KR20160136057A - 전원절환개폐기의 작동레버 구조 - Google Patents

전원절환개폐기의 작동레버 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원절환개폐기가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 상용(nomal) 전류가 공급되는 복수개의 상용전원과, 비상시의 전류가 공급되는 복수개의 비상전원과, 상기 상용전원 또는 비상전원에 접속하여 전류를 흐르게 하는 복수개의 통전단자 및 상기 통전단자에 각각 접촉되는 부하단자를 포함하는 차단부와; 자력에 의하여 한 쌍의 이동플런저를 이동시키기 위한 동작코일과, 상기 이동플런저와 연결부재를 통해 연결되어 좌우로 회전되는 메인샤프트와, 상기 메인샤프트와 결합되며 메인샤프트의 회전에 따라 회전되는 작동레버로 이루어진 구동부를 포함하는 전원절환개폐기에 있어서, 상기 작동레버는 상기 동작코일에 공급되는 전원을 공급 또는 단락시킬 수 있는 한 쌍의 스위치와 접촉되는 것으로, 상기 작동레버의 측면 양측에 설치되는 상기 한 쌍의 스위치와 접촉될 수 있게 측면 양측으로 돌출되는 접촉단자가 구비된 전원절환개폐기의 작동레버구조를 제공한다.

Description

전원절환개폐기의 작동레버 구조{Power transfer switch}
본 발명은 전원절환개폐기에 사용되는 작동레버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전원절환시 아크로 인해 발생할 수 있는 전원 단락 등과 같은 오작동을 최소화할 수 있도록 한 전원절환개폐기의 작동레버 구조에 관한 것이다.
일반적으로 전원절환개폐기는 자체 발전설비가 구비된 사업장이나 빌딩 등에 변전소로부터 전력공급이 차단되면 옥내 배선단자를 자체발전기측으로 자동절환시켜 지속적으로 전원을 공급받을 수 있게 하면서 변전소측의 전력공급이 정상적으로 이루어지면 다시 자동절환되어 변전소측의 전원이 공급되도록 하는 것이다.
이러한 전원절환개폐기는 상용전원과 비상전원 또는 스타결선전원과 델타결선전원 같은 2개의 서로 다른 전원을 택일적으로 부하측에 접속하는 것으로, 그 용량이나 용도에 따라 다양한 형태가 개발되어 사용되고 있다.
우리나라 실용신안공고 제87-1383호에는 조작레버, 제어축, 가동접촉자, 포인트판 및 래치 등으로 이루어지는 전원절환개폐기를 개시하고 있다. 또한 본 출원인은 상기 실용신안의 고안보다 더 개량된 전원절환개폐기를 개발하여 특허출원 제1998-0024896호(1998. 6. 29 출원)로서 출원한 바 있다.
도 1 은 일반 가정용을 비롯하여 작은 용량에 사용하는 전원절환개폐기를 도시한 평면도이고, 도 2는 종래의 전원절환개폐기의 개략적인 정면도이다.
이를 참조하면, 종래의 전원절환개폐기(1)는 크게 상용전원과 비상전원 또는 스타결선전원과 델타결선전원 같은 2개의 상이한 전원을 접속 또는 차단시킬 수 있도록 구성되는 것으로, 각 상(R,S,T,N)이 외부로 표출되는 차단부(10)와, 자력이 발생되는 구동부(20)로 구성되어 송전측인 변전소측의 접지에 따라 부하측인 옥내배선단자와의 접점이 가변되면서 전력이 필요한 제품 등에 지속적인 전력공급이 원활하게 이루어지도록 구성되어 있다.
구체적으로, 도 1 및 도 2를 참고하면, 종래의 전원절환개폐기(1)는 차단부(10)와 구동부(20)가 직접 연결되고, 상기 차단부(10)는 상용(nomal) 전류가 공급되는 복수개의 상용전원(11)과, 비상시의 전류가 공급되는 복수개의 비상전원(12)과, 상기 상용전원(11) 또는 비상전원(12)에 접속하여 전류를 흐르게 하는 복수개의 통전단자(13) 및 상기 통전단자(13)에 각각 접촉되는 부하단자(14)로 이루어질 수 있다.
또한, 구동부(20)는 도면에 도시된 바와 같이, 자력에 의하여 한 쌍의 이동플런저(moving plunger)(26)를 좌우로 이동시키기 위한 한 쌍의 동작코일(21)과, 상기 한 쌍의 이동플런저(26)를 연결하기 위한 연결부재(22)와, 일단이 상기 연결부재(22)와 연결되어 상기 연결부재(22)의 이송에 따라 좌우로 회전되는 메인샤프트(23)와, 상기 메인샤프트(23)와 결합되며 메인샤프트(23)의 회전에 따라 상기 복수개의 통전단자(13)와 접촉되어 전원을 인가할 수 있도록 한 작동레버(24)를 포함할 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 종래의 전원절환개폐기(1)는 상기 구동부(20)의 작동에 의해 상기 차단부(10)가 작동되어 평상시에는 상용전원을 공급하고, 정전시와 같이 변전소로부터 전력공급이 차단되면 옥내 배선단자를 자체 발전기측으로 자동절환시켜 지속적으로 전원을 공급받을 수 있게 하면서 변전소측의 전력공급이 정상적으로 이루어지면 다시 자동절환되어 변전소측의 전원이 공급되도록 한 것이다.
상술한 종래의 전원절환개폐기(1)는 상용전원(11) 또는 비상전원(12)으로의 절환시 효과적으로 전원이 절환되도록 메인샤프트(23)와 결합되는 작동레버(24)의 좌우측에 한 쌍의 스프링(25)을 설치하여 작동레버(24)가 좌측 또는 우측으로 회전할 때 한쪽 스프링(25)은 작동레버(24)를 밀어주고, 다른 한쪽 스프링(25)은 작동레버(24)를 당겨줄 수 있도록 구성하였다.
그러나, 종래의 전원절환개폐기(1)는 상술한 바와 같이, 작동레버(24)의 좌우측에 한 쌍의 스프링(25)을 설치함으로써, 상기 작동레버(24)를 일정한 속도로 작동시켜 통전단자(13)를 상용전원(11) 또는 비상전원(12)에 일정한 속도로 접속하도록 하였으나, 작동레버(24)의 좌우측에 설치되는 스프링(25)의 탄성력을 정확하게 일치시키지 않을 경우 작동레버(24)가 원활하게 회전하지 않아 상기 동작코일(21)에 전원을 공급 또는 해제할 수 있게 스프링(25)과 마찬가지로 작동레버(24)의 좌우측에 마련되는 스위치(27)와 접촉되지 않음으로써, 상기 동작코일(21)에 지속적으로 전원을 공급하여 이동플런저(26)가 동작코일(21) 내로 지속적으로 향하면서 오작동을 일으켜 동작코일(21)이 손상되는 단점과 함께 순간적으로 전원이 단락되는 현상이 발생했다.
따라서, 본 출원인은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결할 수 있도록 한 전원절환개폐기의 작동레버구조를 강구하게 되었다.
대한민국 실용신안공고 제87-1383호 대한민국 특허출원 제1998-0024896호 한국등록특허 제10-0273509호
본 발명의 일 실시예들은 전원 절환시 동작코일로 전원을 공급 또는 해제하는 작동레버와 스위치간의 오작동을 방지하여 전원절환개폐기가 손상되는 것을 최소화할 수 있도록 한 전원절환개폐기의 작동레버구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상용(nomal) 전류가 공급되는 복수개의 상용전원과, 비상시의 전류가 공급되는 복수개의 비상전원과, 상기 상용전원 또는 비상전원에 접속하여 전류를 흐르게 하는 복수개의 통전단자 및 상기 통전단자에 각각 접촉되는 부하단자를 포함하는 차단부와; 자력에 의하여 한 쌍의 이동플런저를 이동시키기 위한 동작코일과, 상기 이동플런저와 연결부재를 통해 연결되어 좌우로 회전되는 메인샤프트와, 상기 메인샤프트와 결합되며 메인샤프트의 회전에 따라 회전되는 작동레버로 이루어진 구동부를 포함하는 전원절환개폐기에 있어서, 상기 작동레버는 상기 동작코일에 공급되는 전원을 공급 또는 단락시킬 수 있는 한 쌍의 스위치와 접촉되는 것으로, 상기 작동레버의 측면 양측에 설치되는 상기 한 쌍의 스위치와 접촉될 수 있게 측면 양측으로 돌출되는 접촉단자가 구비된 전원절환개폐기의 작동레버구조를 제공한다.
본 발명의 실시예들은 스위치와 접촉되는 작동레버의 형상을 변경함으로써, 회동되는 작동레버가 한 쌍의 스위치를 동시에 누르지 않도록 하여 아크발생을 최소화할 수 있어 아크 발생으로 인한 전원의 순간적인 단락을 방지하는 등 오작동을 예방할 수 있다.
도 1은 종래의 전원절환개폐기를 도시한 평면도이다.
도 2는 종래의 전원절환개폐기의 개략적인 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기의 정면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기의 작동되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기에 사용된 가압스프링의 탄성력이 작용하는 방향을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들에 따른 전원절환개폐기에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기를 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기(100)는 차단부(110)와 구동부(120)가 일체로 형성될 수 있다.
구체적으로, 차단부(110)는 상용 전류가 공급되는 복수개의 상용전원(111)과, 비상시의 전류가 공급되는 복수개의 비상전원(112)과, 상기 상용전원(111) 또는 비상전원(112)에 접속하여 전류를 흐르게 하는 복수개의 통전단자(미도시) 및 상기 통전단자(미도시)와 상용전원(111) 또는 비상전원(112)과 접촉되어 전원이 인가될 수 있도록 한 복수개의 부하단자(113)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 차단부(110)는 후술하는 구동부(120)의 운동량을 전달받아 전류를 공급할 수 있도록 한 구성이라면 다양하게 변경실시 가능한 구성으로서, 후술하는 구동부(120)에서 운동량을 전달받아 전류를 원활하게 흐를 수 있도록 한 구성이라면 그 구성에 제한을 두지 않는다.
구동부(120)는 자력에 의하여 이동플런저(114)를 이동시키기 위한 동작코일(115)과, 상기 이동플런저(114)와 연결부재(116)를 통해 연결되어 상기 이동플런저(114)의 이송에 따라 좌우로 회전하는 메인샤프트(117)와, 상기 메인샤프트(117)와 결합되며 메인샤프트(117)의 회전에 따라 회전되는 작동레버(118)와, 상기 작동레버(118)를 일정한 속도로 회전시킬 수 있도록 탄성력을 제공하는 가압스프링(119) 및 상기 상용전원(111)과 비상전원(112)을 크로스(cross) 방식으로 공급하도록 양측에 전기적인 인터록(interlock)을 구비하기 위한 한 쌍의 스위치(130a, 130b)를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기(100)는 상기 이동플런저(114) 및 동작코일(115)은 상기 차단부(110)의 일 측면에 설치되고, 상기 작동레버(118)와 가압스프링(119) 및 스위치(130a, 130b)는 상기 이동플런저(114)와 연결부재(116)를 통해 일단이 연결된 메인샤프트(117)를 통해 상기 차단부(110)의 타 측면에 설치될 수 있다.
즉, 상기 메인샤프트가 차단부(110)를 관통하도록 위치되고, 상기 차단부를 관통한 메인샤프트의 일측 끝단에 상기 가압스프링에 의해 탄성지지되도록 작동레버가 결합되고, 이 작동레버의 측면 양측에 각각 스위치(130a, 130b)가 설치되는 구조이다.
구체적으로, 상기 차단부(110)의 일 측면에 설치되는 동작코일(115) 및 이동플런저(114)는 소정의 면적을 갖도록 한 판 형상의 베이스(141)에 고정설치되어 전원을 공급받아 자기력을 발생시킬 수 있도록 형성된다.
또한, 이동플런저(114)는 상기 동작코일(115)에서 발생되는 자기력에 의해 상하방향으로 승하강되는 것으로, 탄성부재(115a)에 의해 탄성지지되도록 설치된다.
즉, 동작코일(115)에 전원이 인가되어 자기력이 발생되면 자기력에 의해 이동플런저(114)가 하강하고, 동작코일(115)의 자기력이 해제되면 탄성부재(115a)의 탄성복원력에 의해 상승되는 구조이다.
또한, 상기 이동플런저(114)는 가이드핀(118a) 및 링크(116b)로 이루어진 연결부재(116)를 통해 메인샤프트(117)와 연결될 수 있다. 상기 메인샤프트(117)는 이동플런저(114)의 승하강에 따라 좌우방향으로 회전될 수 있도록 구성되는 것으로, 일단이 상기 연결부재(116)를 통해 이동플런저(114)와 결합되고, 타단이 상기 차단부(110)를 관통하여 작동레버(118)와 고정결합될 수 있다.
이때, 상기 차단부(110)를 관통하는 메인샤프트(117) 상에는 복수개의 통전단자(미도시)가 고정설치되어 상기 메인샤프트(117)의 회전에 따라 회전될 수 있도록 함으로써, 상기 메인샤프트(117)의 회전시 상기 통전단자(미도시)가 차단부(110) 내에 마련된 상용전원(111)의 단자 및 비상전원(112)의 단자와 접촉될 수 있도록 하여 전류가 흐를 수 있도록 한다.
한편, 상기 차단부(110)의 타측면에 플레이트(140)를 통해 구획되게 설치되는 작동레버(118)는 상기 플레이트(140)를 관통한 메인샤프트(117)의 끝단에 핸들레버(132)를 통해 회전가능하게 결합될 수 있다.
여기서, 상기 핸들레버(132)는 수동으로 상기 작동레버(118)를 회전시킬 수 있도록 구성되는 것으로, 상기 메인샤프트(117)의 끝단에 고정결합되는 원통형상의 회동부(132a)가 구비되고, 상기 회동부(132a)의 일측 끝단에 작업자가 파지할 수 있도록 한 파지부(132b)가 상방향으로 돌출되게 형성되어 작업자가 상기 파지부(132b)를 파지한 상태에서 일방향으로 가압할 경우 상기 메인샤프트(117)가 회전되면서 통전단자(미도시) 및 작동레버(118)가 회전될 수 있도록 구성되어 있다.
상기 작동레버(118)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 핸들레버(132)의 회동부(132a)에 회동가능하게 결합되어 상기 핸들레버(132)의 회전에 따라 양측면에 설치되는 한 쌍의 스위치(130a, 130b)와 선택적으로 접촉되어 상기 동작코일(115)에 전원을 공급 또는 해제할 수 있도록 형성된다.
즉, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 작동레버(118)는 측면 양측으로 돌출되는 접촉단자(118c)가 형성되고, 하부에는 상기 핸들레버(132)의 회동부(132a)가 삽입될 수 있도록 한 회동공(118a)을 구비된다. 또한, 상기 양측으로 돌출되게 형성된 상기 접촉단자(118c) 사이에는 장공(118b)이 형성되도록 한 후 상기 장공(118b) 내에 핸들레버(132)에 형성된 리브돌기(132c)가 삽입되도록 하여 상기 핸들레버(132)의 회전에 따라 리브돌기(132c)가 상기 장공(118b)의 일측을 가압하여 작동레버(118)가 회전될 수 있도록 함으로써, 상용전류 또는 비상전류가 공급되도록 하는 것이다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 작동레버(118)의 접촉단자(118c)를 곡선을 갖는 호 형상으로 형성하여 작동레버(118)의 회전시에도 상기 스위치(130a130b)와 접촉시간을 늘림으로써, 전원절환시 발생할 수 있는 아크의 발생을 최소화할 수 있다.
즉, 상용전원 또는 비상전원으로의 절환시 통상 전원이 소호되는 시간이 요구된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 아크로 인한 전원의 순간적인 단락을 방지하기 위해 상기 작동레버(118)의 접촉단자(118c)를 호 형상으로 형성함으로써, 작동레버(118)의 회전시 호 형상으로 형성된 접촉단자(118c)가 상기 동작코일(115)에 공급되는 전원을 단락시킬 수 있는 스위치(130a,130b)를 누르는 시간을 증가시킴으로써 충분한 소호시간을 주어 상용전원과 비상전원의 합선으로 인해 발생할 수 있는 아크를 방지하여 전원이 순간적으로 단락되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 본원발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기(100)는 상기 동작코일(115)에 전원이 공급되면 이동플런저(114)가 하강하게 되어 메인샤프트(117)가 일방향으로 회전되고, 상기 메인샤프트(117)의 회전에 따라 핸들레버(132)가 회전되면서 작동레버(118)를 회전시키게 된다.
이때 상기 작동레버(118)의 호 형상으로 형성된 접촉단자가 스위치(130a, 130b)와 접촉되어 상기 동작코일(115)에 공급되는 전원을 단락시켜 오작동을 방지하게 된다.
여기서, 동작코일(115)에 전원이 지속적으로 공급될 경우 상기 이동플런저(114)가 하방향으로 지속적으로 향하게 되어 이동플런저(114) 및 동작코일(115)이 손상되는 문제점이 있다. 따라서, 메인샤프트(117)가 회전된 후에는 동작코일(115)에 공급되는 전원을 끊어 이동플런저(114)가 하방향으로 향하는 것을 정지시켜야 한다. 따라서, 작동레버(118)가 스위치(130a, 130b)를 가압함으로써, 동작코일(115)에 전원이 인가되는 것을 제한하는 것이다.
한편, 상기 작동레버(118)에는 상기 스위치(130a, 130b)와 지속적으로 접촉될 수 있도록 작동레버를 가압하는 가압스프링(119)이 설치될 수 있다.
상기 가압스프링(119)은 작동레버(118)의 상측, 바람직하게는 작동레버(118)가 설치된 위치의 플레이트(140) 상측에 형성되는 고정돌기(142)에 일측이 결합되어 상기 작동레버(118)를 가압하는 구조이다.
구체적으로, 상기 가압스프링(119)은 호 형상으로 곡선을 갖도록 형성된 것으로 일단은 상기 고정돌기(142)에 고정결합되고, 타단은 상기 작동레버(118)의 상단을 가압할 수 있도록 형성된다.
따라서, 상기 작동레버(118)의 회전시 접촉단자(118)가 지속적으로 상기 스위치(130a, 130b)와 접촉될 수 있게 된다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기의 작동되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5a를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기(100)는 초기 상용전원(111)의 단자와 통전단자(미도시)가 접촉되어 상용전원(111)을 공급할 수 있도록 위치되어 있다. 이때, 작동레버(118)는 도면상 좌측으로 회전되어 상용전원(111) 측의 스위치(130a)를 가압하고 있는 상태이다.
이 상태에서 상용전원(111)이 단락되면, 동작코일(115)이 여자되어 이동플런저(114)가 하강하면서 메인샤프트(117)를 회전시키게 된다. 이에 따라 메인샤프트(117)와 고정결합된 통전단자(미도시)가 비상전원(112) 단자측으로 회전되고, 동시에 도 5b에 도시된 바와 같이, 핸들레버(132)가 회전하면서 리브돌기(132c)가 작동레버(118)에 형성된 장공(118b)을 따라 이동된다.
이후, 리브돌기(132c)가 장공(118b)의 일측을 가압하여 도 5c에 도시된 바와 같이, 작동레버(118)를 회전시켜 비상전원(112) 측의 스위치(130b)를 가압하는 구조이다.
즉, 본원발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기(100)는 상술한 동작 과정에서 단일의 가압스프링(119)을 사용하여 작동레버(118)가 스위치130a, 130b)와 견고한 접촉이 이루어지도록 한 기술로서, 작동레버(118)가 상용전원(111) 측의 스위치(130a)와 접촉될 경우에는 도 6a에 도시된 화살표 방향으로 탄성력을 제공하고, 비상전원(112) 측의 스위치(130b)와 접촉될 경우에는 도 6b에 도시된 화살표 방향으로 탄성력을 제공하여 작동레버(118)가 스위치(130b)와 견고히 접촉되도록 한 것이다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기의 작동레버구조는 스위치(130a,130b)와 접촉되는 작동레버(118)의 형상을 변경함으로써, 회동되는 작동레버(118)가 한 쌍의 스위치(130a,130b)를 동시에 누르지 않도록 하여 아크발생을 최소화할 수 있어 아크 발생으로 인한 전원의 순간적인 단락을 방지하는 등 오작동을 예방할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 전원절환개폐기 110 : 차단부
111 : 상용전원 112 : 비상전원
113 : 부하단자 114 : 이동플런저
115 : 동작코일 116 : 연결부재
116a : 가이드핀 116b : 링크
117 : 메인샤프트 118 : 작동레버
118a : 회동공 118b : 장공
118c : 접촉단자 119 : 가압스프링
120 : 구동부 130a, 130b : 스위치
132 : 핸들레버 132a : 회동부
132b : 파지부 132c : 리브돌기
140 : 플레이트 141 : 베이스
142 : 고정돌기

Claims (4)

  1. 상용(nomal) 전류가 공급되는 복수개의 상용전원과, 비상시의 전류가 공급되는 복수개의 비상전원과, 상기 상용전원 또는 비상전원에 접속하여 전류를 흐르게 하는 복수개의 통전단자 및 상기 통전단자에 각각 접촉되는 부하단자를 포함하는 차단부와;
    자력에 의하여 한 쌍의 이동플런저를 이동시키기 위한 동작코일과, 상기 이동플런저와 연결부재를 통해 연결되어 좌우로 회전되는 메인샤프트와, 상기 메인샤프트와 결합되며 메인샤프트의 회전에 따라 회전되는 작동레버로 이루어진 구동부를 포함하는 전원절환개폐기에 있어서,
    상기 작동레버는 상기 동작코일에 공급되는 전원을 공급 또는 단락시킬 수 있는 한 쌍의 스위치와 접촉되는 것으로, 상기 작동레버의 측면 양측에 설치되는 상기 한 쌍의 스위치와 접촉될 수 있게 측면 양측으로 돌출되는 접촉단자가 구비된 전원절환개폐기의 작동레버구조.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 접촉단자는 곡선을 갖는 호 형상으로 형성되는 전원절환개폐기의 작동레버구조.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 작동레버의 상측에는 상기 작동레버를 스위치와 접촉될 수 있게 가압할 수 있도록 한 가압스프링이 구비되는 것을 특징으로 하는 전원절환개폐기의 작동레버구조.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 가압스프링은 호 형상으로 곡선을 갖도록 형성된 전원절환개폐기의 작동레버구조.
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