JPH06245597A - 過電圧保護装置 - Google Patents
過電圧保護装置Info
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- JPH06245597A JPH06245597A JP5023902A JP2390293A JPH06245597A JP H06245597 A JPH06245597 A JP H06245597A JP 5023902 A JP5023902 A JP 5023902A JP 2390293 A JP2390293 A JP 2390293A JP H06245597 A JPH06245597 A JP H06245597A
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- capacitor
- resistor
- voltage
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、過電圧吸収用コンデンサの放電
回路の半導体スイッチがオン不能になった場合でも、確
実に過電圧保護の可能な過電圧保護装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 周波数可変の電力変換装置を過電圧から保護
するために、前記周波数可変の電力変換装置の交流端子
電圧が印加されるダイオ―ド整流器と、該ダイオ―ド整
流器の出力側に接続されたコンデンサと、半導体素子と
第１の抵抗の直列回路から成り前記コンデンサの電圧が
第１の保護レベルに達した時に前記半導体素子が点弧さ
れ前記コンデンサのエネルギが放電される第１の放電回
路から構成される過電圧保護装置において、前記第１の
保護レベルより高い第２の保護レベルで自己点弧する過
電圧自己保護機能付サイリスタと直列接続される第２の
抵抗から成る第２の放電回路を設けたことを特徴とする
過電圧保護装置。
回路の半導体スイッチがオン不能になった場合でも、確
実に過電圧保護の可能な過電圧保護装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 周波数可変の電力変換装置を過電圧から保護
するために、前記周波数可変の電力変換装置の交流端子
電圧が印加されるダイオ―ド整流器と、該ダイオ―ド整
流器の出力側に接続されたコンデンサと、半導体素子と
第１の抵抗の直列回路から成り前記コンデンサの電圧が
第１の保護レベルに達した時に前記半導体素子が点弧さ
れ前記コンデンサのエネルギが放電される第１の放電回
路から構成される過電圧保護装置において、前記第１の
保護レベルより高い第２の保護レベルで自己点弧する過
電圧自己保護機能付サイリスタと直列接続される第２の
抵抗から成る第２の放電回路を設けたことを特徴とする
過電圧保護装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発電電動機の界磁巻線
を周波数可変の電力変換装置で励磁する可変速システム
の過電圧保護装置に関するものである。
を周波数可変の電力変換装置で励磁する可変速システム
の過電圧保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】サイクロコンバ―タ或いは自励式インバ
―タ等の周波数可変の電力変換装置の応用システムの一
例として可変速揚水発電システムが最近特に注目を浴び
るようになってきた。
―タ等の周波数可変の電力変換装置の応用システムの一
例として可変速揚水発電システムが最近特に注目を浴び
るようになってきた。
【０００３】可変速システムでは、周波数可変の電力変
換装置及び発電電動機の界磁巻線を過電圧から保護する
ために周波数可変の電力変換装置と発電電動機の界磁巻
線との間の線間に過電圧保護装置が設置される。過電圧
保護装置の従来例の一例を図４に示す。
換装置及び発電電動機の界磁巻線を過電圧から保護する
ために周波数可変の電力変換装置と発電電動機の界磁巻
線との間の線間に過電圧保護装置が設置される。過電圧
保護装置の従来例の一例を図４に示す。
【０００４】図４において、１ａ，１ｂは交流電源、２
はサイクロコンバ―タ或いは自励式インバ―タ等の公知
の周波数可変の電力変換装置、３は発電電動機、１０は
過電圧保護装置である。過電圧保護装置１０において、
２０はダイオ―ド整流器、３１は過電圧吸収用のコンデ
ンサ、４０ａは放電回路、４５ａは抵抗、４６ａはゲ―
トタ―ンオサイリスタ（以下、ＧＴＯと記す）、４８ａ
はＧＴＯ４６ａにオン・オフゲ―ト電流を供給するゲ―
ト回路、５１ａはコンデンサ３１の両端電圧Ｖc を検出
する過電圧検出器、５２ａはコンデンサ電圧Ｖc が所定
値以上でＧＴＯオン指令、コンデンサ電圧Ｖc が所定値
以下でＧＴＯオフ指令を出力するＧＴＯオン・オフ制御
回路である。次に図４を参照して従来の過電圧保護装置
１０の動作を説明する。
はサイクロコンバ―タ或いは自励式インバ―タ等の公知
の周波数可変の電力変換装置、３は発電電動機、１０は
過電圧保護装置である。過電圧保護装置１０において、
２０はダイオ―ド整流器、３１は過電圧吸収用のコンデ
ンサ、４０ａは放電回路、４５ａは抵抗、４６ａはゲ―
トタ―ンオサイリスタ（以下、ＧＴＯと記す）、４８ａ
はＧＴＯ４６ａにオン・オフゲ―ト電流を供給するゲ―
ト回路、５１ａはコンデンサ３１の両端電圧Ｖc を検出
する過電圧検出器、５２ａはコンデンサ電圧Ｖc が所定
値以上でＧＴＯオン指令、コンデンサ電圧Ｖc が所定値
以下でＧＴＯオフ指令を出力するＧＴＯオン・オフ制御
回路である。次に図４を参照して従来の過電圧保護装置
１０の動作を説明する。
【０００５】今仮に、何等かの原因で周波数可変の電力
変換装置２の出力に過電圧が発生すると、過電圧エネル
ギはダイオ―ド整流器２０を介して過電圧吸収装置１０
内部のコンデンサ３１に蓄積される。過電圧エネルギが
大きい場合は、コンデンサ電圧Ｖc も高くなり、コンデ
ンサ電圧Ｖc が所定値以上になるとＧＴＯ４６ａがオン
するのでコンデンサ３１に蓄積された電荷は抵抗４５ａ
とＧＴＯ４６ａの直列回路を通して放電する。コンデン
サ電圧Ｖc が所定値以下になると、ＧＴＯ４６ａはオフ
する。ここで、ＧＴＯ４６ａを使用する理由を説明す
る。ＧＴＯ４６ａ２無いと、抵抗４５ａには常時電流が
流れ損失が生じるため許容電力の大きな抵抗が必要とな
る。一方、ＧＴＯ４６ａを使用すると抵抗４５ａにはコ
ンデンサ３１の両端電圧Ｖc が所定値以上になった時し
か電流が流れないので短時間定格の抵抗で済む。
変換装置２の出力に過電圧が発生すると、過電圧エネル
ギはダイオ―ド整流器２０を介して過電圧吸収装置１０
内部のコンデンサ３１に蓄積される。過電圧エネルギが
大きい場合は、コンデンサ電圧Ｖc も高くなり、コンデ
ンサ電圧Ｖc が所定値以上になるとＧＴＯ４６ａがオン
するのでコンデンサ３１に蓄積された電荷は抵抗４５ａ
とＧＴＯ４６ａの直列回路を通して放電する。コンデン
サ電圧Ｖc が所定値以下になると、ＧＴＯ４６ａはオフ
する。ここで、ＧＴＯ４６ａを使用する理由を説明す
る。ＧＴＯ４６ａ２無いと、抵抗４５ａには常時電流が
流れ損失が生じるため許容電力の大きな抵抗が必要とな
る。一方、ＧＴＯ４６ａを使用すると抵抗４５ａにはコ
ンデンサ３１の両端電圧Ｖc が所定値以上になった時し
か電流が流れないので短時間定格の抵抗で済む。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の過
電圧保護装置１０では、以下に説明する問題があった。
例えば、何等かの原因で過電圧検出器５１ａやＧＴＯオ
ン・オフ制御回路５２ａが故障するとＧＴＯ４６ａをオ
ンすることができないので過電圧が発生しても過電圧保
護装置１０としての機能を果せなくなる。その結果、周
波数可変の電力変換装置２や発電電動機３を過電圧から
保護することができなくなり、システムに致命的な影響
を与える。また、コンデンサ３１の過電圧状態の継続時
間が長いとコンデンサ３１の爆発事故に拡大する。
電圧保護装置１０では、以下に説明する問題があった。
例えば、何等かの原因で過電圧検出器５１ａやＧＴＯオ
ン・オフ制御回路５２ａが故障するとＧＴＯ４６ａをオ
ンすることができないので過電圧が発生しても過電圧保
護装置１０としての機能を果せなくなる。その結果、周
波数可変の電力変換装置２や発電電動機３を過電圧から
保護することができなくなり、システムに致命的な影響
を与える。また、コンデンサ３１の過電圧状態の継続時
間が長いとコンデンサ３１の爆発事故に拡大する。
【０００７】本発明は、前述のような問題を解決するた
めになされたもので、過電圧吸収用コンデンサの放電回
路の半導体スイッチがオン不能になった場合でも、確実
に過電圧保護の可能な過電圧保護装置を提供することを
目的とする。
めになされたもので、過電圧吸収用コンデンサの放電回
路の半導体スイッチがオン不能になった場合でも、確実
に過電圧保護の可能な過電圧保護装置を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の過電圧保護装置は、周波数可変
の電力変換装置を過電圧から保護するために、前記周波
数可変の電力変換装置の交流端子電圧が印加されるダイ
オ―ド整流器と、該ダイオ―ド整流器の出力側に接続さ
れたコンデンサと、半導体素子と第１の抵抗の直列回路
から成り前記コンデンサの電圧が第１の保護レベルに達
した時に前記半導体素子が点弧され前記コンデンサのエ
ネルギが放電される第１の放電回路から構成される過電
圧保護装置において、前記第１の保護レベルより高い第
２の保護レベルで自己点弧する過電圧自己保護機能付サ
イリスタと直列接続される第２の抵抗から成る第２の放
電回路を設けたことを特徴とするものである。
に、本発明の請求項１の過電圧保護装置は、周波数可変
の電力変換装置を過電圧から保護するために、前記周波
数可変の電力変換装置の交流端子電圧が印加されるダイ
オ―ド整流器と、該ダイオ―ド整流器の出力側に接続さ
れたコンデンサと、半導体素子と第１の抵抗の直列回路
から成り前記コンデンサの電圧が第１の保護レベルに達
した時に前記半導体素子が点弧され前記コンデンサのエ
ネルギが放電される第１の放電回路から構成される過電
圧保護装置において、前記第１の保護レベルより高い第
２の保護レベルで自己点弧する過電圧自己保護機能付サ
イリスタと直列接続される第２の抵抗から成る第２の放
電回路を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】又、本発明の請求項２の過電圧保護装置
は、請求項１の過電圧保護装置を構成する第１の抵抗と
第２の抵抗を共用にするために、半導体素子に過電圧自
己保護機能付サイリスタを並列接続したことを特徴とし
たものである。
は、請求項１の過電圧保護装置を構成する第１の抵抗と
第２の抵抗を共用にするために、半導体素子に過電圧自
己保護機能付サイリスタを並列接続したことを特徴とし
たものである。
【００１０】更に、本発明の請求項３の過電圧保護装置
は、周波数可変の電力変換装置を過電圧から保護するた
めに、前記周波数可変の電力変換装置の交流端子電圧が
印加されるダイオ―ド整流器と、該ダイオ―ド整流器の
出力側に接続されたコンデンサと、半導体素子と第１の
抵抗の直列回路から成り前記コンデンサの電圧が第１の
保護レベルに達した時に前記半導体素子が点弧され前記
コンデンサのエネルギが放電される第１の放電回路から
構成される過電圧保護装置において、前記第１の保護レ
ベルより高い第２の保護レベルでオンするスイッチング
手段と直列接続される第２の抵抗から成る第２の放電回
路を設けたものである。
は、周波数可変の電力変換装置を過電圧から保護するた
めに、前記周波数可変の電力変換装置の交流端子電圧が
印加されるダイオ―ド整流器と、該ダイオ―ド整流器の
出力側に接続されたコンデンサと、半導体素子と第１の
抵抗の直列回路から成り前記コンデンサの電圧が第１の
保護レベルに達した時に前記半導体素子が点弧され前記
コンデンサのエネルギが放電される第１の放電回路から
構成される過電圧保護装置において、前記第１の保護レ
ベルより高い第２の保護レベルでオンするスイッチング
手段と直列接続される第２の抵抗から成る第２の放電回
路を設けたものである。
【００１１】更に又、本発明の請求項４の過電圧保護装
置は、請求項３の過電圧保護装置を構成する第１の抵抗
と第２の抵抗を共用にするために、半導体素子にスイッ
チング手段を並列接続したものである。
置は、請求項３の過電圧保護装置を構成する第１の抵抗
と第２の抵抗を共用にするために、半導体素子にスイッ
チング手段を並列接続したものである。
【００１２】
【作用】請求項１の発明においては、過電圧吸収用コン
デンサのエネルギが放電される第１の放電回路が不動作
になっても、過電圧吸収用コンデンサの端子電圧が第２
の保護レベルに達すると、第２の放電回路が動作して過
電圧吸収用コンデンサのエネルギがこの第２の放電回路
で消費されるため過電圧から保護することができる。
デンサのエネルギが放電される第１の放電回路が不動作
になっても、過電圧吸収用コンデンサの端子電圧が第２
の保護レベルに達すると、第２の放電回路が動作して過
電圧吸収用コンデンサのエネルギがこの第２の放電回路
で消費されるため過電圧から保護することができる。
【００１３】又、請求項２の発明においては、第１の放
電回路に設けられる第１の抵抗と、第２の放電回路に設
けられる第２の抵抗を共用化し、半導体素子に過電圧自
己保護機能付サイリスタを並列接続しているので、その
動作は請求項１の発明と同一であるが、第１の抵抗と第
２の抵抗を共通化したので小形化できる。
電回路に設けられる第１の抵抗と、第２の放電回路に設
けられる第２の抵抗を共用化し、半導体素子に過電圧自
己保護機能付サイリスタを並列接続しているので、その
動作は請求項１の発明と同一であるが、第１の抵抗と第
２の抵抗を共通化したので小形化できる。
【００１４】更に、請求項３の発明においては、第２の
放電回路を構成するスイッチング手段を第２の保護レベ
ルでオンさせるための手段を必要とするが、第１の放電
回路が不動作になっても、過電圧吸収用コンデンサの端
子電圧が第２の保護レベルに達すると、第２の放電回路
が動作することに変りなく、過電圧吸収用コンデンサの
エネルギをこの第２の放電回路で消費させることができ
る。
放電回路を構成するスイッチング手段を第２の保護レベ
ルでオンさせるための手段を必要とするが、第１の放電
回路が不動作になっても、過電圧吸収用コンデンサの端
子電圧が第２の保護レベルに達すると、第２の放電回路
が動作することに変りなく、過電圧吸収用コンデンサの
エネルギをこの第２の放電回路で消費させることができ
る。
【００１５】更に又、請求項４の発明においては、第１
の放電回路に設けられる第１の抵抗と、第２の放電回路
に設けられる第２の抵抗を共用化し、半導体素子にスイ
ッチング手段を並列接続しているので、その動作は請求
項３の発明と同じであるが、第１の抵抗と第２の抵抗を
共通化したので小形化できる。
の放電回路に設けられる第１の抵抗と、第２の放電回路
に設けられる第２の抵抗を共用化し、半導体素子にスイ
ッチング手段を並列接続しているので、その動作は請求
項３の発明と同じであるが、第１の抵抗と第２の抵抗を
共通化したので小形化できる。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の請求項２の一実施例の構成を
示す回路図で、図４と同一の符号を付したものはそれぞ
れ同一の要素を示しており、ここでは、その説明は省略
する。
示す回路図で、図４と同一の符号を付したものはそれぞ
れ同一の要素を示しており、ここでは、その説明は省略
する。
【００１７】この図１において、４５ｂは抵抗、４７は
過電圧自己保護機能付サイリスタで、アノ―ドとカソ―
ド間にブレ―クオ―バ電圧以上の電圧が印加されると自
己点弧する機能を持つものであり、ＧＴＯ４６ａの過電
圧動作レベルより高いレベルで自己点弧するものとす
る。何等かの原因でＧＴＯ４６ａが不動作になった後、
過電圧エネルギがコンデンサ３１に注入されると、コン
デンサ電圧Ｖc が上昇し、過電圧保護機能付サイリスタ
４７はブレ―クオ―バ電圧で自己点弧する。従って、Ｇ
ＴＯ４６ａが不動作の場合でも確実に過電圧を保護する
ことができる。
過電圧自己保護機能付サイリスタで、アノ―ドとカソ―
ド間にブレ―クオ―バ電圧以上の電圧が印加されると自
己点弧する機能を持つものであり、ＧＴＯ４６ａの過電
圧動作レベルより高いレベルで自己点弧するものとす
る。何等かの原因でＧＴＯ４６ａが不動作になった後、
過電圧エネルギがコンデンサ３１に注入されると、コン
デンサ電圧Ｖc が上昇し、過電圧保護機能付サイリスタ
４７はブレ―クオ―バ電圧で自己点弧する。従って、Ｇ
ＴＯ４６ａが不動作の場合でも確実に過電圧を保護する
ことができる。
【００１８】以上の説明では、第１の放電手段としてＧ
ＴＯを、第２の放電手段として過電圧自己保護機能付サ
イリスタを使用して説明したが、第１の放電手段に使用
する半導体はＧＴＯに限定されるものではなくサイリス
タ等の他の半導体スイッチでもよく、又、図２に示すよ
うに放電抵抗を共用してもよい。又第２の放電手段とし
ては過電圧自己保護機能付サイリスタに限定されるもの
ではなく、アレスタ或いは機械的スイッチでもよい。
ＴＯを、第２の放電手段として過電圧自己保護機能付サ
イリスタを使用して説明したが、第１の放電手段に使用
する半導体はＧＴＯに限定されるものではなくサイリス
タ等の他の半導体スイッチでもよく、又、図２に示すよ
うに放電抵抗を共用してもよい。又第２の放電手段とし
ては過電圧自己保護機能付サイリスタに限定されるもの
ではなく、アレスタ或いは機械的スイッチでもよい。
【００１９】機械的スイッチの場合は、図３に示すよう
に機械的スイッチ４９、第２の過電圧検出器５１ｂ及び
コンデンサ電圧Ｖc が所定値以上で機械的スイッチをオ
ン、所定値以下で機械的スイッチをオフさせるスイッチ
オン・オフ制御回路５２ｂを付加する。
に機械的スイッチ４９、第２の過電圧検出器５１ｂ及び
コンデンサ電圧Ｖc が所定値以上で機械的スイッチをオ
ン、所定値以下で機械的スイッチをオフさせるスイッチ
オン・オフ制御回路５２ｂを付加する。
【００２０】
【発明の効果】以上説明のように、請求項１乃至請求項
４の発明によれば、過電圧吸収用コンデンサの放電回路
の半導体スイッチがオンオフ不能になった場合には、第
２の放電手段を動作させるので確実に過電圧保護可能な
過電圧保護を提供することができる。従って、周波数可
変の電力変換装置や発電電動機に致命的影響を与えるこ
となくシステムの過電圧保護が可能となる。
４の発明によれば、過電圧吸収用コンデンサの放電回路
の半導体スイッチがオンオフ不能になった場合には、第
２の放電手段を動作させるので確実に過電圧保護可能な
過電圧保護を提供することができる。従って、周波数可
変の電力変換装置や発電電動機に致命的影響を与えるこ
となくシステムの過電圧保護が可能となる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す構成図。
【図２】本発明の要部を示す他の実施例の構成図。
【図３】本発明の更に他の実施例の構成を示す構成図。
【図４】従来の過電圧保護装置を示す構成図。
１ａ，１ｂ …交流電源、 １０ …過電圧保護装置、 ２ …周波数可変の電力変換装置、 ２０ …ダイオ―ド整流器、 ３ …発電電動機 ３１ …過電圧吸収用コンデンサ ４０ａ，４０ｂ …放電回路、 ４５ａ，４５ｂ …抵抗、 ４６ａ …ＧＴＯ、 ４７ …過電圧自己保護機能付サイリ
スタ、 ４８ａ …ゲ―ト回路、 ４９ …機械的スイッチ、 ５１ａ，５１ｂ …過電圧検出器、 ５２ａ …ＧＴＯオンヤ・オフ制御回路
スタ、 ４８ａ …ゲ―ト回路、 ４９ …機械的スイッチ、 ５１ａ，５１ｂ …過電圧検出器、 ５２ａ …ＧＴＯオンヤ・オフ制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｍ 9181−5Ｈ
Claims (4)
- 【請求項１】 周波数可変の電力変換装置を過電圧か
ら保護するために、前記周波数可変の電力変換装置の交
流端子電圧が印加されるダイオ―ド整流器と、該ダイオ
―ド整流器の出力側に接続されたコンデンサと、半導体
素子と第１の抵抗の直列回路から成り前記コンデンサの
電圧が第１の保護レベルに達した時に前記半導体素子が
点弧され前記コンデンサのエネルギが放電される第１の
放電回路から構成される過電圧保護装置において、前記
第１の保護レベルより高い第２の保護レベルで自己点弧
する過電圧自己保護機能付サイリスタと直列接続される
第２の抵抗から成る第２の放電回路を設けたことを特徴
とする過電圧保護装置。 - 【請求項２】 前記第１の抵抗と前記第２の抵抗を共
用とし、前記半導体素子と前記過電圧自己保護機能付サ
イリスタを並列接続した請求項１の過電圧保護装置。 - 【請求項３】 周波数可変の電力変換装置を過電圧か
ら保護するために、前記周波数可変の電力変換装置の交
流端子電圧が印加されるダイオ―ド整流器と、該ダイオ
―ド整流器の出力側に接続されたコンデンサと、半導体
素子と第１の抵抗の直列回路から成り前記コンデンサの
電圧が第１の保護レベルに達した時に前記半導体素子が
点弧され前記コンデンサのエネルギが放電される第１の
放電回路から構成される過電圧保護装置において、前記
第１の保護レベルより高い第２の保護レベルでオンする
スイッチング手段と直列接続される第２の抵抗から成る
第２の放電回路を設けたことを特徴とする過電圧保護装
置。 - 【請求項４】 前記第１の抵抗と前記第２の抵抗を共
用とし、前記半導体素子と前記スイッチング手段を並列
接続した請求項３の過電圧保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5023902A JPH06245597A (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 過電圧保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5023902A JPH06245597A (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 過電圧保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06245597A true JPH06245597A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12123403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5023902A Pending JPH06245597A (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 過電圧保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06245597A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007244136A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Hitachi Ltd | 二次励磁発電システム用電力変換装置 |
| JP2011050167A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Hitachi Ltd | 二次励磁型発電システム |
-
1993
- 1993-02-12 JP JP5023902A patent/JPH06245597A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007244136A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Hitachi Ltd | 二次励磁発電システム用電力変換装置 |
| JP2011050167A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Hitachi Ltd | 二次励磁型発電システム |
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