KR101685024B1

KR101685024B1 - 부하측정장치

Info

Publication number: KR101685024B1
Application number: KR1020160011722A
Authority: KR
Inventors: 장원
Original assignee: 주식회사 케이지에스
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2016-12-09

Abstract

본 발명은 부하를 측정하는 부하측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부공간이 형성되어 있는 직사각형의 컨테이너박스와, 상기 컨테이너박스의 내부에 길이방향을 따라 양측으로 배치되는 다수 개의 리액터로 이루어진 리액터 그룹과, 상기 리액터 그룹의 상부에 설치되는 핀히터 팬과, 상기 핀히터 팬 상부에 설치되는 핀히터로 이루어지되, 상기 컨테이너박스의 상면에는 상부덮개가 설치되어 있어, 핀히터에 의해 발생되는 열을 외부로 배출시키기 위하여 핀히터 팬이 작동하면 상기 상부덮개가 개방되는 것을 특징인 부하측정장치에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 부하측정기 내부의 메인 케이블 단자(bus bar)의 공간을 최소한으로 줄이고 단자의 하부에 리액터를 배치함으로서, 리액터와 리액터 사이의 공간을 최대화 하고, 리액터에서 발생하는 열을 최소화 하기 위해 리액터 쿨링팬의 용량과 쿨링 파이프를 입체적으로 설계하여 풍압을 최대한 높였으며, 리액터는 높은 풍압을 통해 일정한 쿨링 온도를 유지할 수 있는 현저한 효과가 있다.

Description

부하측정장치{Load measuring apparatus}

본 발명은 부하측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하측정장치 내부의 메인 케이블 단자의 공간을 최소한으로 줄이고 단자의 하부에 리액터를 배치하여, 리액터와 리액터 사이의 공간을 최대화하여 리액터에서 발생하는 열을 최소화하는 부하측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 공개특허공보 공개번호 제10-2015-0059286의 컨테이너형 로드뱅크 장치에 의하면, 부하저항기(Load bank, 이하 로드뱅크)는 발전기나 무정전 전원장치(UPS)와 같은 전력원을 시험하기 위한 전기 부하들을 제공하기 위해 고안된 장치이다.

이러한 로드뱅크는 발전기의 테스트, 무정전 전원장치의 테스트, 배터리 시스템 테스트 및 터빈 공장 테스트 등에 적용될 수 있다.

즉, 로드뱅크는 발전기, 연료전지, 태양전지, 풍력발전기 등의 전력발생장치나 배터리, UPS, 인버터, 변압기 등의 전력변환장치를 시험하기 위한 장치로 사용되고 있다.

이에, 본 출원인은 로드뱅크를 EXBANK(상표등록번호 제1125069호)라고 상표를 등록하는 등 다각적인 방향으로 로드뱅크 시장의 선두주자로서 입지를 다지고 있다.

이러한 로드뱅크의 종래기술로서 공개특허공보 공개번호 제10-2015-0059286의 컨테이너형 로드뱅크 장치에 의하면, 무정전 전원장치(UPS)를 검사하는 로드뱅크 장치에 있어서, 냉각에어가 흡입 및 배기되는 구조를 갖는 하우징; 상기 하우징에 구비되는 레지스터 박스; 및 상기 레지스터 박스와 연결되는 리액터 박스;를 포함하는 컨테이너형 로드뱅크 장치라고 기재되어 있다.

또한, 다른 종래기술로서 등록실용신안공보 등록번호 제0452939호에 일면이 개방된 박스형 구조의 본체프레임과 본체프레임의 개방된 일면을 중심으로 양측에 흡기덕트와 배기덕트를 각각 구비하며, 흡기덕트와 배기덕트 중 적어도 하나의 내측에 송풍팬이 설치되고, 상,하측 내면에 각각 복수의 고정라이너가 설치되되, 고정라이너는 나사홀을 형성한 구조로 이루어져 나사홀을 본체프레임의 개방된 일면에 배치시키는 상태로 설치되고, 단위저항기의 상,하부 프레임의 상부 및 하부에 각각 고정면이 구비되어 상,하부 고정면에 각각 상,하부 고정라이너의 나사홀을 노출하기 위한 개방구가 형성되며, 커버의 상,하단에 개방구와 통하기 위한 고정홀이 형성되어, 고정볼트가 고정홀 및 개방구를 차례로 통과하여 고정라이너의 나사홀에 나사 결합되는된 본체프레임 및 본체프레임의 개방된 일면을 통해 슬라이딩 방식으로 결합되어 개별 수납되는 복수의 단위저항기를 포함하며, 단위저항기는 상,하부 프레임과 상,하부 프레임의 사이에 설치되는 저항체와 저항체를 외부와 차단하는 상태로 상,하부 프레임의 전방부에 결합되는 커버와 커버의 전면에 저항체와 접속되는 상태로 결합되는 메인단자부를 포함하는 슬라이딩형 단위저항기를 구비하는 부하저항기에 있어서, 단위저항기의 상,하부 프레임의 사이에 복수의 지지바가 수직 방향으로 설치되며, 저항체는 판상으로 이루어져, 판상의 저항체가 상,하부 프레임의 길이 방향을 따라 배열되는 동시에 폭 방향을 양단을 지지바에 끼워 지지하는 상태로 상측 방향으로 적층되어 설치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩형 단위저항기를 구비하는 부하저항기라고 기재되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 부하저항장치는 염분(Na-Cl)에 의한 부식 방지 및 작업현장의 과도한 미세 먼지 유입을 방지할 수 있는 시스템이 없다 보니, 사용 중 이러한 원인 등으로 발생한 화재로 인한 인명사고 등, 크고 작은 안전사고가 지속적으로 발생되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 부하측정장치 내부의 메인 케이블 단자(bus bar)의 공간을 최소한으로 줄이고 단자의 하부에 리액터를 배치함으로서, 리액터와 리액터 사이의 공간을 최대화하고, 리액터에서 발생하는 열을 최소화하기 위해 리액터 쿨링팬의 용량과 쿨링 파이프를 입체적으로 설계하여 풍압을 최대한 높였으며, 리액터는 높은 풍압을 통해 일정한 쿨링 온도를 유지할 수 있는 부하측정장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명 부하를 측정하는 부하측정장치는 내부공간이 형성되어 있는 직사각형의 컨테이너박스와, 상기 컨테이너박스의 내부에 길이방향을 따라 양측으로 배치되는 다수 개의 리액터로 이루어진 리액터 그룹과, 상기 리액터 그룹의 상부에 설치되는 핀히터 팬과, 상기 핀히터 팬 상부에 설치되는 핀히터로 이루어지되, 상기 컨테이너박스의 상면에는 상부덮개가 설치되어 있어, 핀히터에 의해 발생되는 열을 외부로 배출시키기 위하여 핀히터 팬이 작동하면 상기 상부덮개가 개방되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 부하측정기 내부의 메인 케이블 단자(bus bar)의 공간을 최소한으로 줄이고 단자의 하부에 리액터를 배치함으로서, 리액터와 리액터 사이의 공간을 최대화 하고, 리액터에서 발생하는 열을 최소화 하기 위해 리액터 쿨링팬의 용량과 쿨링 파이프를 입체적으로 설계하여 풍압을 최대한 높였으며, 리액터는 높은 풍압을 통해 일정한 쿨링 온도를 유지할 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명 부하측정장치의 측부 내부 배치도.
도 2는 본 발명 부하측정장치의 핀히터 팬 내부 배치도.
도 3은 본 발명 부하측정장치의 전면부 내부 배치도.
도 4는 본 발명 부하측정장치의 리액터그룹 및 리액터 쿨링팬의 배치도.
도 5는 본 발명 부하측정장치에 설치된 부스바와 퓨즈를 나타낸 배치도.
도 6은 본 발명 부하측정장치의 외부 전면도.
도 7은 본 발명 부하측정장치의 외부 사시도.

본 발명 부하를 측정하는 부하측정장치(100)는 내부공간이 형성되어 있는 직사각형의 컨테이너박스(1)와, 상기 컨테이너박스(1)의 내부에 길이방향을 따라 양측으로 배치되는 다수 개의 리액터(2-1)로 이루어진 리액터그룹(2)과, 상기 리액터 그룹(2)의 상부에 설치되는 핀히터 팬(3)과, 상기 핀히터 팬(3) 상부에 설치되는 핀히터(4)로 이루어지되, 상기 컨테이너박스(1)의 상면에는 상부덮개(13)가 설치되어 있어, 핀히터(4)에 의해 발생되는 열을 외부로 배출시키기 위하여 핀히터 팬(3)이 작동하면 상기 상부덮개(13)가 개방되는 것을 특징으로 한다.

상기 컨테이너박스(1)는 내부공간에 설치된 2개의 격벽(15)에 의해 길이방향으로 내부공간이 3분할되고, 상기 3분할된 내부공간의 중간에 위치한 공간에는 상기 리액터 그룹(2), 핀히터 팬(3), 핀히터(4)가 설치되는 것으로, 컨테이너박스(1)의 전·후면에는 컨테이너박스(1)의 양측 공간으로 출입가능하도록 각각 전면도어(10)와 후면도어(11)가 설치되되, 상기 전면도어(10)를 통해 출입하는 공간에 설치된 격벽(15)에는 중간공간으로 출입하는 내부도어(12)가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 후면도어(11)를 통해 출입하는 공간에는 전기공급을 제어하는 배전반(8)이 설치되고, 상기 배전반(8)에는 일단이 연결된 한 쌍의 부스바(5)가 리액터 그룹(2), 핀히터 팬(3), 핀히터(4)에 각각 전기를 공급하도록 컨테이너박스(1)의 길이방향을 따라 나란하게 중간공간에 설치되되, 상기 한 쌍의 부스바(5)와 상기 리액터 그룹(2)의 리액터(2-1) 간에는 각각 부하가 인가될 때 발생할 수 있는 써지(surge)의 과전압으로부터 상기 리액터 그룹(2)의 리액터(2-1)를 보호할 수 있도록 퓨즈(14)로 인해 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부하측정장치(100)는 온도센서를 이용하여 상기 감지된 값이 설정치를 초과하면 비상정지되는 것으로, 리액터(111)의 온도를 감지하기 위한 온도센서를 리액터(111) 내부에 설치하며, 핀 히터 쪽에는 리액터(111)의 설정값보다 높은 온도에 설정된 온도센서를 설치하여 PLC를 이용하여 화재위험을 감지하고 위험시 자동으로 비상정지가 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부하측정장치(100)는 폭넓은 CT 전류 범위를 적용하는 것으로, CT 전류 범위를 1,000:5 ~ 10,000:5을 적용하여 고전류와 저전류 모두의 신호를 감지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 부하측정장치를 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 부하측정장치의 측부 내부 배치도, 도 2는 본 발명 부하측정장치의 핀히터 팬 내부 배치도, 도 3은 본 발명 부하측정장치의 전면부 내부 배치도, 도 4는 본 발명 부하측정장치의 리액터그룹 및 리액터 쿨링팬의 배치도, 도 5는 본 발명 부하측정장치에 설치된 부스바와 퓨즈를 나타낸 배치도, 도 6은 본 발명 부하측정장치의 외부 전면도, 도 7은 본 발명 부하측정장치의 외부 사시도이다.

본 발명은 내부공간배치의 효율성이 증대된다.

곧, 내부의 메인 케이블 단자(bus bar)의 공간을 최소한으로 줄이고 단자(bus bar)아래 부분에 리액터를 배치하였으며, 리액터와 리액터 사이의 공간을 최대화 하여 리액터에서 발생하는 열기를 최소화 하기 위해 쿨링 모터의 용량과 쿨링 파이프를 입체적으로 설계하여 풍압을 최대한 높였으며, 높은 풍압을 통해 일정한 쿨링온도를 유지할 수 있다.

일정한 온도를 유지할 수 있다 보니 용량 증가와 전체적인 핀 히터의 사이 간격도 최대화하여, 핀 히터에서 발생하는 고열의 온도(최고 500)를 냉각 시키기 위해 쿨링 팬의 임펠러(Impeller) 최대풍력을 12,465cfm까지 높여 공기의 와류 현상이 일어나지 않도록 개발한 쿨링팬을 부하측정장치에 적용하고 있다.

cfm(Cubic Feet per Min)은 풍량을 가리키는 방식으로 1분 동안 1피트의 공간을 채울 수 있는 풍량을 뜻하는 단위 즉, 쿨링팬의 경우 가로, 세로, 높이가 1피트인 정육면체(Cubic)만큼의 부피의 공기를 불어낸다는 의미이다.

또한, 본 발명은 온도센서를 이용한 비상정지 시스템 설치하는 것이다.

본 발명 리액터는 유효전력과 무효전력의 값을 신호를 통해 역률(PF)을 제어하는 기능을 하는 것으로, 최고 180까지의 온도에서도 견딜 수 있는 H종의 절연상태를 유지한다.

H종은 절연등급을 의미하는 것으로, H종은 주위온도가 최고 40℃ 일때 리액터가 140℃까지 견딜 수 있는 등급을 말한다.

리액터의 온도를 감지하기 위해 최고 150℃까지 감지할 수 있는 온도센서를 리액터 내부에 설치하였으며, 핀 히터 쪽에는 최저 250℃ 까지 감지할 수 있는 온도센서를 설치하여 PLC를 이용하여 화재위험을 감지하고, 위험시 자동으로 비상정지가 되는 시스템도 설치가 되어있다.

또한, 본 발명은 폭넓은 CT 전류 범위를 적용한다.

해외 부하측정장치는 CT(10,000:1)의 설정 값만 가지고 있는 제품이 설치되어있어서 고 전류일 때는 감지가 되지만 저 전류일 때는 오차범위가 커서 감지하지 못하는 위험성이 있다.

부하측정장치는 CT 전류 범위를 1,000:5 와 10,000:5을 적용하여 고전류와 저전류 모두의 신호를 감지할 수 있도록 제품의 성능을 높였다.

또한, 본 발명은 용량별 퓨즈(Fuse)를 적용한다.

리액터와 핀히터 간의 부하를 인가할 때 발생할 수 있는 써지(Surge)를 과전압으로부터 전자기기의 보호를 위해 퓨즈(Fuse)도 적용하였다.

용량별 퓨즈(Fuse)를 제품 부하측정장치에 적용함으로써 전자기기 및 배선 등을 보호하는 역할과 마그네틱 스위치(Magnetic switch)의 스파크 현상을 완화할 수 있었다.

또한, 본 발명은 외부 경광등이 설치되어 있다.

부하측정장치는 전원이 공급되는 시작과 함께 외부 경광등(beacon)에 위험표시등이 점멸되어 최대 150M의 거리에서도 제품이 정상적으로 운전 중인지 식별할 수 있는 시스템도 개발 적용하였다.

상기 외부 경광등을 통해 제품의 정상작동여부확인 및 메인부스바에 전원이 인가되어있는지 외부에서 확인이 가능하다.

또한, 도어부저를 통하여 제품동작시 외부침입이나 제품의 오작동을 알려준다.

또한, 본 발명은 무단 출입방지 시스템이 적용된다.

감전의 위험성으로부터 인명사고를 방지하고자 Control Panel 내외부에 무단 출입방지 시스템을 적용하고 있다. 도어가 무단출입으로 열리게 될 경우 도어부문의 센서를 통해 장비의 비상정지시스템이 작동하는 원리이다.

그리고 본 발명은 센서를 통한 자동 개폐식 도어를 설치한다.

쿨링팬이 설치된 공간에 갤러리와 메쉬망을 결합 설치하여 외부 이물질 흡입을 방지하고자 하였으며, 이와 더불어 우천시 또는 해상에서 사용할 경우 부하측정장치의 내부에 빗물이나 바닷물이 유입되는 것을 막는 동시에 자연 풍량을 최대한 흡기할 수 있도록 제작하였다.

또한, 부하측정장치의 쿨링팬에 설치된 감지센서를 통해서 쿨링팬의 미사용 시에는 빗물 유입이나 이물질 유입을 차단하고, 쿨링팬의 전원인가 시에는 상부의 개폐식 덮개(13)가 작동하여 열기와 공기 배출에 용이하도록 제작하였다.

상기 감지센서는 관용의 것을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 센서를 통한 쿨링팬모터 감지 설비가 설치되어 있다.

쿨링팬마다 감지센서를 설치하여 각각의 신호를 HMI에서 확인하여 팬의 동작 상태 여부나 고장 여부를 확인할 수 있게 개발하였다.

이에, 본 발명 부하측정장치(100)의 구조는 내부공간이 형성되어 있는 직사각형의 컨테이너박스(1)와, 상기 컨테이너박스(1)의 내부에 길이방향을 따라 양측으로 배치되는 다수 개의 리액터(2-1)로 이루어진 리액터그룹(2)과, 상기 리액터 그룹(2)의 상부에 설치되는 핀히터 팬(3)과, 상기 핀히터 팬(3) 상부에 설치되는 핀히터(4)로 이루어져 있다.

한편, 상기 컨테이너박스(1)의 상면에는 상부덮개(13)가 설치되어 있어, 핀히터(4)에 의해 발생되는 열을 외부로 배출시키기 위하여 핀히터 팬(3)이 작동하면 상기 상부덮개(13)가 개방되게 된다.

특히, 상기 컨테이너박스(1)는 내부공간에 설치된 2개의 격벽(15)에 의해 길이방향으로 내부공간이 3분할 되어 있고, 상기 3분할된 내부공간의 중간에 위치한 공간에는 상기 리액터 그룹(2), 핀히터 팬(3), 핀히터(4)가 설치되는 것으로, 컨테이너박스(1)의 전·후면에는 컨테이너박스(1)의 양측 공간으로 출입가능하도록 각각 전면도어(10)와 후면도어(11)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 전면도어(10)를 통해 출입하는 공간에 설치된 격벽(15)에는 중간공간으로 출입하는 내부도어(12)가 설치되어 있다.

또한, 상기 후면도어(11)를 통해 출입하는 공간에는 전기공급을 제어하는 배전반(8)이 설치되고, 상기 배전반(8)에는 일단이 연결된 한 쌍의 부스바(5)가 리액터 그룹(2), 핀히터 팬(3), 핀히터(4)에 각각 전기를 공급하도록 컨테이너박스(1)의 길이방향을 따라 나란하게 중간공간에 설치되어 있다.

이때, 상기 한 쌍의 부스바(5)와 상기 리액터 그룹(2)의 리액터(2-1) 간에는 각각 부하가 인가될 때 발생할 수 있는 써지(surge)의 과전압으로부터 상기 리액터 그룹(2)의 리액터(2-1)를 보호할 수 있도록 퓨즈(14)로 인해 연결되어 있다.

또한, 상기 리액터 그룹(2)은 별도로 설치된 리액터 쿨링팬(6)에 의해 리액터(2-1)에서 발생하는 열기를 방출할 수 있도록 한다.

즉, 컨테이너박스(1)의 내부측 바닥면에는 하나의 리액터 쿨링팬(6)이 설치되고, 상기 리액터 쿨링팬(6)에서 발생하는 냉기가 각각의 리액터(2-1)에 공급되도록 통풍관(7)이 설치되게 된다.

이때, 리액터 쿨링팬(6)에 의해 리액터(2-1)에서 발생되는 열기가 외부로 배출되도록 컨테이너박스(1)의 일측면에는 별도의 배출구가 설치되어 있다.

따라서, 핀히터(4)에서 발생하는 열기는 핀히터 팬(3)에 의해 컨테이너박스(1)의 상면에 설치된 상부덮개(13)를 통해 외부로 배출되고, 리액터그룹(2)에서 발생하는 열기는 리액터 쿨링팬(6)에 의해 컨테이너박스(1)의 일측면에 형성된 별도의 배출구를 통해 외부로 배출됨으로써 부하측정장치의 내부는 리액터와 핀히터에서 발생하는 열기를 외부로 배출하여 일정한 온도를 유지할 수 있게 된다.

한편, 컨테이너박스(1)의 상면에 설치된 상부덮개(13)가 개방될 때, 외부의 이물질이 컨테이너박스(1)의 내부로 유입되지 못하도록 컨테이너박스(1)의 상단에는 메쉬망(9)이 설치되어 있다.

참고로 부스바(5)는 버스바(bus bar)라고도 불리며, 전기가 흐를 수 있는 금속재의 바로서 일반적으로 동(구리)을 사용한다.

따라서, 본 발명은 부하측정기 내부의 메인 케이블 단자(bus bar)의 공간을 최소한으로 줄이고 단자의 하부에 리액터를 배치함으로서, 리액터와 리액터 사이의 공간을 최대화 하고, 리액터에서 발생하는 열을 최소화 하기 위해 리액터 쿨링팬의 용량과 쿨링 파이프를 입체적으로 설계하여 풍압을 최대한 높였으며, 리액터는 높은 풍압을 통해 일정한 쿨링온도를 유지할 수 있는 현저한 효과가 있다.

100. 부하측정장치
1. 컨테이너박스 2. 리액터그룹 2-1. 리액터
3. 핀히터 팬 4. 핀히터 5. 부스바
6. 리액터 쿨링팬 7. 통풍관 8. 배전반
9. 메쉬망 10. 전면도어 11. 후면도어
12. 내부도어 13. 상부덮개 14. 퓨즈
15. 격벽

Claims

내부공간이 형성되어 있는 직사각형의 컨테이너박스(1)와, 상기 컨테이너박스(1)의 내부에 길이방향을 따라 양측으로 배치되는 다수 개의 리액터(2-1)로 이루어진 리액터그룹(2)과, 상기 리액터 그룹(2)의 상부에 설치되는 핀히터 팬(3)과, 상기 핀히터 팬(3) 상부에 설치되는 핀히터(4)로 이루어지되, 상기 컨테이너박스(1)의 상면에는 상부덮개(13)가 설치되어 있어, 핀히터(4)에 의해 발생되는 열을 외부로 배출시키기 위하여 핀히터 팬(3)이 작동하면 상기 상부덮개(13)가 개방되는 부하측정장치에 있어서,
상기 컨테이너박스(1)는 내부공간에 설치된 2개의 격벽(15)에 의해 길이방향으로 내부공간이 3분할되고, 상기 3분할된 내부공간의 중간에 위치한 공간에는 상기 리액터 그룹(2), 핀히터 팬(3), 핀히터(4)가 설치되는 것으로, 컨테이너박스(1)의 전·후면에는 컨테이너박스(1)의 양측 공간으로 출입가능하도록 각각 전면도어(10)와 후면도어(11)가 설치되되, 상기 전면도어(10)를 통해 출입하는 공간에 설치된 격벽(15)에는 중간공간으로 출입하는 내부도어(12)가 설치되어 있는 것이며,
상기 후면도어(11)를 통해 출입하는 공간에는 전기공급을 제어하는 배전반(8)이 설치되고, 상기 배전반(8)에는 일단이 연결된 한 쌍의 부스바(5)가 리액터 그룹(2), 핀히터 팬(3), 핀히터(4)에 각각 전기를 공급하도록 컨테이너박스(1)의 길이방향을 따라 나란하게 중간공간에 설치되되, 상기 한 쌍의 부스바(5)와 상기 리액터 그룹(2)의 리액터(2-1) 간에는 각각 부하가 인가될 때 발생할 수 있는 써지(surge)의 과전압으로부터 상기 리액터 그룹(2)의 리액터(2-1)를 보호할 수 있도록 퓨즈(14)로 인해 연결되어 있는 것이며,
또한, 온도센서를 이용하여 감지된 값이 설정치를 초과하면 비상정지되는 것으로, 리액터(111)의 온도를 감지하기 위한 온도센서를 리액터(111) 내부에 설치하며, 핀 히터 쪽에는 리액터(111)의 설정값보다 높은 온도에 설정된 온도센서를 설치하여 PLC를 이용하여 화재위험을 감지하고 위험시 자동으로 비상정지가 되는 것이 특징인 부하측정장치.
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