durch Beeinflussungsspannungen oder -ströme entstehen können, selbsttätig aufzuheben.If the route is intact, the circuit arrangement is capable of preventing unwanted Cross connections that can arise from influencing voltages or currents, to pick up automatically.
Bei dem in der Figur gezeigten Fernspeisekreis 17 werden mit Hilfe der Konstantstromquelle 1 einer Speisestelle über den Fernspeisekreis 17 mehrere Zwischenstellen einer Nachrichtenübertragungsstrecke ferngespeist. Von den Zwischenstellen sind jeweils die ferngespeisten Verbraucher 31 ... 3n dargestellt, die in den Fernspeisestrompfaden 17, und 172 der Fernspeiseschleife 17 liegen und die insbesondere durch Speiseeingänge von Zwischenverstärkern bzw. Regeneratoren gebildet sind. Gegebenenfalls kann je Zwischenstelle ein einziger Speiseeingang vorgesehen sein. In the remote feed circuit 17 shown in the figure are with the help the constant current source 1 of a feed point via the remote feed circuit 17 several Remotely fed intermediate stations of a communication link. From the intermediate points the remotely fed consumers 31 ... 3n are shown in each case, which are in the remote feed current paths 17, and 172 of the remote feed loop 17 are located and in particular through feed inputs are formed by repeaters or regenerators. If necessary, can ever A single feed input can be provided as an intermediate point.
Auf der der Speisestelle abgewandten Seite der gezeigten Verstärkerstelle, d. h. im weiterführenden Teil der Fernspeiseschleife ist in die Ader 172 der Meßwiderstand 20 eingefügt. Zwischen den Verbrauchern 3, und dem Meßwiderstand 15 ist zwischen den beiden Adern 171 und 172 ein Querzweig Q vorgesehen, der die Speiseeingänge der Regeneratoren 31 miteinander verbindet und aus der Serienschaltung der Drossel 8, des Widerstandes 9, des Thyristors 11, der Drain-Source-Strecke des Feldeffekttransistors 10 und des Widerstandes 12 besteht. Dabei ist die Drossel 8 durch die für die Fernspeisespannung in Sperrichtung gepolte Diode 18 überbrückt. On the side of the shown amplifier point facing away from the feed point, d. H. in the further part of the remote feed loop is the measuring resistor in core 172 20 inserted. Between the consumers 3, and the measuring resistor 15 is between the two wires 171 and 172 a shunt branch Q is provided, which the feed inputs the regenerators 31 connects to each other and from the series circuit of the throttle 8, the resistor 9, the thyristor 11, the drain-source path of the field effect transistor 10 and the resistor 12 consists. The choke 8 is used for the remote feed voltage In the reverse direction polarized diode 18 bridged.
Parallel zur Drain-Source-Strecke liegt die für die Fernspeisespannung in Sperrichtung gepolte Z-Diode 15. Die Kathode des Thyristors 11 liegt an der Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors 10. The remote feed voltage is parallel to the drain-source path reverse-biased Zener diode 15. The cathode of thyristor 11 is connected to the drain electrode of the field effect transistor 10.
Die Steuerelektrode des Thyristors 11 ist über die Z-Dioden-Serienschaltung 21 an den Fernspeisestrompfad 171 und über die Vierschichtdiode 7 an einen Schaltungspunkt geführt, der einerseits über den Kondensator 6 an die Source-Elektrode des Feldeffekttransistors 10 und andererseits über die Diode 5 an die Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors 10 gelegt ist. Die Diode 5 ist für die Fernspeisespannung in Durchlaßrichtung gepolt. Die Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors 10 ist außerdem über den Widerstand 4 an den Fernspeisestrompfad 17 angeschlossen. The control electrode of the thyristor 11 is via the Zener diode series circuit 21 to the remote feed current path 171 and via the four-layer diode 7 to a circuit point out, on the one hand via the capacitor 6 to the source electrode of the field effect transistor 10 and on the other hand via the diode 5 to the drain electrode of the field effect transistor 10 is placed. The diode 5 is polarized in the forward direction for the remote supply voltage. The drain electrode of the field effect transistor 10 is also across the resistor 4 connected to the remote feed current path 17.
Parallel zur Gate-Source-Strecke des Feldeffekttransistors 10 liegt die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 16, der mit seiner Basis an den dem Querzweig abgewandten Ende des Meßwiderstandes 20 angeschlossen ist, so daß die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 16 an der Serienschaltung aus dem Widerstand 20 und dem Widerstand 12 liegt. Der Kollektor des npn-Transistors 16 liegt unmittelbar am Gate des Feldeffekttransistors, der vom n-Typ ist und ist über den Widerstand 14 an den Fernspeisestrompfad 17 geführt. Is parallel to the gate-source path of the field effect transistor 10 the collector-emitter path of the transistor 16, which has its base on the Cross branch remote end of the measuring resistor 20 is connected so that the Base-emitter path of the transistor 16 on the series circuit of the resistor 20 and the resistor 12 is located. The collector of the npn transistor 16 is immediately at the gate of the field effect transistor, which is n-type and is across the resistor 14 to the remote feed current path 17.
Parallel zur Gate-Source-Strecke des Feldeffekttransistors 10 liegen die Z-Diode 19 und der Kondensator 13. Are parallel to the gate-source path of the field effect transistor 10 the Zener diode 19 and the capacitor 13.
Es wird zunächst Normalbetrieb angenommen, bei dem sich auf der der Konstantstromquelle 1 abgewandten Seite des Querzweiges Q weitere Streckenfelder befinden, so daß der gesamte Fernspeisestrom IF durch den Meßwiderstand 20 fließt. Normal operation is initially assumed, with the Constant current source 1 facing away from the side of the shunt branch Q further line fields so that the entire remote feed current IF flows through the measuring resistor 20.
Der Spannungsabfall am Widerstand 20 ist so groß, daß durch die Basis-Emitter-Strecke des bipolaren Transistors 16 soviel Strom fließt, daß der Transistor 16 voll durchgesteuert ist. Das Gate des Feldeffekttransistors 10, der ein MOS-FET-Transistor ist, hat gegenüber seiner Source-Elektrode die Spannung Null. Der Feldeffekttransistor 10 ist daher gesperrt. The voltage drop across resistor 20 is so great that through the base-emitter path of the bipolar transistor 16 so much current flows that the transistor 16 is fully turned on is. The gate of the field effect transistor 10, which is a MOS-FET transistor, has the voltage is zero in relation to its source electrode. The field effect transistor 10 is therefore blocked.
Der Kondensator 6 ist über die Diode 5 und den sehr hochohmigen Widerstand 4 höchstens auf die Spannung, die von Z-Diode 15 vorgegeben ist, aufgeladen. The capacitor 6 is across the diode 5 and the very high resistance 4 charged at most to the voltage specified by Zener diode 15.
Der Thyristor 11 befindet sich im sperrenden Zustand.The thyristor 11 is in the blocking state.
Die Spannung zwischen den Anschlüssen a 1 und a 2 der Konstantstromquelle 1 teilt sich auf den Feldeffekttransistor 10 und den Thyristor 11 auf. Die Spannungsaufteilung wird vorgegeben durch den Widerstand 4 und die Z-Diode 15. Der Widerstand 12 übernimmt eine nur sehr geringe Spannung, die im betrachteten Zusammenhang vernachlässigt werden kann, da er sehr niederohmig ist.The voltage between terminals a 1 and a 2 of the constant current source 1 is divided between the field effect transistor 10 and the thyristor 11. The distribution of tension is specified by the resistor 4 and the Zener diode 15. The resistor 12 takes over only a very low voltage, which is neglected in the context under consideration because it has a very low resistance.
Auf diese Weise wird dem Feldeffekttransistor 10 eine, mit Hilfe der Z-Diode 15 nur geringe Spannung zugeordnet. Der größte Teil der Spannung wird vom Thyristor 11 übernommen. In this way, the field effect transistor 10 is one, with the help the Zener diode 15 is assigned only a low voltage. Most of the tension will be taken over by the thyristor 11.
Wird die Fernspeiseschleife auf der der Konstantstromquelle 1 abgewandten Seite des Querzweiges Q unterbrochen, so wird der Widerstand 20 stromlos, der Transistor 16 sperrt, das Gate des Feldeffekttransistors 10 bekommt eine Spannung, die von der Z-Diode 19 und dem sehr hochohmigen Widerstand 14 bestimmt wird. If the remote feed loop is turned away from the constant current source 1 Side of the shunt arm Q is interrupted, the resistor 20 is de-energized, the transistor 16 blocks, the gate of the field effect transistor 10 receives a voltage from the Zener diode 19 and the very high resistance 14 is determined.
Der Feldeffekttransistor 10 wird leitend. Der Kondensa- tor 6 kann sich über die Vierschichtdiode 7, über die Steuerstrecke des Thyristors 11 und über den Feldeffekttransistor 10 entladen. Der Entladestrom zündet den Thyristor 11 und der Querzweig Q wird leitend und übernimmt nach Entladung der Streckenkapazitäten 21, 22 den Fernspeisestrom IF: Die Vierschichtdiode 7 kann entfallen, wenn der Spannungsanstieg am Gate des Feldeffekttransistors 10 rasch genug vor sich geht. Mit der Vierschichtdiode 7 ist aber auch bei einem langsamen Durchschalten des Feldeffekttransistors 10 ein sicheres Zünden des Thyristors 11 gewährleistet.The field effect transistor 10 becomes conductive. The condensate gate 6 can be transmitted via the four-layer diode 7, via the control path of the thyristor 11 and discharged through the field effect transistor 10. The discharge current ignites the thyristor 11 and the shunt branch Q becomes conductive and takes over after the line capacitance has been discharged 21, 22 the remote supply current IF: The four-layer diode 7 can be omitted if the voltage increase at the gate of the field effect transistor 10 is happening quickly enough. With the four-layer diode 7 is also on when the field effect transistor 10 is slowly switched through reliable ignition of the thyristor 11 guaranteed.
Mit einem langsamen Durchschalten des Feldeffekttransistors ist bei folgendem Vorgang zu rechnen: Das Fernspeisegerät 1, an welchem eine Fernspeiseschleife 17 mit einer Unterbrechung im zweiten Feld angeschlossen ist, wird eingeschaltet. Die Schaltungsanordnung nach der Figur, die zunächst spannungslos ist, soll die Querverbindung über den Querzweig Q herstellen. With a slow through-connection of the field effect transistor is at the following process to be expected: The remote power supply device 1, on which a remote power supply loop 17 is connected with an interruption in the second field, is switched on. The circuit arrangement according to the figure, which is initially de-energized, should the Establish cross-connection via cross-branch Q.
Es muß nun die Zeitkonstante, bestimmt durch den Widerstand 4 und den Kondensator 6, wesentlich kleiner sein als die Zeitkonstante, die durch den Kondensator 13 und den Widerstand 14 bestimmt ist. Der Kondensator 6 muß ausreichend aufgeladen sein, bevor das Gate des Feldeffekttransistors 10 Spannung annimmt, damit für die Zündung des Thyristors 11 ausreichend Energie bereitgestellt wird. Aufgrund der dadurch notwendigen großen Zeitkonstante des RC-Gliedes 14, 13 und dem relativ langsamen Ansteigen der Spannung des Fernspeisegerätes zwischen a 1 und a 2 wird der Feldeffekttransistor 10 langsam durchschalten. Ohne die Vierschichtdiode 7 würde aufgrund der langsamen Veränderung der Spannung am Feldeffekttransistor 10 der Entladestrom des Kondensators 6 zu klein sein, um den Thyristor 11 zu zünden. Die Vierschichtdiode 7 gewährleistet jedoch eine rasche Änderung des Zündkreiswiderstandes und zündet daher den Thyristor 11. Damit ist die Querverbindung über den Querzweig Q hergestellt.The time constant, determined by the resistance 4 and the capacitor 6, be much smaller than the time constant determined by the Capacitor 13 and resistor 14 is determined. The capacitor 6 must be sufficient be charged before the gate of the field effect transistor 10 takes voltage, so sufficient energy is provided for the ignition of the thyristor 11. Because of the necessary large time constant of the RC element 14, 13 and the relative slow increase in the voltage of the remote power supply between a 1 and a 2 the field effect transistor 10 slowly switch through. Without the four-layer diode 7 would due to the slow change in the voltage at the field effect transistor 10, the discharge current of the capacitor 6 may be too small to trigger the thyristor 11. The four-layer diode However, 7 ensures a rapid change in the ignition circuit resistance and ignites hence the thyristor 11. The cross-connection via the cross-arm Q is thus established.
Die Drossel 8 dient der di/dt-Begrenzung, die Diode 18 zur Rückmagnetisierung der Drossel 8. The choke 8 is used for di / dt limitation, the diode 18 for reverse magnetization the throttle 8.
Wird die Unterbrechungsstelle auf der der Konstantstromquelle 1 abgewandten Seite des Querzweiges Q wieder hergestellt, so kann im Widerstand 2Q wieder ein Strom fließen. Der Transistor 16 wird leitend und die Spannung am Gate des Feldeffekttransistors 10 wird Null. Der Feldeffekttransistor 10 sperrt und übernimmt die Spannung, die an den Fernspeisestrompfaden 17r und 172 der Konstantstromquelle 1 vorhanden ist. Diese Spannung ist vor dem Sperren des Querzweiges Q bestimmt durch den konstanten Fernspeisestrom und den Widerstand 9. Nach dem Sperren des Querzweiges Q steigt diese Fernspeisespannung infolge der schrittweisen Inbetriebnahme der nachfolgenden Schaltzusätze mit endlicher Geschwindigkeit an. The point of interruption on the one facing away from the constant current source 1 Side of the cross-branch Q is restored, in the resistor 2Q again Electricity flow. The transistor 16 becomes conductive and the voltage at the gate of the field effect transistor 10 becomes zero. The field effect transistor 10 blocks and takes over the voltage that at the remote supply current paths 17r and 172 of the constant current source 1 is present. This voltage is determined by the constant before the shunt arm Q is blocked Remote feed current and the resistor 9. After the blocking of the shunt branch Q rises this remote feed voltage as a result of the step-by-step commissioning of the following Switch accessories with finite speed.
Die Zenerspannung der Z-Diode 15 ist derart bemessen, daß sie größer ist als die Fernspeisespannung, die am Querzweig nach seinem Sperren und vor Sperren des Querzweiges eines darauffolgenden Schaltzusatzes anliegt. Durch den Thyristor 11 und über die Z-Diode 15 kann daher in diesem Betriebszustand kein Strom fließen. Außerdem ist sichergestellt, daß der während dieses Vorgangs auftretende Ladestrom des Kondensators 6 kleiner ist als der Haltestrom des Thyristors 11. Der Thyristor 11 geht daher in den sperrenden Zustand über. The Zener voltage of the Zener diode 15 is dimensioned such that it is greater is than the remote feed voltage that is applied to the shunt branch after it has been blocked and before it is blocked of the shunt branch of a subsequent switching device is present. Through the thyristor 11 and through the Zener diode 15, no current can therefore flow in this operating state. It is also ensured that the charging current occurring during this process of the capacitor 6 is smaller than the holding current of the thyristor 11. The thyristor 11 therefore goes into the blocking state.
Der gesperrte Thyristor 11 ist dann in der Lage, den Anteil der über die Zenerspannung der Z-Diode 15 weiter ansteigenden Fernspeisespannung aufzunehmen.The blocked thyristor 11 is then able to control the proportion of over the Zener voltage of the Zener diode 15 to take up further increasing remote feed voltage.
Der gesamte Querzweig ist wieder gesperrt.The entire branch is blocked again.
Ereignet sich - vom Normalbetrieb ausgehend - eine Spannungsüberhöhung durch Blitzbeeinflussung zwischen den Fernspeisestrompfaden 171, 172, SO kann durch die Z-Dioden 7 und 15 ein Zündstrom über das Gitter des Thyristors 11 fließen. Die Streckenkapazitäten 2 und 22 entladen sich über den Thyristor 11, die Z-Diode 15 und den Widerstand 12. Durch den Spannungsabfall am Widerstand 12 sperrt der Transistor 16 und der Feldeffekttransistor 10 wird ebenfalls leitend. Er entlastet die Z-Diode 15 und hält sich selbst leitend, solange der Entladestrom fließt. Mit Ausklingen des Endladestromes überwiegt wieder der Einfluß des Stromes am Widerstand 20. Der Transistor 16 wird leitend und der Feldeffekttransistor 10 sperrt. In weiterer Folge erlangt der Thyristor 11 wieder auf die gleiche Weise seine Sperrfähigkeit wie vorstehend beschrieben. Die Querverbindung Q sperrt wieder. Durch die Z-Dioden 7 und 15 ist sowohl der Feldeffekttransistor 10 als auch der Thyristor 11 vor Überspannungen, insbesondere vor Blitzbeeinflussungen geschützt. If - based on normal operation - an increase in voltage by lightning influence between the remote feed current paths 171, 172, SO can through the Zener diodes 7 and 15 an ignition current through the grid of the thyristor 11 flow. the Line capacitances 2 and 22 discharge via the thyristor 11, the Zener diode 15 and the resistor 12. Due to the voltage drop across the resistor 12, the transistor blocks 16 and the field effect transistor 10 also becomes conductive. It relieves the Zener diode 15 and keeps itself conductive as long as the discharge current flows. With fading of the discharge current outweighs the influence of the current at the resistor 20. The Transistor 16 becomes conductive and field effect transistor 10 blocks. In a further episode the thyristor 11 regains its blocking capability in the same manner as above described. The cross connection Q blocks again. Through the Zener diodes 7 and 15 is both the field effect transistor 10 and the thyristor 11 against overvoltages, especially protected from the effects of lightning.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843425533 DE3425533C1 (en) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | Circuit arrangement for automatically closing an interrupted remote-supply loop upstream of an interruption point |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19843425533 DE3425533C1 (en) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | Circuit arrangement for automatically closing an interrupted remote-supply loop upstream of an interruption point |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3425533C1 true DE3425533C1 (en) | 1986-01-09 |
Family
ID=6240371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843425533 Expired DE3425533C1 (en) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | Circuit arrangement for automatically closing an interrupted remote-supply loop upstream of an interruption point |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3425533C1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3227866A1 (en) * | 1982-07-26 | 1984-02-09 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Circuit arrangement for automatic closure of an interrupted remote power supply loop |
-
1984
- 1984-07-11 DE DE19843425533 patent/DE3425533C1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3227866A1 (en) * | 1982-07-26 | 1984-02-09 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Circuit arrangement for automatic closure of an interrupted remote power supply loop |
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Legal Events
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