JPH11337591A - 直流電流検出装置 - Google Patents
直流電流検出装置Info
- Publication number
- JPH11337591A JPH11337591A JP10165885A JP16588598A JPH11337591A JP H11337591 A JPH11337591 A JP H11337591A JP 10165885 A JP10165885 A JP 10165885A JP 16588598 A JP16588598 A JP 16588598A JP H11337591 A JPH11337591 A JP H11337591A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】測定電路に交流電流成分が混入していても，直
流電流成分を精度良く検出することが可能な直流電流測
定装置を得る。 【構成】過飽和鉄心を持った２個の変流器の３次巻線
を，交流励磁電源で飽和状態に互いに逆向きに励磁して
おき，２個の変流器の２次巻線の出力電圧を加算したピ
ーク電圧を測定期間を区切って計測し，その絶対値の差
から２個の変流器の１次巻線に流れる直流電流を検出す
る装置において，計測した直流電流が，測定期間毎に変
動して出力する場合に，前記過飽和鉄心を持った変流器
の励磁電源の周波数を，他の周波数に切り替えるように
した。
流電流成分を精度良く検出することが可能な直流電流測
定装置を得る。 【構成】過飽和鉄心を持った２個の変流器の３次巻線
を，交流励磁電源で飽和状態に互いに逆向きに励磁して
おき，２個の変流器の２次巻線の出力電圧を加算したピ
ーク電圧を測定期間を区切って計測し，その絶対値の差
から２個の変流器の１次巻線に流れる直流電流を検出す
る装置において，計測した直流電流が，測定期間毎に変
動して出力する場合に，前記過飽和鉄心を持った変流器
の励磁電源の周波数を，他の周波数に切り替えるように
した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本件発明は，過飽和鉄心を持った
変流器を飽和状態に交流励磁しておき，２次巻線の出力
のピークを測定して１次巻線に流れる直流電流の大きさ
を検出する直流電流検出装置に関し，特に直流電路の直
流地絡電流を，より正確に測定する，直流電流検出装置
に関する。
変流器を飽和状態に交流励磁しておき，２次巻線の出力
のピークを測定して１次巻線に流れる直流電流の大きさ
を検出する直流電流検出装置に関し，特に直流電路の直
流地絡電流を，より正確に測定する，直流電流検出装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の直流電流検出装置，特に直流電路
の直流地絡電流を検出する装置を図２に示す。図２にお
いて，センサ１，２は，過飽和鉄心を持った２個の変流
器であり，それぞれ２次巻線と３次巻線を有しており，
直流電路は共通としてある。３次巻線１，２は，それぞ
れの鉄心に対し逆向きに励磁されるよう接続されてお
り，交流励磁電圧で飽和状態に励磁してある。２次巻線
は直流電路の励磁に対する出力電圧を加算する向きに直
列に接続され，信号処理回路に出力され，図では，２本
の１次巻線に流れる直流電流の差，すなわち，漏洩電流
Ｉｇを検出するようにしている。
の直流地絡電流を検出する装置を図２に示す。図２にお
いて，センサ１，２は，過飽和鉄心を持った２個の変流
器であり，それぞれ２次巻線と３次巻線を有しており，
直流電路は共通としてある。３次巻線１，２は，それぞ
れの鉄心に対し逆向きに励磁されるよう接続されてお
り，交流励磁電圧で飽和状態に励磁してある。２次巻線
は直流電路の励磁に対する出力電圧を加算する向きに直
列に接続され，信号処理回路に出力され，図では，２本
の１次巻線に流れる直流電流の差，すなわち，漏洩電流
Ｉｇを検出するようにしている。
【０００３】
【従来の技術の問題点と課題】図２に示す従来例では，
１次電路に交流漏洩電流ｉｇが流れており，且つｉｇ
が，励磁電圧の周波数の整数倍に非常に近い周波数成分
である場合，直流電流検出が困難になるという問題点が
あった。
１次電路に交流漏洩電流ｉｇが流れており，且つｉｇ
が，励磁電圧の周波数の整数倍に非常に近い周波数成分
である場合，直流電流検出が困難になるという問題点が
あった。
【０００４】例えば，励磁電圧は９０Ｈｚの周波数であ
り，１次電路には，商用電源５０，６０Ｈｚの整数倍の
１８０Ｈｚ，４５０Ｈｚ，５４０Ｈｚ等の周波数の交流
漏洩電流が流れている場合である。これらの周波数は，
商用電源から整流されて直流電圧を得る過程で，リップ
ル電流が発生することで起こるもので，対地静電容量を
通じて直流電路に浸入する場合がある。
り，１次電路には，商用電源５０，６０Ｈｚの整数倍の
１８０Ｈｚ，４５０Ｈｚ，５４０Ｈｚ等の周波数の交流
漏洩電流が流れている場合である。これらの周波数は，
商用電源から整流されて直流電圧を得る過程で，リップ
ル電流が発生することで起こるもので，対地静電容量を
通じて直流電路に浸入する場合がある。
【０００５】励磁電圧は，検出装置内で発生しており，
商用電源は，発，変電所で周波数を調整しているので，
交流漏洩電流の周波数成分は，完全には励磁電圧の周波
数の整数倍にはならず，若干のずれが発生する。
商用電源は，発，変電所で周波数を調整しているので，
交流漏洩電流の周波数成分は，完全には励磁電圧の周波
数の整数倍にはならず，若干のずれが発生する。
【０００６】さて，図２に示す，従来例での直流電流の
測定をタイムチャートで説明すると，図５のようにな
る。
測定をタイムチャートで説明すると，図５のようにな
る。
【０００７】図５は，交流漏洩電流のない場合の例であ
り，励磁電圧の周波数に同期して，１次電路に流れる直
流漏洩電流に応じ，図のｖｐ＋とｖｐ−の３次巻線出力
が発生する。信号処理回路では，ｖｐ＋とｖｐ−の絶対
値の差を計算して，１次電路に流れている直流漏洩電流
の大きさを検出する。
り，励磁電圧の周波数に同期して，１次電路に流れる直
流漏洩電流に応じ，図のｖｐ＋とｖｐ−の３次巻線出力
が発生する。信号処理回路では，ｖｐ＋とｖｐ−の絶対
値の差を計算して，１次電路に流れている直流漏洩電流
の大きさを検出する。
【０００８】図６は，交流漏洩電流がある場合の，図５
に相当するタイムチャートである。交流漏洩電流の周波
数ｆｓは，励磁電圧の周波数の２倍に近い場合である。
この場合，センサの２次巻線の出力波形は，交流漏洩電
流と直流漏洩電流による波形が重畳したような波形とな
り，直流電流により発生するパルス状の波形は，交流漏
洩電流の出力位相に対して，除々に位相ずれして重畳さ
れることとなり，ある測定期間におけるｖｐ＋とｖｐ−
の差はほぼ一定であるが，また別の測定期間におけるｖ
ｐ＋とｖｐ−の絶対値の差の値は，先の測定期間の値と
は，微かなずれが積み重なることにより，周期的に変動
し，正確な直流漏洩電流を安定して測れない。そこで，
本件の発明は，上述のように，１次側直流電路に，励磁
電圧の周波数の整数倍に近い周波数成分の交流漏洩電流
がある場合で も，直流漏洩電流を正確に安定して測定
することが可能な直流検出装置を得ることを課題として
いる。
に相当するタイムチャートである。交流漏洩電流の周波
数ｆｓは，励磁電圧の周波数の２倍に近い場合である。
この場合，センサの２次巻線の出力波形は，交流漏洩電
流と直流漏洩電流による波形が重畳したような波形とな
り，直流電流により発生するパルス状の波形は，交流漏
洩電流の出力位相に対して，除々に位相ずれして重畳さ
れることとなり，ある測定期間におけるｖｐ＋とｖｐ−
の差はほぼ一定であるが，また別の測定期間におけるｖ
ｐ＋とｖｐ−の絶対値の差の値は，先の測定期間の値と
は，微かなずれが積み重なることにより，周期的に変動
し，正確な直流漏洩電流を安定して測れない。そこで，
本件の発明は，上述のように，１次側直流電路に，励磁
電圧の周波数の整数倍に近い周波数成分の交流漏洩電流
がある場合で も，直流漏洩電流を正確に安定して測定
することが可能な直流検出装置を得ることを課題として
いる。
【０００９】
【課題を達成するための手段】そのため，本件の発明
は，過飽和鉄心を持った２個の変流器の３次巻線を，交
流電原で飽和状態に互いに逆向きに励磁しておき，２個
の変流器の２次巻線の出力電圧を加算したピーク電圧を
測定期間を区切って計測し，その絶対値の差から２個の
変流器の１次巻線に流れる直流電流を検出する装置にお
いて，計測した直流電流 が，測定期間毎に変動して出
力する場合に，前記過飽和鉄心を持った変流器の励磁電
原の周波数を，他の周波数に切り換えるようにしたもの
である。
は，過飽和鉄心を持った２個の変流器の３次巻線を，交
流電原で飽和状態に互いに逆向きに励磁しておき，２個
の変流器の２次巻線の出力電圧を加算したピーク電圧を
測定期間を区切って計測し，その絶対値の差から２個の
変流器の１次巻線に流れる直流電流を検出する装置にお
いて，計測した直流電流 が，測定期間毎に変動して出
力する場合に，前記過飽和鉄心を持った変流器の励磁電
原の周波数を，他の周波数に切り換えるようにしたもの
である。
【００１０】
【作用】それにより，前述のｖｐ＋とｖｐ−の絶対値の
差の変動が測定周期より早くなり，ｖｐ＋とｖｐ−の絶
対値の差が一定して出力されるようになり，正確に安定
して測定できるようになる。
差の変動が測定周期より早くなり，ｖｐ＋とｖｐ−の絶
対値の差が一定して出力されるようになり，正確に安定
して測定できるようになる。
【００１１】
【実施例の説明】図１に，本件発明の実施例を示す。図
１において，センサ１，２はそれぞれ過飽和鉄心に２次
巻線１，２と３次巻線１，２を巻回したもので，同一の
ものを直流電路を１次導体として貫通させてある。セン
サ１，２の３次巻線は，励磁電源ｆ１，またはｆ２によ
り，鉄心を過飽和状態に励磁され，センサ１とセンサ２
の励磁方向が逆向きになるよう励磁電源に接続されてい
る。２次巻線１，２は，直流電路の電流による鉄心の起
磁力により発生する電圧がそれぞれ加算されるよう直列
に接続され，信号処理回路に接続され，２次巻線の出力
の大きさを測定すると同時に，信号処理回路から出力変
動測定回路にも出力される。出力変動測定回路は，信号
処理回路の出力がある所定の期間毎に，変動がある場
合，励磁電源の周波数ｆ１，ｆ２を切り換えるよう構成
されている。
１において，センサ１，２はそれぞれ過飽和鉄心に２次
巻線１，２と３次巻線１，２を巻回したもので，同一の
ものを直流電路を１次導体として貫通させてある。セン
サ１，２の３次巻線は，励磁電源ｆ１，またはｆ２によ
り，鉄心を過飽和状態に励磁され，センサ１とセンサ２
の励磁方向が逆向きになるよう励磁電源に接続されてい
る。２次巻線１，２は，直流電路の電流による鉄心の起
磁力により発生する電圧がそれぞれ加算されるよう直列
に接続され，信号処理回路に接続され，２次巻線の出力
の大きさを測定すると同時に，信号処理回路から出力変
動測定回路にも出力される。出力変動測定回路は，信号
処理回路の出力がある所定の期間毎に，変動がある場
合，励磁電源の周波数ｆ１，ｆ２を切り換えるよう構成
されている。
【００１２】図１の直流電路において，交流漏洩電流ｉ
ｇがなく，直流漏洩電流Ｉｇもない場合，励磁電源によ
るセンサ１，２の起磁力の向きは，センサ１，２で互い
に逆向きになるから，２次巻線１，２に逆向きの電圧が
発生し，互いに打ち消し合って信号処理回路への出力電
圧は発生しない。
ｇがなく，直流漏洩電流Ｉｇもない場合，励磁電源によ
るセンサ１，２の起磁力の向きは，センサ１，２で互い
に逆向きになるから，２次巻線１，２に逆向きの電圧が
発生し，互いに打ち消し合って信号処理回路への出力電
圧は発生しない。
【００１３】次に，交流漏洩電流ｉｇがなく，直流漏洩
電流Ｉｇのみが直流電路にある場合には，前述の理由に
より，励磁電源による２次巻線１，２の加算出力はそれ
ぞれ打ち消されてなくなり直流電路の直流漏洩電流Ｉｇ
のみによる出力が，励磁電原のゼロクロス毎に図５のよ
うに現れる。信号処理回路では，測定期間（通常，励磁
電圧の周波数の数サイクル分）内での電圧のピークｖｐ
＋とｖｐ−の絶対値の差を測定し，その値で，直流電路
の漏洩電流を計算し，出力表示する。この場合，常にｖ
ｐ＋とｖｐ−は，直流漏洩電流Ｉｇが変動しない限り一
定となるので，信号処理出力も同一の値となる。出力変
動測定回路は，信号処理出力が変動しないので，励磁電
源の周波数を切り換えない。
電流Ｉｇのみが直流電路にある場合には，前述の理由に
より，励磁電源による２次巻線１，２の加算出力はそれ
ぞれ打ち消されてなくなり直流電路の直流漏洩電流Ｉｇ
のみによる出力が，励磁電原のゼロクロス毎に図５のよ
うに現れる。信号処理回路では，測定期間（通常，励磁
電圧の周波数の数サイクル分）内での電圧のピークｖｐ
＋とｖｐ−の絶対値の差を測定し，その値で，直流電路
の漏洩電流を計算し，出力表示する。この場合，常にｖ
ｐ＋とｖｐ−は，直流漏洩電流Ｉｇが変動しない限り一
定となるので，信号処理出力も同一の値となる。出力変
動測定回路は，信号処理出力が変動しないので，励磁電
源の周波数を切り換えない。
【００１４】次に，図１の直流電路に，直流漏洩電流Ｉ
ｇと交流漏洩電流ｉｇがあり，しかも，交流漏洩電流ｉ
ｇの周波数が，励磁電流の周波数の整数倍である場合，
例えば，当初，励磁電源の周波数がｆ１側にあり，ｆ１
の周波数は９０Ｈｚであるとする。そしてｉｇの漏洩電
流の周波数はｆ１の２倍の周波数１８０Ｈｚよりやや低
い（周期がｆ１の１／２よりほんの少し長い）場合を設
定する。商用電源の周波数が６０Ｈｚ地域の場合，丁
度，約３倍の高調波となり，しかも，商用電源の周波数
は，微妙に変動するから，このような状態は通常起こり
うる。
ｇと交流漏洩電流ｉｇがあり，しかも，交流漏洩電流ｉ
ｇの周波数が，励磁電流の周波数の整数倍である場合，
例えば，当初，励磁電源の周波数がｆ１側にあり，ｆ１
の周波数は９０Ｈｚであるとする。そしてｉｇの漏洩電
流の周波数はｆ１の２倍の周波数１８０Ｈｚよりやや低
い（周期がｆ１の１／２よりほんの少し長い）場合を設
定する。商用電源の周波数が６０Ｈｚ地域の場合，丁
度，約３倍の高調波となり，しかも，商用電源の周波数
は，微妙に変動するから，このような状態は通常起こり
うる。
【００１５】このような場合，センサ１，２の２次巻線
１，２から信号処理回路への出力は，前述の従来例のよ
うに図６のようになり，ある測定期間のｖｐ＋とｖｐ−
と，別の測定期間のｖｐ＋とｖｐ−には差が出来るこ
ととなり，測定期間毎に出力が変動することになる。信
号処理回路の出力が変動しているので，出力変動測定回
路は，励磁電源の周波数をｆ１からｆ２に切り換えるよ
うに働く。ｆ２を例えば，１５０Ｈｚとした場合，３次
巻線出力は，図４のようになる。
１，２から信号処理回路への出力は，前述の従来例のよ
うに図６のようになり，ある測定期間のｖｐ＋とｖｐ−
と，別の測定期間のｖｐ＋とｖｐ−には差が出来るこ
ととなり，測定期間毎に出力が変動することになる。信
号処理回路の出力が変動しているので，出力変動測定回
路は，励磁電源の周波数をｆ１からｆ２に切り換えるよ
うに働く。ｆ２を例えば，１５０Ｈｚとした場合，３次
巻線出力は，図４のようになる。
【００１６】すなわち，図４のように，信号処理回路の
測定期間内に，ほぼ同一のｖｐ＋，ｖｐ−が必ず一度は
発生するようになり，測定期間が変わってもｖｐ＋とｖ
ｐ−の差を，ほぼ一定とすることが出来る。
測定期間内に，ほぼ同一のｖｐ＋，ｖｐ−が必ず一度は
発生するようになり，測定期間が変わってもｖｐ＋とｖ
ｐ−の差を，ほぼ一定とすることが出来る。
【００１７】したがって，直流電路に，交流漏洩電流成
分があっても，励磁電源のｆ１，ｆ２を商用電源の周波
数に対して適当に設定することで，精度よく，直流漏洩
電流を測定することが可能となる。
分があっても，励磁電源のｆ１，ｆ２を商用電源の周波
数に対して適当に設定することで，精度よく，直流漏洩
電流を測定することが可能となる。
【００１８】図３は，本件発明の動作のフローチャート
である。測定を開始すると，まず，一番最初の励磁電流
周波数を，例えば，ｆ１のように決めて測定を開始す
る。信号処理回路は，測定期間内のセンサ１，２の出力
のｖｐ＋，ｖｐ−の絶対値の差を計測し，出力変動測定
回路に出力する。出力変動測定回路は，測定期間内の出
力値に変動がなければ，測定結果を表示してから測定を
継続する。もし，測定期間内の出力値に変動があれば，
出力変動測定回路は，励磁電流周波数をｆ２に切り換え
てから測定を継続する構成となっている。
である。測定を開始すると，まず，一番最初の励磁電流
周波数を，例えば，ｆ１のように決めて測定を開始す
る。信号処理回路は，測定期間内のセンサ１，２の出力
のｖｐ＋，ｖｐ−の絶対値の差を計測し，出力変動測定
回路に出力する。出力変動測定回路は，測定期間内の出
力値に変動がなければ，測定結果を表示してから測定を
継続する。もし，測定期間内の出力値に変動があれば，
出力変動測定回路は，励磁電流周波数をｆ２に切り換え
てから測定を継続する構成となっている。
【００１９】
【効果】本発明は，以上の実施例のように構成されてい
るので，以下に記載されるような効果を奏する。図１に
おいて，センサ１，２はそれぞれ過飽和鉄心に２次巻線
１，２と３次巻線１，２を巻回したもので，同一のもの
を直流電路を１次導体として貫通してある。センサ１，
２の３次巻線は，励磁電源ｆ１，またはｆ２により，鉄
心を過飽和状態に励磁され，センサ１とセンサ２の励磁
方向が逆向きになるよう励磁電源に接続されている。２
次巻線１，２は，直流電路の電流による鉄心の起磁力に
より発生する電圧がそれぞれ加算されるよう直列に接続
され，信号処理回路に接続され，２次巻線の出力の大き
さを測定すると同時に，出力変動測定回路にも出力され
る。出力変動回路は，信号処理回路の出力がある所定の
期間毎に，変動がある場合励磁電源の周波数ｆ１，ｆ２
を切り換えるよう構成されているので，測定結果に変動
がないように切り換わっていくので，ｖｐ＋とｖｐ−の
絶対値の差が一定して出力されるようになり，１次巻線
に流れる直流電流を正確に安定して測定できるようにな
る効果がある。
るので，以下に記載されるような効果を奏する。図１に
おいて，センサ１，２はそれぞれ過飽和鉄心に２次巻線
１，２と３次巻線１，２を巻回したもので，同一のもの
を直流電路を１次導体として貫通してある。センサ１，
２の３次巻線は，励磁電源ｆ１，またはｆ２により，鉄
心を過飽和状態に励磁され，センサ１とセンサ２の励磁
方向が逆向きになるよう励磁電源に接続されている。２
次巻線１，２は，直流電路の電流による鉄心の起磁力に
より発生する電圧がそれぞれ加算されるよう直列に接続
され，信号処理回路に接続され，２次巻線の出力の大き
さを測定すると同時に，出力変動測定回路にも出力され
る。出力変動回路は，信号処理回路の出力がある所定の
期間毎に，変動がある場合励磁電源の周波数ｆ１，ｆ２
を切り換えるよう構成されているので，測定結果に変動
がないように切り換わっていくので，ｖｐ＋とｖｐ−の
絶対値の差が一定して出力されるようになり，１次巻線
に流れる直流電流を正確に安定して測定できるようにな
る効果がある。
【図１】請求項１記載の本発明の一実施例による直流電
流検出装置の構成図である。
流検出装置の構成図である。
【図２】従来の直流電流検出装置，特に，直流電路の直
流地絡電流を検出する装置の構成図である。
流地絡電流を検出する装置の構成図である。
【図３】請求項１記載の本発明の一実施例による直流電
流検出装置の動作のフローチャートである。
流検出装置の動作のフローチャートである。
【図４】請求項１記載の本発明の一実施例による直流電
流検出装置においてｆ１の整数倍の交流漏洩電流がある
ときにｆ１をｆ２に切り換えた時の波形の出力のタイム
チャートである。
流検出装置においてｆ１の整数倍の交流漏洩電流がある
ときにｆ１をｆ２に切り換えた時の波形の出力のタイム
チャートである。
【図５】従来の直流電流検出装置における波形の出力の
タイムチャートである。
タイムチャートである。
【図６】従来の直流電流検出装置においてｆ１のほぼ２
倍の周波数の交流漏洩電流がある場合の波形の出力のタ
イムチャートである。
倍の周波数の交流漏洩電流がある場合の波形の出力のタ
イムチャートである。
Claims (1)
- 【請求項１】 過飽和鉄心を持った２個の変流器の３次
巻線を，交流励磁電源で飽和状態に互いに逆向きに励磁
しておき，２個の変流器の２次巻線の出力電圧を加算し
たピーク電圧を測定期間を区切って計測し，その絶対値
の差から２個の変流器の１次巻線に流れる直流電流を検
出する装置において，計測した直流電流が，測定期間毎
に変動して出力する場合に，前記過飽和鉄心を持った変
流器の励磁電原の周波数を，他の周波数に切り換えるよ
うにしたことを特徴とする直流電流検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10165885A JPH11337591A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 直流電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10165885A JPH11337591A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 直流電流検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11337591A true JPH11337591A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15820835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10165885A Pending JPH11337591A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 直流電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11337591A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100370262C (zh) * | 2003-06-02 | 2008-02-20 | 西北核技术研究所 | 电缆芯线电流探测器 |
| JP2008519269A (ja) * | 2004-11-05 | 2008-06-05 | ダンフィシク アクティーゼルスカブ | 電流測定のための検出回路 |
| CN102435810A (zh) * | 2011-09-14 | 2012-05-02 | 北京国基科技股份有限公司 | 一种交流电中检测直流分量的方法及装置 |
| CN102981035A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-03-20 | 宁夏电力公司电力科学研究院 | 电流钳及电能质量监测装置 |
| WO2016002216A1 (ja) * | 2014-07-04 | 2016-01-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電流検出装置および電流検出方法 |
| WO2018111400A1 (en) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | General Electric Company | Dc leakage current detector and method of operation thereof for leakage current detector in dc power circuits |
-
1998
- 1998-05-28 JP JP10165885A patent/JPH11337591A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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