KR19980703283A - 전기기계적 접속장치 - Google Patents

전기기계적 접속장치 Download PDF

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KR19980703283A
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Abstract

본 발명은 전원에 전원접속부(12)를 통해 접속되는 스윗칭기구(1)와, 스윗칭마그넷(5)으로 구성되는 전기기계적 접속장치에 관한 것이다.
트리핑기구(2)는 트리핑마그넷(17)이 구비되고, 스윗칭기구(1)에 접속가능하다. 스윗칭마그넷(5)은 이에 따라 휴지위치, 지지력에 대항하여, 작업위치속으로 이동된다. 한쌍의 접속부사이에서의 접속이 그리고 스윗칭기구(1)와 트리핑기구(2)사이의 전기접속이 이루어진다. 이 스윗칭마그넷(5)과 트리핑마그넷(17)은 특수코드로 주어진다. 한쌍의 접속부는 중앙부와 스윗칭마그넷사이에서 하우징의 역에서 적어도 개략적으로나마 배치된다. 전기적으로 전도성을 가진 브릿지(13)는 한쌍의 접속부와 전원접속부사이의 접속용 작업슬라이드상에 주어진다.

Description

전기기계적 접속장치
제1도는 본 발명에 따른 전기기계적 접속장치의 종단면도로서, 스윗칭기구(switching mechanism)와 트리핑기구(tripping mechanism)를 무접속상태로 나타낸 것이다.
제2도는 제4도의 II-II선을 따라서 자른 단면도
제3도는 접속상태에서 제1도에 따른 단면으로 본 종단면도
제4도는 제1도 내지 제3도에 따른 스위칭기구의 평면도이다.
제5도 내지 제7도는 마그넷에 대해 여러 가지 부호화가능성을 보여주고 있다.
제8도는 줄인 크기로 어댑터(adapter)의 평면도를 나타낸다.
제9도는 제8도의 어댑터의 측면도이다.
제10도는 (줄인 크기로) 플러그의 형태로 된 트리핑기구의 평면도를 나타낸다.
제11도는 제10도의 플러그의 측면도이다.
본 발명은 특허청구범위 제1항에서 보다 밀접히 언급한 종류의 전기기계적접속장치(electromechanical connecting device)에 관한 것이다.
이러한 종류의 접속장치는 유럽특허 EP 0 573 471 B1에 기재되어 있다. 공지의 접속장치는 종래타입의 소켓-출구(socket-outlet)의 기증을 갖춘 스윗칭기구(switching mechanism)로 되어 있고, 또한 플러그의 기능을 갖춘 트리핑기구(tripping mechanism)로 되어 있으며, 매우 작은 전체깊이와 또한 매우 높은 만족도를 보여주는 접속장치를 제공한다.
유럽특허 EP 0 573 473 B1에 의한 전기기계적 접속장치에서는, 기계적이고도 전기적인 접촉이 마그넷트를 통해 이루어진다. 그 목적으로 작업슬라이드(operating slide) 모두는 전원접속부(power supply contacts)에 연결가능하게 되어 있고, 또한 액츄에이팅마그넷트(actuating magnet)는 전기적으로 전도성을 갖고 있다.
전원접속은 트리핑기구에 있는 트리핑마그넷(tripping magnets)에 접촉모자부(contact hats)를 통해 직접 연결된다. 이것도 또한 전기적으로 전도성을 갖는다. 마그넷트는 스위칭기구의 전기절연하우징속으로 돌입(flush)하는 어스용링(earthing ring)에 의해 바깥쪽으로 둘러싸여 있다. 이는 전기전도성에서 보면 문제가 있지만, 그러나, 단락전기전도도(short circuit electrical conductivity)의 경우에는 열감지 마그넷트 앗셈블리의 손실을 가져온다. 더우기, 접속모자부와 마그넷트를 통해 전압과 전류의 전도 때문에, 이미 알려진 공지의 장치는 아직도 비교적 넓은 구축물로 남게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 앞에서 언급한 바의 전기기계적 접속장치를 개량하는데 있고, 특히 높은 신뢰성을 계속 보증하고 자기부착을 향상시키는데 있다.
이러한, 목적은 본 발명상의 특징 특히 청구범위 제1항에 따라 달성된다.
본 발명에 따르면, 마그넷트는 전류 또는 전압의 전도(conduction)에 관여하지 않는다. 다시 말해, 더 이상 기능을 하지 못한다. 전류 그 자체는 하우징의 내부역에 위치되는 접속쌍(contact pairs)을 통해 따로 안내되는데, 이는 하우징의 중간부와 액츄에이팅마그넷트(actuating magnet)와의 사이에서 정확하게 이루어진다. 이 기구는 전기적으로 전도성을 가진 브릿지(bridge)만이 전원접속부와 접촉을 이루는 작업슬라이드(operating slide)에 까지 필요하다는 것을 의미한다. 작업슬라이드 그 자체는 전기적으로 비 전도성이 될 수 있고, 그 위에 정렬되는 액츄에이팅 마그넷트와 같이 한다.
신뢰성이 추가적 증가는 내부역에서의 접속쌍(contact pairs)의 정렬로 주어진다. 더우기, 접속쌍은 보다 안정적으로, 따라서 보다 신뢰성있게, 예컨대 넓은 접속핀의 형태로 구축가능하다.
본 발명에 따라 또한 마그넷트를 전류전도체로부터 분리(separation)하는 잇점은 이렇게 하면 어떤 열적인 문제점도 마그넷트로 일어나지 않는다. 왜냐하면 전류전도에 있어 결국 마그넷트가 더 이상 관여하지 않기 때문이다.
예컨대, 단락(short circuit)이 일어나면, 마그넷트는 열의 작용에 의한 더 이상의 손상을 입지 않게 된다. 또 다시 있을 지 모를 습기의 막(film)에 의해 생기는 열은 접지링(earthing ring)을 통해 단순한 방법으로 방열될 수 있다. 이는 특히, 액츄에이팅마그넷트와 트리핑마그넷트가 연결상태에서 접지링과 접속하게 될 때의 케이스이다.
본 발명상의 매우 특징적인 잇점의 하나는 다수의 액츄에이팅마그넷트가 작업슬라이드의 외부환경지역에서 서로간에 공간을 두고 세그먼트로서 정렬된다는 점이다. 그리고, 반대편 극성(polarity)을 가진 동일한 수의 트리핑마그넷트도 이와 같이 트리핑 기구에서 액츄에이팅마그넷트와 같이 동일한 주위환경에 있는 세그먼트(segments)와 같은 방법으로 정렬된다. 이 경우, 세그먼트는 환상의 세그먼트(annular segments)로 구축되고, 원호상으로 구축된 작업슬라이드의 단부에서 대응그룹(corresponding grouping)을 지어 정렬가능하게 된다.
마그넷트세그먼트가 이 경우 적절한 코딩(coding), 즉 부호와, 예컨데 180°대칭성을 가진 변경가능한 북-남조합(north-south combinations)을 이루면, 트리핑기구가 회전시 작업슬라이드가 매우 빠르게 되돌아오게 할 수 있다. 이 비교적 큰 모서리진 길이는 이 경우 반대감지(opposite sense)의 장(field)으로 작게 회전하는 경우에 까지도 올라가도록 되어 이에 대응하여 높은 반발력 또는 배척력(repulsion forces)을 만들어 놓으므로써 그 결과 작업슬라이드는 무연결휴식상태로 되돌아가게 된다.
본 발명상의 유익한 특징은 이후의 특허청구범위종속항과 실시예 등으로 도면과 더불어 보다 잘 이해될 수 있다.
전기기계적인 접속장치에는 스윗칭기구 1가 구성되고, 이 기구는 종래의 소켓-출구(socket-outlet)의 기능을 대체하며, 일반적으로 영구적으로 소정의 지점에 설치된다. 또한 트리핑기구 2도 이 장치에 구성되는데 이 기구는 소비처(consumer)에게 통상 연결되거나 또는 소비처에게 직접 정렬되거나 하는 종래의 플러그의 기능을 대체한다. 전기적으로 전도성연결이 스윗칭기구 1와 트리핑기구 2 사이에서 이루어지면 곧 트리핑기구 2에 연결되는 각 소비처는 적절히 전류를 공급받는다.
원칙적으로, 스윗칭기구 1와 트리핑기구 2는 EP 0 573 471 B1에 기재된 전기기계적 접속장치와 동일한 원리로 구성된다. 즉, 스윗칭기구 1는 2개의 부분으로 된 하우징 3에서의 닫힌 앗셈블리를 나타낸다. 휴지상태에서는, 즉, 트리핑기구 2가 스윗칭기구 1상에 위치되지 않을 때에는 작업슬라이드(operating slide) 4는 액츄에이팅 마그넷트 5와 세그먼트의 형태로 정렬되고, 강자성 지지판 7에 의하여 하우징의 마루(floor) 상에서 보지된다. 이 강자성 지지판은 또한 마그넷링(magnet ring)으로 구성될 수 있다.
액츄에이팅마그넷 5은 원형의 작업슬라이드 4의 외주바깥지역에 정렬된다. 제4도에서 보는 바와 같이, 액츄에이팅마그넷 5은 환상의 세그먼트로 구축되는데, 총 4개의 콰드그룹(guad groups)으로 주위전체로 배분정렬된다.
각 그룹은 2개의 북극과 2개의 남극으로 되어 있고, 각 극은 서로간에 다른 극성으로 극성화 인접되도록 서로에 관하여 정렬된다. 이는 외부세그먼트부에서 남극과 북극이 서로에 관하여 다음에 위치되는 것을 의미하고, 내부세그먼트부에서 북극과 남극이 서로 면하고 있음을 의미한다.
세그먼트 5의 각 그룹은 이렇게 해서 하우징 3의 내부에 정렬되고, 무연결상태에서도 세그먼트 5가 가이드링 6에서 적어도 그 상부역으로 안내되는 높이를 보여준다. 이러한 목적으로, 이들 세그먼트는 상부역에서 가이드링 6 속으로 적절히 수용된다. 이 가이드링 6은 동시에 접지링을 구성하고 목적상 스윗칭기구에서 끝나는 접지 전도체에 연결되는 접속기구(contact mechanism:도시안됨)에 대응되어 연결되어 있다.
4개의 리셋팅스프링(resetting springs) 8은 주변공간부로 균일히 배치정렬되므로써 무연결상태에서 작업슬라이드 4가 적절한 스프링힘으로 환상의 마그넷(annular magnet) 7상에 추가적으로 보지된다. 동시에, 이들은 스윗칭기구 1로부터 트리핑기구 2를 제거한 후에는, 또는 서로에 관하여 2개의 부분을 적절히 회전시킨 뒤에, 작업슬라이드 4는 마그넷링 7에 대향하여 이를 받아 안는다. 제2도 및 제4도에서 볼 수 있는 바와 같이, 리셋팅스프링 8은 이와 같이 가이드링 6에 안내된다. 이들은 각기 세그먼트 5들 사이의 자유공간에 정렬위치된다.
전원은 제4도의 부호 9로 가장 확실하게 나타나 있는데, 이는 전류전도라인을 나타낸다. 그리고 부호 10은 중성도선(neutral conductor)이다. 두 개의 선은 하우징 3의 카바 11 안쪽으로 들어가서 전원접속부(power supply contacts) 12에 이어진다. 연결상태에서 전기적으로 전도성을 가진 브릿지 13는 각각 전원접속부 12와 대응접속핀(corresponding contact pin) 14으로 전원연결된다. 이는 하나의 접속핀 14은 상의 선(phase line) 9에 붙여진다. 그리고 두 번째 접속핀 14도 중성도선 10에 붙여진다. 접속핀 14은 양쪽모두 하우징 3의 카바 11 안쪽에서 정렬되고 카바를 가진 상정부측면위로 플러시(flush), 즉 돌입된다.
제1도 및 제3도에서 보는 바와 같이, 각 2개의 브릿지 13은 탄성적으로 또는 탄력적으로 작업슬라이드 4 위에서 정렬되고, 마모에 대해서는 물론 허용오차상의 부정확도에 대한 보상을 위해, 항상 양호한 접속을 유지한다.
트리핑기구 2는, 이와 같이 카바 16를 가진 닫힌 하우징 15을 갖는데, 세그먼트와 같이 구축되는 트리핑마그넷 17이 또한 주어진다. 트리핑마그넷트 17는 같은 방법으로 같은 지점에서 4개의 콰드그룹으로 정렬된다. 이 정렬은, 각 그룹이 그 극성에 따라 이루어지는데, 각 케이스에서 스윗칭기구 1의 액츄에이팅마그넷 5의 서로 다른 극성이 서로 대면하도록 구축된다. 이는 스윗칭기구 1상에서 트리핑기구 2가 올바른 위치를 잡은 경우에 북극과 남극이 각기 서로간에 대면한다는 것을 의미한다. 필요로 하는 스윗칭상태는, 그리고 소비처에 전류를 전도하는 것은 이러한 방법으로 이루어진다. 이 목적으로 트리핑기구 2에는 소비처에게 적절한 선 26, 27으로 이어지도록 하고, 트리핑기구 2가 소비처에 직접 정렬되거나 이어지지 않도록 한다.
접속핀 14은 바로 하우징의 중간부와 액츄에이팅마그넷 5와의 사이의 역에 정렬되고, 두 개의 접속핀 20[sic]도 하우징의 중간부와 트리핑마그넷 17 사이의 역에서 하우징 15에 정렬된다. 또한 접속핀 18은 하우징 15의 구멍에서 스프링 19에 의하여 스윗칭기구 1의 방향으로 하우징 15으로부터 그들의 전단부로 약간 돌출되도록 움직일 수 있도록 되어 있다. 이는 트리핑기구 2가 스윗칭기구 1상에 지지되므로, 이에 따라 전기접속스윗칭의 경우에는 적절한 확실한 접속(제3도 참조)이 될 수 있음을 의미한다. 이 경우, 이 접속핀 18은 스프링 19의 힘에 대향하여 뒤로 상대적으로 밀려지는 것이다.
트리핑기구 2에는 접지링(earthing ring) 20이 주어지고, 이는 스윗칭기구 1의 접지링과 대면한다. 더우기, 트리핑기구 2의 접지링 20에는 접지핀 21이 주어지고, 이는 주변으로 정렬배치되며, 각기 스프링 22에 의해 미리 압축받고 또한 따라서 스윗칭기구 1의 방향으로 하우징 15으로부터 탄력적으로 돌출된다.
제1도에서와 같이, 접지핀(earthing pins) 21은 접속핀 18보다 하우징 15의 표면바깥으로 더 많이 돌출한다. 이는 접지가 스윗칭하는 동안 다소 빠르거나 늦게나마 간단한 방법으로 달성된다는 것을 의미한다.
트리핑기구 1 [sic]의 리셋팅스프링 8과 같은 방법으로, 접지핀 21은 주변측부위에서, 4개의 트리핑마그넷 17의, 내부공간에 위치된다.
제4도에서 보는 바와 같이, 전원접속부 12는 이와 같이 또한 하우징의 중간부와 액츄에이팅마그넷 5 또는 가이드링 6 사이에 있는 역(rigion)에 위치되는데, 이와 같은 방법으로, 작은 전체깊이를 가진 전기기계적 접속장치 뿐아니라 추가적으로, 작은 직경 또는 폭만을 나타내는 장치도 또한 제조된다.
전술한 바와 같이, 접지링 6은 동시에 액츄에이팅마그넷 5용 가이드링으로서의 역할을 하고, 상기 링은 적절히 약간의 작동으로도 액츄에이팅마그넷 5을 둘러싼다. 따라서 확실하고 방해가 없는 스윗칭은 이렇게 하여 확보되는 것이다.
액츄에이팅마그넷 5과 트리핑마그넷 17에 대한 여러 가지 실시예를 제5~7도에 나타내었다.
제5도에 따라, 단지 총 4개의 마그넷트가 쿼터링(quarter rings)에서 작업슬라이드 4상에 정렬된다. 이 트리핑기구의 트리핑마그넷 17은 원형세그먼트상에서 대응되어 서로 반대편극성을 가지고 있다.
제6도에 의하면, 북극과 남극은 세그먼트를 형성하기 위하여 각각 조합된다. 총 4개의 세그먼트가 주위에 균일하게 정렬분포된다.
최선의 해결은 제7도에 나타나 있는 기구에 의해 해결된다. 이는 또한 제1~4도에서도 나타나 있다. 이 경우, 각기 4개의 그룹은 4개의 마그넷트로 구성된다.
이 기구는 180°대칭을 가진 북-남의 조합을 변경케 하는 일이다. 트리핑기구 2의 회전 또는 스윗칭기구 1의 회전과 아울러 매우 빠른 작업슬라이드 4의 복귀가 이 기구에 의해 이루어진다. 큰 각이진 길이(large angular lengths)를 기본으로 하여, 반대편 감지의 장은, 그리고 이에 따른 반발력은 약간의 회전이라도 있으면 발생된다. 그 결과, 작업슬라이드 4는 그 휴지위치(rest positon)로 돌아오고 이에 따라 마그넷링 7에 대향하여 안게 된다. 또한, 작업슬라이드 4의 원형구조와 또한 스윗칭기구 1 및 트리핑기구 2의 원형하우징 3의 구조도 가이드 핀을 추가할 필요없이 스윗칭기구의 매우 양호한 콘트롤을 허용한다. 이 기하학적 구조는 이에 따라 간단한 배열을 이루게 한다. 모든 이동방향이나 회전방향인 경우에, 반대감지의 마그넷장은 작동하게 되고, 이에 따라 확실히 작업슬라이드 4를 되돌린다.
접지접촉부(earthing contacts)를 가진 소켓-출구, 또는 다른 소켓-출구를 가진 종래의 전기시스템에 대하여 [sic] 전이(transition)로서 허용되는 어댑터(adapter) 23는 제8도 및 제9도에서 기본적인 것으로 나타나 있다. 여기에서 어댑터 23는 각 종래의 시스템에 대응되는 핀 24을 가지는데 (또한, 필요하다면 접지핀도 갖는다.) 이는 알려진 설계로 된 소켓-출구속으로 플러그 접속된다.
이 어댑터 23는 트리핑기구 1 [sic]와 같이 동일방법으로 내부에 설치되는데, 선 9와 10만이 핀 24에 의해 대치된다. 접지링 6은 2개의 접속핀(contact pins) 14과 함께 제8도에 도시되어 있다.
제10도, 제11도에 나타나 있는 것은, 통상 보호외피 25로 둘러싸여 있는 소비처로 이어지는 리드선(leads) 26, 27이 달린 플러그 24의 형태로 되어 있는 별도의 트리핑기구 2이다. 이 플러그 24는 트리핑기구 2와 같이 같은 방법으로 내부에 설치된다. 또한 접지링 20은 4개의 접지핀 21과 같이 제10도에 도시되어 있다.

Claims (14)

  1. 스윗칭기구(1)를 구비한 전기기계적 접속장치는 전원접속부(12)를 통하여 전원에 연결가능하고, 액츄에이팅마그넷(5)을 배치하는 것으로, 닫힌앗셈블리로 하우징(3)에서 정렬되고, 트리핑마그넷(17)을 배열하는 트리핑기구(2)에 연결되며, 또한 소비처에 전기적으로 접속되며, 지지력에 저항하여 휴지위치로부터 작업위치속으로 들어가는 액츄에이팅마그넷(5)에 의하여 그리고 공정중에는 접속쌍(contact pairs)(14,18)의 접속과 이에 따른 스윗칭기구(1)와 트리핑기구(2)사이의 전기접속이 이루어지며, 트리핑마그넷을 가진 특수코딩(coding)에 의하여 공동작동되는 액츄에이팅(5)이 액츄에이팅 작업에 대한 특정 마그넷의 장(specific magnet fields)을 실현할 목적으로 트리핑기구(2)에 정렬되며, 또한 스윗칭기구(1)의 하우징(3)은 트리핑기구(2)에 면하는 측부위에 접지링(6)을 구비하며, 상기 접속쌍(14,18)은 하우징의 중간부와 액츄에이팅마그넷(5) 사이의 적어도 하우징(3)의 역에서 개략적으로나마 정렬되며, 또한 전기적으로 전도성을 갖는 브릿지(13)는 접속쌍(14,18)과 전원접속부(12)사이의 접속을 위해 작업슬라이드(4)위에 주어지도록 한 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  2. 제1항에 잇어서, 상기 액츄에이팅마그넷(5)과 트리핑마그넷(17)은 접지링(6)에서 접속상태에 있게 되는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전원접속부(12)는 하우징의 중간부와 액츄에이팅마그넷(5)사이의 하우징의 역에서 적어도 개략적으로나마 정렬되며, 브릿지(13)는 작업슬라이드(4)상에서 전기적으로 전도성지지체로 설치되는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  4. 제1항, 2항, 또는 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 작업슬라이드(4)는 적어도 개략적으로나마 원형의 팻션(circular fashion)으로 구축되며, 여기에서, 다수의 액츄에이팅마그넷(5)은 다른 주변지역에서 상호간 공간을 두고 정렬되는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 접지링(6)은 액츄에이팅마그넷(5)용 가이드링으로서 설치되며, 하우징내부로 돌출하고 플래이로 액츄에이팅마그넷(5)을 둘러싸는 비스듬한 환상의 벽을 가지는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 리셋팅스프링(18)은, 액츄에이팅마그넷(5)에 대하여, 지지력을 발생시키고 가이드링(6)에서 가이드되는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 접속쌍은 스윗칭기구(1)와 트리핑기구(2)에서 접속핀(14,18)을 배열하는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 트리핑기구(2)에서 접속핀(18)은 무연결상태에서, 스윗칭기구(1)에 대면하여 측부로부터 돌출하고 여기에서 접속핀(18)은 트리핑기구(2)에서 탄력성을 가지고 재치되는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 다수의 액츄에이팅마그넷(5)은 작업슬라이드(4)의 외주역에서 상호간 공간을 가지고 세그먼트로서 정렬되며, 반대극성을 가진 동일한 수의 트리핑마그넷(17)은 트리핑기구(2)에 액츄에이팅마그넷(5)이 있게 될 때 동일 주변역에서 이와 같이 세그먼트로 정렬되는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 액츄에이팅마그넷(5)과 트리핑마그넷(17)은 환상의 세그먼트로 설치되는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 다수의 통상 4개의 그룹으로 된 세그먼트는 각기 북극과 남극으로 배열되어 스윗칭기구(1)와 트리핑기구(2)에서 주변에 걸쳐 정렬배치되는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  12. 제9, 10 또는 11항에 있어서, 상기 세그먼트는 180°대칭을 가진 변경가능한 북극-남극조합으로 되는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 각 세그먼트는 서로 다른 극성의 마그넷트(5,17)를 가진 콰드그룹(quad group)으로 구축되고, 이 각 콰드그룹은 2개의 북극과 2개의 남극세그먼트로 구성되며, 또한 남극과 북극은 각기 반경방향으로 또한 주변방향으로 서로 대면하는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 트리핑기구(2)의 접지링(20)으로부터, 접지링(20)의 표면으로부터, 스윗칭기구(1)의 방향으로의 돌출(projecting)은 접속상태에서 접지링(20)의 표면으로 돌입하는 접지핀(21)에 의해 탄력적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기기계적 접속장치.
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