JPH04267020A - 急速ブレーク・アーク接点を有する電気スイッチ接点装置 - Google Patents

急速ブレーク・アーク接点を有する電気スイッチ接点装置

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JPH04267020A
JPH04267020A JP3317302A JP31730291A JPH04267020A JP H04267020 A JPH04267020 A JP H04267020A JP 3317302 A JP3317302 A JP 3317302A JP 31730291 A JP31730291 A JP 31730291A JP H04267020 A JPH04267020 A JP H04267020A
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JP
Japan
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contact
movable
fixed
electrical switch
arcing
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JP3317302A
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Dominik M Wiktor
ドミニク　エム　ウィクター
Siegfried Schlindwein
ジークフリード　シュリントバイン
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Automatic Switch Co
Original Assignee
Automatic Switch Co
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/36—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
    • H01H1/42—Knife-and-clip contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/38—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H01H9/383—Arcing contact pivots relative to the movable contact assembly
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/58—Electric connections to or between contacts; Terminals
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/38—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H01H9/386—Arcing contact pivots relative to the fixed contact assembly

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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】工業用のスイッチ、たとえば、切り換えス
イッチ、コンタクタ、サーキットブレーカおよびインタ
ラプタは、大きな電気負荷を扱うことを要求される。代
表的には、１５，０００ボルトＡＣ、１，５００　ボル
トＤＣまでの電圧で数百アンペアから数千アンペアの大
電流を扱わなければならない。
【０００２】あらゆる切り換え動作では、協働するスイ
ッチ接点間にアークが生じる。扱っている電気負荷が大
きいときには、発生アークは接点にかなりの損傷を与え
る可能性がある。この問題を軽減するために、負荷を支
えているメイン接点をアーク接点で保護するのが慣例で
ある。このアーク接点は、メイン接点が開いた後に開き
、メイン接点が閉じる前に閉じる。したがって、理論的
には、アークはアーク接点間にのみ引き寄せられ、メイ
ン接点の間には引き寄せられない。メイン接点は、比較
的軟らかくて良導体の金属、たとえば、銀や銅で作られ
ており、融点が低く、無制御のアークによって非常に損
傷を受け易い。アーク接点は、非常に高い温度に耐える
ことができ、しかも、腐蝕が穏やかである耐火金属、た
とえば、タングステンのような材料で作られる。それに
もかかわらず、最終的には、アーク接点の犠牲的な働き
は損傷に通じるが、これは現場で容易に交換できるので
ある。
【０００３】アーク接点のインピーダンスがメイン接点
のよりもかなり高いという事実により、問題が生じる。 その結果、スイッチの開放時、メイン接点を通って流れ
るすべての電流がアーク接点に伝えられた場合、メイン
接点間のエアギャップがまだ非常に小さいうちにメイン
接点を横切って電圧低下が生じる。そうすると、ときど
き、分離しつつあるメイン接点間にアークが生じてこれ
らのメイン接点を損傷させる可能性がある。電流れべる
が充分に高い場合には、許容できないほどの損傷を与え
てメイン接点が使用できなくなり、スイッチの大修理あ
るいは交換が必要となる。メイン接点分離の限界的な瞬
間に、アーク接点がはね返ったり、あるいは、インピー
ダンスを高める側に外乱を受けた場合には、この問題は
より重大となる。
【０００４】メイン接点間のアークの損傷が特に厳しい
環境としては、その性質上、誘導性の高い過剰なモータ
負荷あるいは変圧器インラッシュ電流を取り扱うべくス
イッチが操作されるときがある。したがって、ＤＣ回路
の高い誘導性の負荷、たとえば、代表的な走行システム
の牽引モータを切り換えるとき、できるだけ確実にすべ
てのアークがアーク接点を横切って生じ、メイン接点を
横切っては生じることがないようにすることが重要であ
る。
【０００５】アークをアーク接点に限定したときでも、
アークができるだけ急速に消されることが重要である。 急速な消弧は、アーク接点の腐蝕を最小限に抑えるだけ
でなく、アークが開いているメイン接点間のギャップを
ジャンプする機会を減らすこともできる。
【０００６】上記のことから明らかなように、メイン接
点を横切ってのアーク発生、そして、その結果の損傷は
、アーク接点が分離し始める前に開きつつあるメイン接
点間にできるだけ大きなエアギャップを作り出し、その
後にアーク接点をかなり急速に開くことによって回避で
き、あるいは、少なくともかなり低減できる。
【０００７】したがって、本発明の目的は、メイン接点
が開き、アーク接点が開き始めた後に非常な高速で開く
ようにすぷりんぐ押圧されたアーク接点を有する電気ス
イッチ接点装置を提供することにある。
【０００８】本発明の別の目的は、アーク接点の開放が
始まる前に、可動メイン接点が固定メイン接点から離れ
る方向への開放運動の少なくとも半分を通じて動く上記
形式の電気スイッチ接点装置を提供することにある。
【０００９】本発明のまた別の目的は、アーク接点の開
放速度がメイン接点が開く速度から独立している上記形
式の電気スイッチ接点装置を提供することにある。
【００１０】本発明の付加的な目的は、可動アーク接点
をその開放位置へ駆動するスプリングが、可動メイン接
点の開放運動の最初の部分で張力を付与される上記形式
の電気スイッチ接点装置を提供することにある。
【００１１】本発明のまたさらに別の目的は、可動メイ
ン接点および可動アーク接点がそれらの閉鎖運動中に一
緒に動き、アーク接点がメイン接点の閉じる前に閉じる
上記形式の電気スイッチ接点装置を提供することにある
。
【００１２】本発明のまたまた別の目的は、可動アーク
接点がその開放スプリングの張力付与中に動けないよう
に把持され、アーク接点の開放が確実に開始されるまで
スプリングが無効となる上記形式の電気スイッチ接点装
置を提供することにある。
【００１３】本発明の付加的な目的および利点は、添付
図面に言及する以下の説明から明らかとなろう。
【００１４】本発明を説明するために選んだスイッチは
、電源バス１０と負荷バス１１とを接続したり、分離し
たりするのに用いられるものである（図１）。取り付け
ブロック１２が電源バス１０に固定してあり、別の取り
付けブロック１３が負荷バス１１に固定してある。ブロ
ック１２はスイッチの固定接点を支え、ブロック１３は
可動接点を支えている。
【００１５】ブロック１２内には、固定メイン接点アー
ム１４（図１、図５）が装着してあり、これはその下端
のところで固定メイン接点１５を支持している。接点ア
ーム１４は、実際に、ピボット軸線１６のまわりに少量
の円弧運動を行うことができ、スプリング１７によって
左に向かって、すなわち、図１において時計方向へ常時
押圧されている。このスプリング支援式取り付けは、固
定アーク接点と可動アーク接点の間の接点を良好にする
。
【００１６】ブロック１２の頂面には、一対の平行なプ
レート２０が固着してあり（図１、図５、図６）、これ
らのプレートは、固定アーク接点を構成する。プレート
２０は、ブロック１２に螺合させたボルト２１によって
保持され、このボルトのまわりに揺動できる。ブロック
１２は、また、固定ポスト２２も支えており、この固定
ポストからは、ヘッド付きのピン２３がプレート２０に
ある孔を貫いて突出している。ピン２３を囲んで圧縮ス
プリング２４が設けてあり、これはピンのヘッドとプレ
ート２０に着座してプレートを互いに向かって常時押圧
している。ボルト２１の反対端では、各プレートにうね
状の突起２５が形成してあり、２つの突起は互いに対向
している。各プレート２０のこの端には、アーク案内て
いる２６が形成してあり、このアーク案内ている２６は
、可動アーク接点の傾斜縁２８から発散する傾斜縁２７
を有する。アークがこれら発散する縁に沿って上方へ移
動するにつれて、アークは長くなり、それ故、容易に消
せるようになる。
【００１７】ブロック１３内には、可動メイン接点アー
ム３１（図１、図５）が装着してあり、これはその上端
のところで可動メイン接点３２を支持している。可動メ
イン接点は、図１に示すように、接点１５と係合してス
イッチのメイン接点を閉じることができる。接点アーム
３１は、ピボット軸線３３まわりにブロック１３に関し
て回動することができる。可動メイン接点アーム３１は
、ピン３４の形をした２つの側方突起を支持している。 接点アーム３１にはブラケット３５が固定してあり、こ
のブラケットは、その下端のところで、ブラケット本体
に向かって直角に屈曲した２つの指片３６を包含し、ま
た、その上端のところには、ブラケット本体の平面から
外向きに屈曲した舌片３７を包含する。舌片３７は、固
定ねじ３８の形をしたもどり止めを支持している。
【００１８】可動アーク接点組立体は、２つのブラケッ
ト４１を包含し（図１、図５）、これらのブラケットは
、それらの下端のところで、接点アーム３１が回動する
と同じ軸線まわりにブロック１３内で回動する。各ブラ
ケット４１は、その中間点まわりに、他方のブラケット
に向かって屈曲しており、この屈曲点のところで、タブ
４２が各ブラケットから突出しており、それらの上端に
もっと近いところで、ブラケットは再び屈曲していて２
つの平行なヘッド４３を構成している。ヘッド４３間に
は、ブレード状の可動アーク接点４４の下端が挟まれて
いる。アーク接点４４からは、止め４５が垂れ下がって
おり、これはもどり止め３８と係合するようになってい
る。
【００１９】アーク接点ブレード４４は、その上端付近
で、両面にくぼみ４６が形成してある（図６）。これら
のくぼみは、プレート３０の突起２５を受け入れる。ス
プリング２４によって加えられる力により、突起２５は
くぼみ４６へ緊密に押圧され、その結果、スイッチが完
全に閉じているとき、固定アーク接点プレート２０は可
動アーク接点ブレード４４をしっかりと把持する（図１
、図６）。
【００２０】各ブラケット４１の、ピボット軸３３に近
い方の縁は、接点アーム３１によって支持された突起３
４の１つの移動経路内に位置する衝合片４７を構成して
いる。接点アーム３１の、接点アーム１４から離れる方
向への開放運動中、突起３４は衝合片４７と係合してア
ーク接点の開放運動を開始させる。ブラケット３５の各
指片３６と一方のブラケット４１のたぶ４２の間には引
張スプリング４８が延在する。スプリング４８は、突起
３４と衝合片４７の協働係合によって開放が開始させら
れた後にアーク接点を急速に開放方向へスナップ移動さ
せるように作用する。
【００２１】スイッチのための普通のオペレータ手段が
、５３のところで枢着した２つの対称的なリンク５１、
５２を含むトグル配置を包含する。リンク５２は、ブラ
ケット３５にある孔５４（図５）を貫通し、５５のとこ
ろで、可動メイン接点アーム３１に枢着してある。 スイッチが閉じるとき、リンク５１、５２は、図１に示
すように、整合する。
【００２２】スイッチを開こうとするとき、リンク５１
は、矢印５７の方向（図２）へ軸線５６まわりに回転さ
せられる。それによって、可動メイン接点アーム３１を
回動させ、可動メイン接点３２を固定メイン接点１５か
ら分離してメイン接点を開く。このとき、アーク接点２
０、４４の完全閉鎖状態を乱すことはない。ブラケット
３５は接点アーム３１と共に動くが、アーク接点組立体
４１、４４はまだ動かされないので、スプリング４８に
張力が付与され、もどり止め３８が止め４５から離れる
ように動く。
【００２３】接点アーム３１が接点アーム１４から離れ
る方向への全行程の少なくとも半分、好ましくは、６０
％移動すると、アーム３１に支えられた突起３４は、図
２に示すように、ブラケット４１の衝合片４７と係合す
る。この係合時、リンク５１、５２によって接点アーム
３１の移動が継続すると、接点アーム３１は図２で反時
計方向へ可動アーク接点組立体４１、４４を確実に動か
し、その結果、アーク接点の開放運動が開始する。特に
、これは、アーク接点ブレード４４が固定アーク接点プ
レート２０の間から外方へ移動し始め、突起２５がくぼ
み４６から離脱し、ブレード、プレートが接触した状態
に留まることを意味する。しかしながら、ひとたびブレ
ード４４上へのプレートの把持がこうして解放されると
、張力を付与されたスプリング４８が非常に高い速度で
可動アーク接点ブレード４４を固定接点プレートから離
れるようにスナップ移動させ、アーク接点をきわめて急
速に開く。充分に開いたスイッチが図３に示してあり、
この状態において、スプリング４８はスイッチが完全に
閉じていたときの張力まで戻り、止め４５がもどり止め
３８と再び係合する。
【００２４】スイッチを閉ざすためには、リンク５１を
図４で矢印５８の方向へ回転させる。リンク５１、５２
は接点アーム１４に向かって接点アーム３１を移動させ
、この動きは、ブラケット３５、もどり止め３８および
止め４５を介してアーク接点組立体４１、４４に伝えら
れる。こうして、可動メイン接点、可動アーク接点は、
共に、一体になって、スイッチ閉鎖状態へ向かって移動
する。図４に示すように、可動アーク接点４４は、可動
メイン接点３２が固定メイン接点１５と係合する前に固
定アーク接点２０と係合する。すなわち、メイン接点の
閉鎖前にアーク接点が閉じる。接点アーム３１が図４の
位置から図１の位置までさらに移動すると、メイン接点
３２、１５が係合し、接点アーム１４がスプリング１７
の力に抗してやや移動する。同時に、可動アーク接点ブ
レード４４が、突起２５がくぼみ４６内へスナップ嵌合
するまで、固定アーク接点ブレード２０で確実に駆動さ
れる。
【００２５】明らかなように、可動アーク接点４４は、
もどり止め３８および止め４５によってその閉鎖位置へ
確実に駆動され、突起３４および衝合片４７によってア
ーク接点の開放が確実に開始され、これら２つの駆動体
の間には空動きが与えられる。突起３４と衝合片４７の
間のスペースによって与えられる空動きと、もどり止め
３８および止め４５の一方向駆動作用とにより、スプリ
ング４８がメイン接点の開放速度とは独立してアーク接
点を急速に開くことができる。
【００２６】好ましい実施例について本発明を説明して
きたが、その精神から逸脱することなく多くの変更をな
すことができる。したがって、本発明がなんら特別の形
態あるいは実施例に限るものではなく、限定要件は特許
請求の範囲にのみ含まれることは了解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気スイッチ接点装置の断片側面図であり、メ
イン接点およびアーク接点を完全に閉じた状態で示す図
である。
【図２】図１と同様の図であり、メイン接点が約６０％
開き、アーク接点が完全に閉じたままである状態を示す
図である。
【図３】図１と同様の図であり、メイン接点およびアー
ク接点を完全に開いた状態で示す図である。
【図４】閉じている状態のスイッチを示す図であり、ア
ーク接点がたった今係合し、メイン接点が係合しようと
している状態を示す図である。
【図５】図１の電気スイッチ接点装置の正面図である。
【図６】閉じたアーク接点の断片頂面図である。
【符号の説明】
１０　　　　電源バス １１　　　　負荷バス １２　　　　取り付けブロック １３　　　　取り付けブロック １４　　　　固定メイン接点アーム １５　　　　固定メイン接点 １７　　　　スプリング ２０　　　　プレート ２２　　　　固定ポスト ２３　　　　ヘッド付きピン ２４　　　　圧縮スプリング ２５　　　　突起 ３１　　　　可動メイン接点アーム ３２　　　　可動メイン接点 ３４　　　　ピン ３５　　　　ブラケット ３６　　　　指片 ３７　　　　舌片 ３８　　　　固定ねじ ４１　　　　ブラケット ４２　　　　タブ ４３　　　　ヘッド ４４　　　　可動アーク接点 ４６　　　　くぼみ ４７　　　　衝合片 ４８　　　　スプリング ５１　　　　リンク ５２　　　　リンク

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　固定メイン接点および固定アーク接点
    と、これら固定メイン接点、固定アーク接点のそれぞれ
    と協働する可動メイン接点および可動アーク接点と、可
    動接点を固定接点と係合するように動かしてスイッチを
    閉じると共に、可動接点を固定接点から離脱させるよう
    に動かしてスイッチを開くオペレータ手段と、可動メイ
    ン接点の固定メイン接点から離れる方向への動きに応答
    して実際に可動、固定のアーク接点を分離させることな
    くアーク接点の開放を開始させる応答手段と、その後に
    高速で可動アーク接点を固定アーク接点から離れるよう
    にスナップ移動させてこれらのアーク接点を急速に開く
    弾性手段とを包含することを特徴とする電気スイッチ接
    点装置。
  2. 【請求項２】　　請求項１記載の電気スイッチ接点装置
    において、可動アーク接点がブレードを包含し、固定ア
    ーク接点が２つのプレートを包含し、アーク接点が閉じ
    るときに、ブレードが前記プレート間に挟まれ、さらに
    、前記プレートを互いに向かって押圧して間にブレード
    を把持させる弾性手段を包含し、ブレードがアーク接点
    の分離方向においてプレート間で移動してアーク接点の
    開放を開始させることを特徴とする電気スイッチ接点装
    置。
  3. 【請求項３】　　請求項２記載の電気スイッチ接点装置
    において、ブレードの両面と少なくとも一方のプレート
    に設けた協働するくぼみと突起とを包含し、アーク接点
    が完全に閉じたときにプレートを互いに向かって押圧す
    る弾性手段によって突起がくぼみ内に保持され、アーク
    接点の開放の開始時にくぼみおよび突起が係合から外れ
    るように移動することを特徴とする電気スイッチ接点装
    置。
  4. 【請求項４】　　請求項１記載の電気スイッチ接点装置
    において、前記応答手段が、少なくとも、可動メイン接
    点の固定メイン接点から離れる開放運動の最初の半分で
    不作動状態の留まり、応答手段がアーク接点の開放運動
    を開始させる前に可動メイン接点が固定メイン接点から
    離れる移動の少なくとも５０％を通じて移動することを
    特徴とする電気スイッチ接点装置。
  5. 【請求項５】　　請求項４記載の電気スイッチ接点装置
    において、応答手段が、可動メイン接点に対して固定し
    てあり、それと一緒に動くことのできる突起と、可動ア
    ーク接点に対して固定してあり、それと一緒に動くこと
    のできる衝合片とを包含し、衝合片が突起の移動経路内
    にあり、両メイン接点が閉じたときに衝合片が突起から
    隔たっていることを特徴とする電気スイッチ接点装置。
  6. 【請求項６】　　請求項４記載の電気スイッチ接点装置
    において、オペレータ手段が可動メイン接点に連結して
    あるが、可動アーク接点には連結していないことを特徴
    とする電気スイッチ接点装置。
  7. 【請求項７】　　請求項４記載の電気スイッチ接点装置
    において、可動メイン接点の開放運動の少なくとも最初
    の半分で弾性手段に張力を付与する手段を包含し、張力
    を付与された弾性手段が、アーク接点の開放の開始に応
    答して、可動アーク接点を固定アーク接点から離れるよ
    うにスナップ移動させることを特徴とする電気スイッチ
    接点装置。
  8. 【請求項８】　　請求項７記載の電気スイッチ接点装置
    において、可動メイン接点に対して固定してあってそれ
    と一緒に移動できるブラケットと、可動アーク接点に対
    して固定してあってそれと一緒に動くことのできるブラ
    ケットとを包含し、弾性手段がこれら２つのブラケット
    間に延在するスプリングであることを特徴とする電気ス
    イッチ接点装置。
  9. 【請求項９】　　請求項１記載の電気スイッチ接点装置
    において、メイン接点およびアーク接点と一緒に移動し
    てメイン接点の閉鎖運動をアーク接点に伝える協働手段
    と、この協働手段が、可動メイン接点の開放運動を可動
    アーク接点に伝えることはできないことを特徴とする電
    気スイッチ接点装置。
  10. 【請求項１０】　　請求項９記載の電気スイッチ接点装
    置において、協働手段が、可動メイン接点に対して固定
    してあってそれと一緒に移動できるもどり止めと、可動
    アーク接点に対して固定してあってそれと一緒に移動で
    きる止めとを包含し、これらもどり止めおよび止めが、
    接点の閉鎖運動を通じて、そして、接点が閉じている間
    、係合しており、可動メイン接点の開放運動の第１部分
    でもどり止めおよび止めが分離することを特徴とする電
    気スイッチ接点装置。
  11. 【請求項１１】　　請求項１記載の電気スイッチ接点装
    置において、可動メイン接点および可動アーク接点が同
    じ軸線まわりに回動できるように装着してあり、可動メ
    イン接点および可動アーク接点の各々が、他方から独立
    して前記軸線まわりに回動できることを特徴とする電気
    スイッチ接点装置。
  12. 【請求項１２】　　請求項１記載の電気スイッチ接点装
    置において、応答手段が、可動アーク接点に対して固定
    してあってそれと一緒に移動できる突起と、可動アーク
    接点に対して固定してあってそれと一緒に移動できる衝
    合片とを包含し、衝合片が突起の移動経路内にあり、可
    動メイン接点の開放運動が可動アーク接点に伝えられ、
    また、可動メイン接点の閉鎖運動を可動アーク接点に伝
    える伝達手段を包含し、この伝達手段が、可動メイン接
    点に対して固定してあってそれと一緒に移動できるもど
    り止めと、可動アーク接点に対して固定してあってそれ
    と一緒に移動できる止めとを包含し、もどり止めが止め
    と係合したときに突起が衝合片から隔たり、突起が衝合
    片と係合したときにもどり止めが止めから隔たることを
    特徴とする電気スイッチ接点装置。
JP3317302A 1990-11-21 1991-11-06 急速ブレーク・アーク接点を有する電気スイッチ接点装置 Pending JPH04267020A (ja)

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US616390 1990-11-21
US07/616,390 US5160817A (en) 1990-11-21 1990-11-21 Electrical switch contact arrangement having quick break arcing contacts

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JP3317302A Pending JPH04267020A (ja) 1990-11-21 1991-11-06 急速ブレーク・アーク接点を有する電気スイッチ接点装置

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