ES2558017T3 - Disparador electrónico provisto de un circuito de alimentación que incluye unos medios aumentadores de tensión y disyuntor que incluye un disparador de este tipo - Google Patents

Disparador electrónico provisto de un circuito de alimentación que incluye unos medios aumentadores de tensión y disyuntor que incluye un disparador de este tipo Download PDF

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ES2558017T3 ES06354020.7T ES06354020T ES2558017T3 ES 2558017 T3 ES2558017 T3 ES 2558017T3 ES 06354020 T ES06354020 T ES 06354020T ES 2558017 T3 ES2558017 T3 ES 2558017T3
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Abstract

Disparador electrónico que comprende: - al menos un sensor (T1, T2, T3) de corriente para proporcionar una corriente secundaria representativa de una corriente primaria en un conductor (1) principal de dicho disyuntor, - un circuito (3) de rectificación para rectificar la corriente secundaria y proporcionar una corriente (Ia) de alimentación, - un conjunto (6) electrónico de procesamiento para controlar un accionador que tiene por objeto accionar un mecanismo (9) de apertura del conductor (1) principal, y - un circuito (4) de alimentación eléctrica dotado de un condensador (16) de almacenamiento que tiene por objeto alimentar eléctricamente el accionador y de un regulador (17) de tensión que tiene por objeto proporcionar una tensión (VA) de alimentación del conjunto electrónico de procesamiento, estando cargado dicho condensador de almacenamiento con la ayuda de la corriente (Ia) de alimentación, caracterizado porque el circuito de alimentación incluye unos medios (19, 20) aumentadores de tensión que permiten, durante la carga del condensador, proporcionar una tensión (VB) aumentada en la entrada del regulador (17) de tensión que tiene por objeto proporcionar la tensión (VA) de alimentación del conjunto electrónico de procesamiento, siendo dicha tensión (VB) aumentada superior a una tensión (VM) en los bornes del condensador (16) de almacenamiento.

Description

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DESCRIPCION
Disparador electronico provisto de un circuito de alimentacion que incluye unos medios aumentadores de tension y
disyuntor que incluye un disparador de este tipo
Campo tecnico de la invencion
La invencion incumbe al campo de los disyuntores, y mas particularmente el de los disparadores electronicos que
equipan a estos disyuntores.
La invencion se refiere mas particularmente a un disparador electronico para disyuntor, comprendiendo dicho
disparador:
- al menos un sensor de corriente para proporcionar una corriente secundaria representativa de una corriente primaria en un conductor principal de dicho disyuntor,
- un circuito de rectificacion para rectificar la corriente secundaria y proporcionar una corriente de alimentacion,
- un conjunto electronico de procesamiento para controlar un accionador que tiene por objeto accionar un mecanismo de apertura del conductor principal, y
- un circuito de alimentacion electrica dotado de un condensador de almacenamiento que tiene por objeto alimentar electricamente el accionador y de un regulador de tension que tiene por objeto proporcionar una tension de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento, cargandose dicho condensador de almacenamiento con la ayuda de la corriente de alimentacion.
La invencion se refiere igualmente a un disyuntor que comprende:
- al menos un conductor principal,
- un mecanismo de apertura del conductor principal,
- un accionador que tiene por objeto accionar el mecanismo de apertura, y
- un disparador con un conjunto electronico de procesamiento para controlar el accionador y un circuito de alimentacion electrica que tiene por objeto alimentar electricamente el accionador dotado de un regulador de tension que tiene por objeto proporcionar una tension de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento.
Estado de la tecnica
En los disparadores de la tecnica anterior, el regulador de tension que tiene por objeto proporcionar una tension VA de alimentacion al conjunto electronico de procesamiento se alimenta por lo general mediante una tension VM en los bornes del condensador de almacenamiento. En estos disparadores, el condensador de almacenamiento se carga por lo general con la ayuda de la corriente secundaria procedente de los sensores de corriente, como se divulga mediante el documento de los Estados Unidos US 2002/191361 y el documento europeo DE 10010924.
Un problema de los disparadores de la tecnica anterior es que el tiempo de carga del condensador de almacenamiento que tiene por objeto alimentar electricamente el accionador es largo por lo general. Por ello, el tiempo de subida de la tension VA de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento, que depende de la tension VM en los bornes del condensador de almacenamiento, es largo igualmente. Para que el conjunto electronico de procesamiento funcione normalmente, la tension VM en los bornes del condensador de almacenamiento debe ser superior al valor nominal de la tension VA de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento.
De esta manera, durante la puesta bajo tension del disyuntor, la carga del condensador de almacenamiento tiene tendencia a retardar la puesta bajo tension del conjunto electronico de procesamiento del disparador.
Exposicion de la invencion
La invencion tiene como objeto un disparador electronico y un disyuntor dotado de un disparador de este tipo, incluyendo dicho disparador, en su circuito de alimentacion, unos medios que permiten que se reduzca el retardo de la puesta bajo tension del conjunto electronico de procesamiento.
Por lo tanto, la invencion se refiere a un disparador electronico que comprende:
- al menos un sensor de corriente para proporcionar una corriente secundaria representativa de una corriente primaria en un conductor principal de dicho disyuntor,
- un circuito de rectificacion para rectificar la corriente secundaria y proporcionar una corriente de alimentacion,
- un conjunto electronico de procesamiento para controlar un accionador que tiene por objeto accionar un mecanismo de apertura del conductor principal, y
- un circuito de alimentacion electrica dotado de un condensador de almacenamiento que tiene por objeto alimentar electricamente el accionador y de un regulador de tension que tiene por objeto proporcionar una tension de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento, cargandose dicho condensador de almacenamiento con la ayuda de la corriente de alimentacion.
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en el que el circuito de alimentacion incluye unos medios aumentadores de tension que permiten que se proporcione una tension aumentada en la entrada del regulador de tension que tiene por objeto proporcionar la tension de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento, siendo dicha tension aumentada superior a una tension en los bornes del condensador de almacenamiento.
En un modo particular, los medios aumentadores de tension incluyen una resistencia conectada en serie con el condensador de almacenamiento, de manera que, durante la circulacion de la corriente de alimentacion para cargar dicho condensador, la tension aumentada tiene un valor superior o igual a la suma de la tension en los bornes de dicho condensador y de la tension en los bornes de dicha resistencia.
En otro modo particular, los medios aumentadores de tension incluyen un limitador de tension conectado en serie con el condensador de almacenamiento, de manera que, durante la circulacion de la corriente de alimentacion para cargar dicho condensador de almacenamiento, la tension aumentada alcanza rapidamente un valor superior o igual a la suma de la tension en los bornes de dicho condensador y de una tension de limitacion de dicho limitador de tension. Preferentemente, el limitador de tension es un diodo limitador de tension que presenta una tension de limitacion, estando conectado dicho diodo en inversa.
Segun un modo de realizacion preferente, los medios aumentadores de tension incluyen una resistencia y un limitador de tension conectados en paralelo.
Preferentemente, en el caso en que los medios aumentadores incluyen un limitador de tension, la tension de limitacion es superior o igual a un valor nominal de la tension de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento.
Ventajosamente, la tension de alimentacion en los bornes del condensador de almacenamiento se regula mediante un regulador de tension.
Preferentemente, el disparador electronico incluye unos medios de filtrado de la tension aumentada conectados aguas arriba del regulador de tension que tiene por objeto proporcionar la tension de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento.
La invencion se refiere igualmente a un disyuntor que comprende:
- al menos un conductor principal,
- un mecanismo de apertura del conductor principal,
- un accionador que tiene por objeto accionar el mecanismo de apertura, y
- un disparador con un conjunto electronico de procesamiento para controlar el accionador y un circuito de alimentacion electrica que tiene por objeto alimentar electricamente el accionador dotado de un regulador de tension que tiene por objeto proporcionar una tension de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento.
en el que el disparador es un disparador como se ha describo anteriormente, que incluye unos medios aumentadores de tension que permiten que se proporcione una tension aumentada en la entrada del regulador de tension que tiene por objeto proporcionar la tension de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento.
Breve descripcion de las figuras
Otras ventajas y caractensticas se mostraran mas claramente tras la descripcion que sigue de un modo particular de realizacion de la invencion, dado a tttulo de ejemplo no limitativo, y representado en las figuras adjuntas.
La figura 1 representa un esquema de bloques simplificado de un disyuntor en el que puede implementarse un disparador segun la invencion.
La figura 2 representa un esquema de un disparador segun la tecnica anterior.
La figura 3 representa un esquema de un disparador segun un modo de realizacion de la invencion.
La figura 4 ilustra en unas curvas 3.a a 3.c, diversas senales de tension en un disparador segun la Figura 3, durante una fase transitoria de puesta bajo tension del disyuntor.
La figura 5 representa un esquema de un disparador segun un modo de la invencion que incluye un circuito integrado.
Descripcion detallada de un modo de realizacion
El disyuntor representado en la Figura 1 actua sobre tres conductores 1 principales de dicho disyuntor. Senalemos que el dispositivo de la invencion puede incluir un numero cualquiera de conductores principales. Los conductores principales estan conectados a unos contactos 2 que permiten que se establezca o que se interrumpa la corriente primaria que circula en estos conductores.
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Unos sensores T1, T2, T3 de corriente asociados a los diferentes conductores principales transforman la corriente primaria de fuerte valor en una corriente secundaria compatible con el disparador electronico. Un circuito 3 de rectificacion proporciona una corriente Ia de alimentacion a un circuito 4 de alimentacion del disparador.
El disyuntor incluye un conjunto 6 electronico de procesamiento que tiene por objeto controlar un accionador 7 a partir de una senal Is representativa de la intensidad de la corriente primaria en al menos un conductor principal del disyuntor. En el modo de realizacion representado en la Figura 1, la provision de la senal Is representativa de la intensidad de la corriente primaria se realiza mediante unos medios 8 separados que incluyen un sensor de corriente. Hubiera podido considerarse utilizar los mismos sensores de corriente para proporcionar al circuito 4 de alimentacion una corriente la de alimentacion, por una parte, y para proporcionar al conjunto electronico de procesamiento una senal Is representativa de la intensidad de la corriente primaria, por otra pare. El accionador 7 permite que se abran los conductores 1 principales por medio de un mecanismo 9 que actua sobre la apertura de los contactos 2.
De esta manera, el circuito 4 de alimentacion proporciona al accionador 9 una tension de alimentacion. El circuito 4 de alimentacion esta dotado de un regulador de tension que tiene por objeto proporcionar una tension VA de alimentacion para alimentar el conjunto 6 electronico de procesamiento.
En el disparador electronico segun la tecnica anterior representado en la figura 2, el arrollamiento secundario del sensor T1 de corriente esta conectado a un puente rectificador constituido mediante un grupo de cuatro diodos 11 a 14. Un primer extremo del arrollamiento secundario esta conectado al anodo de un primer diodo 11 y al catodo de un segundo diodo 13, mientras que un segundo extremo del arrollamiento secundario esta conectado al anodo de un tercer diodo 12 y al catodo de un cuarto diodo 14. Los catodos de los primero y tercero diodos, 11 y 12, estan conectados a una lmea VP de alimentacion positiva. Los anodos de los segundo y cuarto diodos, 13 y 14, estan conectados a una masa de referencia electrica del disparador. Los otros sensores T2 y T3 estan conectados de la misma manera a dos puentes rectificadores, representados respectivamente mediante los diodos 11a, 12a, 13a, 14a y 11b, 12b, 13b y 14b. Los catodos de los diodos 11a, 11b, 12a y 12b estan unidos a la lmea VP. Los anodos de los diodos 13a, 13b, 14a y 14b estan conectados a la masa de referencia electrica del disparador.
La corriente Ia de alimentacion circula en la lmea VP de alimentacion positiva a traves de un diodo 15, con el fin de cargar un condensador 16 de almacenamiento. De esta manera, la tension VM en los bornes del condensador de almacenamiento permite que se alimente electricamente el accionador. La corriente Ia de alimentacion permite igualmente que se alimente un regulador 17 de tension que tiene por objeto regular una tension VA de alimentacion del conjunto de procesamiento.
Otros medios 8 de captura y de medida de corriente permiten que se proporcione una senal Is representativa de al menos una corriente primaria al conjunto 6 electronico de procesamiento. Cuando la corriente primaria sobrepasa un umbral de disparo del disyuntor, el conjunto 6 electronico de procesamiento transmite a un transistor 18 de control una orden de disparo del accionador 7. Entonces, la energfa almacenada en el condensador 16 de almacenamiento se utiliza para alimentar el accionador.
La tension VM en los bornes del condensador de almacenamiento, que tiene por objeto alimentar electricamente el accionador, se regula con la ayuda de un regulador 21 de tension midiendo la tension VM y proporcionando una orden de control a la rejilla de un transistor 22. El diodo 15 permite el paso de la corriente Ia de alimentacion para que se cargue el condensador 16. En cuanto la tension VM ha alcanzado un valor de funcionamiento, el regulador 21 de tension transmite una orden de control que permite que se desvfe la corriente Ia de alimentacion. Cuando la tension VM es inferior al valor de funcionamiento, el regulador de tension transmite una orden de control que permite que se restablezca la circulacion de la corriente Ia de alimentacion para que se recargue el condensador 16 de almacenamiento.
El disparador electronico representado en la figura 3, incluye los componentes representados en la figura 2 y descritos anteriormente. El disparador electronico de la figura 3 incluye, ademas, unos medios aumentadores de tension que tienen por objeto proporcionar una tension VB aumentada al regulador 17 de tension, estando conectados dichos medios aumentadores entre el catodo del diodo 15 y el condensador 16 de almacenamiento. En el caso representado en la Figura 3, los medios aumentadores incluyen una resistencia 19 y un diodo 20 limitador de tension montado en inversa paralelamente a dicha resistencia, de manera que, durante la carga del condensador 16 de almacenamiento, la tension VB aumentada alcanza rapidamente un valor igual a la suma de la tension VM en los bornes del condensador y de la tension VL de limitacion de dicho diodo 20. Desde el principio de la carga del condensador 16 de almacenamiento, al menos una parte de la corriente Ia de alimentacion circula a traves de la resistencia 19. Cuando la tension en los bornes de la resistencia 19 alcanza la tension de limitacion, el diodo 20 limitador de tension mantiene esta tension en un valor igual a dicha tension VL de limitacion. De esta manera, la tension aumentada, al principio de la carga del condensador 16 de almacenamiento, alcanza rapidamente un valor igual a la tension VL de limitacion.
El diodo limitador de tension puede presentar, ventajosamente, una tension VL de limitacion superior o igual al valor nominal de la tension VA de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento, lo que permite que el conjunto electronico de procesamiento funcione desde el principio de la carga del condensador 16 de almacenamiento. De
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esta manera, durante la puesta bajo tension del disyuntor, el conjunto 6 electronico de procesamiento se pone bajo tension con un menor retardo.
La tension VM en los bornes del condensador de almacenamiento, que tiene por objeto alimentar electricamente el accionador, se regula con la ayuda del regulador 21 de tension. Este regulador permite que se reduzca la potencia disipada por la corriente la de alimentacion en la resistencia 19 y el diodo 20.
Un diodo 23 permite, durante la puesta en marcha del disyuntor, que se haga circular la corriente secundaria para cargar un condensador 24 que tiene por objeto alimentar el regulador 17 de la tension. El condensador 24 combinado con una resistencia 25 permite igualmente el filtrado de la tension VB aumentada en la entrada del regulador 17 de tension.
Las evoluciones de las tensiones VM, VB y VA en funcion del tiempo se representan respectivamente mediante las curvas 31, 32 y 33 de la figura 3, durante una fase transitoria de puesta bajo tension de un disyuntor.
Hasta el momento t1, una parte de la corriente la de alimentacion circula, mediante el diodo 15, a traves de la resistencia 20, con el fin de cargar el condensador 16 de almacenamiento. Otra parte de la corriente la circula a traves del diodo 23 y la resistencia 25, con el fin de cargar el condensador 24. La tension VB aumentada alcanza muy rapidamente un valor igual a la tension VL de limitacion del diodo 20, que en este caso concreto es esencialmente igual al valor nominal de la tension VA de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento. De esta manera, en el momento t1, la tension VB aumentada tiene un valor esencialmente igual al valor nominal de la tension VA. Por lo tanto, el regulador 17 de tension esta suficientemente alimentado para que suministre una tension igual al valor nominal de la tension VA.
Senalemos que en el momento t1, el valor de la tension VM en los bornes del condensador 16 de almacenamiento es significativamente inferior al valor nominal de la tension VA. Con respecto a un disparador de la tecnica anterior, en el que el regulador 17 de tension se alimenta directamente mediante la tension VM en los bornes del condensador de almacenamiento, este valor de la tension VM todavfa no sena suficiente para permitir que el regulador 17 de tension suministrara una tension de alimentacion nominal del conjunto electronico de procesamiento.
Entre los momentos t1 y t3, la corriente la de alimentacion se utiliza para cargar el condensador 16 de almacenamiento. La tension VB aumentada es esencialmente igual a la suma de la tension VM en los bornes del condensador 16 de almacenamiento y de la tension VL de limitacion del diodo 20.
Senalemos que en el momento t2, la tension VM en los bornes del condensador de almacenamiento es igual al valor nominal de la tension VA. Con respecto a un disparador de la tecnica anterior, en el que el regulador 17 de tension se alimenta mediante la tension VM en los bornes del condensador de almacenamiento, solo en este momento t2 esta tension VM es suficiente para que permita que el regulador 17 de tension suministre una tension igual al valor nominal de la tension VA. De esta manera, el disparador de la invencion permite, en este modo de realizacion, una puesta bajo tension adelantada del conjunto electronico de procesamiento. La ganancia de tiempo, con respecto a un disparador de la tecnica anterior en el que el regulador 17 de tension se alimenta mediante la tension VM en los bornes del condensador de almacenamiento, es de t2-t1.
En el momento t3, la tension VM alcanza un valor VMc de funcionamiento y el regulador 21 de tension transmite al transistor 22 una orden de control que permite que se desvfe la corriente secundaria. La tension VB aumentada alcanza, por su parte, un valor VB+ maximo que corresponde esencialmente a la suma del valor VMc de funcionamiento y de la tension VL de limitacion. Entre los momentos t3 y t4, las tensiones VM y VB disminuyen debido a la descarga del condensador 16 de almacenamiento. En el momento t4, la tension VM alcanza un valor inferior al valor VMc de funcionamiento, y el regulador 21 de tension transmite al transistor 22 una orden de control que permite que se desvfe la corriente secundaria para recargar el condensador 16 de almacenamiento. En el momento t5, la regulacion de la tension VM repite el ciclo comprendido entre los momentos t3 y t5.
El disparador electronico de la Figura 5 incluye un circuito 51 integrado que reune, entre otros, el regulador 17 de tension, el conjunto electronico de procesamiento y el regulador 21 de tension. El circuito integrado incluye una salida del regulador 17 de tension conectada a un condensador 52 unido a una referencia de masa electrica.
En el modo de realizacion presentado anteriormente, los medios aumentadores pueden incluir una resistencia (19) y/o un limitador (20) de tension en serie con el condensador de almacenamiento. En otros modos de realizacion, los medios aumentadores pueden incluir otros circuitos electronicos que permiten que se aumente la tension, como, por ejemplo, unos circuitos semiconductores o unos circuitos integrados.
Una ventaja del disparador segun la invencion es que garantiza una puesta bajo tension del conjunto electronico de procesamiento lo antes posible durante la puesta bajo tension del disyuntor.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Disparador electronico que comprende:
    - al menos un sensor (T1, T2, T3) de corriente para proporcionar una corriente secundaria representativa de una corriente primaria en un conductor (1) principal de dicho disyuntor,
    - un circuito (3) de rectificacion para rectificar la corriente secundaria y proporcionar una corriente (la) de alimentacion,
    - un conjunto (6) electronico de procesamiento para controlar un accionador que tiene por objeto accionar un mecanismo (9) de apertura del conductor (1) principal, y
    - un circuito (4) de alimentacion electrica dotado de un condensador (16) de almacenamiento que tiene por objeto alimentar electricamente el accionador y de un regulador (17) de tension que tiene por objeto proporcionar una tension (VA) de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento, estando cargado dicho condensador de almacenamiento con la ayuda de la corriente (la) de alimentacion,
    caracterizado porque el circuito de alimentacion incluye unos medios (19, 20) aumentadores de tension que permiten, durante la carga del condensador, proporcionar una tension (VB) aumentada en la entrada del regulador (17) de tension que tiene por objeto proporcionar la tension (VA) de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento, siendo dicha tension (VB) aumentada superior a una tension (VM) en los bornes del condensador (16) de almacenamiento.
  2. 2. Disparador electronico segun la reivindicacion 1, caracterizado porque los medios aumentadores de tension incluyen una resistencia (19) conectada en serie con el condensador (16) de almacenamiento de manera que, durante la circulacion de la corriente (la) de alimentacion para cargar dicho condensador, la tension (VB) aumentada tiene un valor superior o igual a la suma de la tension (VM) en los bornes de dicho condensador y de la tension en los bornes de dicha resistencia.
  3. 3. Disparador electronico segun la reivindicacion 2, caracterizado porque los medios aumentadores de tension incluyen un limitador (20) de tension conectado en serie con el condensador (16) de almacenamiento de manera que, durante la circulacion de la corriente (la) de alimentacion para cargar dicho condensador (16) de almacenamiento, la tension (VB) aumentada alcanza rapidamente un valor superior o igual a la suma de la tension (VM) en los bornes de dicho condensador y de una tension de limitacion de dicho limitador de tension.
  4. 4. Disparador electronico segun la reivindicacion 3, caracterizado porque el limitador de tension es un diodo (20) limitador de tension que presenta una tension (VL) de limitacion, estando conectado dicho diodo en inversa.
  5. 5. Disparador electronico segun una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque los medios aumentadores de tension incluyen una resistencia (19) y un limitador (20) de tension conectados en paralelo.
  6. 6. Disparador electronico segun una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque la tension (VL) de limitacion es superior o igual a un valor nominal de la tension (VA) de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento.
  7. 7. Disparador electronico segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la tension (VM) en los bornes del condensador de almacenamiento esta regulada mediante un regulador (21) de tension.
  8. 8. Disparador electronico segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque incluye unos medios (23, 24, 25) de filtrado de la tension (VB) aumentada conectados aguas arriba del regulador (17) de tension que tiene por objeto proporcionar la tension (VA) de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento.
  9. 9. Disyuntor que comprende:
    - al menos un conductor (1) principal,
    - un mecanismo (9) de apertura del conductor principal,
    - un accionador (7) que tiene por objeto accionar el mecanismo (9) de apertura, y
    - un disparador con un conjunto (6) electronico de procesamiento para controlar el accionador y un circuito (4) de alimentacion electrica que tiene por objeto alimentar electricamente el accionador dotado de un regulador (17) de tension que tiene por objeto proporcionar una tension (VA) de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento.
    caracterizado porque el disparador es un disparador segun una de las reivindicaciones 1 a 8 que incluye unos medios (19, 20) aumentadores de tension que permiten que se proporcione una tension (VB) aumentada en la entrada del regulador (17) de tension que tiene por objeto proporcionar la tension (VA) de alimentacion del conjunto electronico de procesamiento.
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