WO2021000552A1 - 母线单元及管道母线 - Google Patents
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Abstract
一种母线单元(10,20)及管道母线,涉及GIL技术领域。母线单元(10,20)包括母线筒体和导电杆(13),母线筒体的一端设有相对于母线筒体固定设置的固定绝缘子;所述固定绝缘子的轴向两端分别设置有固定连接座和插接连接座,固定连接座供该母线单元(10,20)中或相邻母线单元(10,20)中的相应导电杆(13)固定并导电连接,插接连接座供母线单元(10,20)中或相邻母线单元(10,20)中的相应导电杆(13)插接配合并导电连接。设置在母线单元(10,20)中绝缘子两侧的固定连接座和插接连接座将现有技术中导电杆(13)改变为一端固定,一端伸缩的形式,导电杆(13)仅一端的伸缩运动受到限制,整体仍能够通过自身伸缩变形来适应温度变化,能够有效地避免导电杆(13)在热胀冷缩时插接长度过短甚至脱落的问题。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于申请号为201910581157.0、申请日为2019年06月29日的中国专利申请提出,并要求该中国专利申请的优先权,该中国专利申请的全部内容在此引入本申请作为参考。
本发明涉及GIL(Gas-insulated Metal Enclosed Transmission Line,气体绝缘金属封闭输电线路)技术领域,具体涉及一种母线单元及管道母线。
GIL具有可靠性高、传输能力强、损耗低、安全环保以及安装、运行维护方便等优点,在电力工程中得到了广泛的使用。GIL是一种由筒体及导电杆组成的筒体封闭式的输电设备,GIL母线段一般包括多个母线单元,所以铺设线路较长。由于GIL设备的应用长度可能达到几十公里,导电杆由于电流通过而会产生热量使GIL升温,在温度变化时,筒体及导电杆都会对应发生热胀冷缩,筒体及导电杆会因热胀冷缩而在轴向方向上产生相对位移,影响导电杆之间、筒体之间的连接。
为对导电杆及筒体因热胀冷缩而产生的位移进行补偿,现有技术中操作人员会使用插接结构补偿导电杆之间的相对位移。例如申请公布号为CN106848964A、申请公布日为2017.06.13的专利申请文件所公开的一种全绝缘封闭母线,包括筒体,筒体的两端开口处设置有盆式绝缘子,两盆式绝缘子朝向筒体内的一侧均设置有插接座,插接座的插接腔内设置有触指。筒体内还设置有导电杆,导电杆的两端分别与两盆式绝缘子上插接座插接 配合,导电杆通过触指与插接座保持滑动电连接,而插接座通过盆式绝缘子上的嵌件与其他封闭母线中的导体连接。
当导电杆的轴向尺寸发生变化时,导电杆整体能够在两插接座之间滑动,插接座内的插接腔具有避让导电杆运动的空间。但是由于GIL整体较长,导电杆的伸缩量较大,因此在导电杆的两端均活动设置时,会出现导电杆的插接长度过短甚至从插接座中脱落的问题,影响到GIL连接的稳定性。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种母线单元,能够解决现有技术中因导电杆两端均活动连接而影响GIL连接稳定性的问题;本发明实施例另外的目的在于提供一种使用该母线单元的管道母线,能够解决现有技术中因导电杆两端均活动连接而影响GIL连接稳定性的问题。
为实现上述目的,本发明实施例中的母线单元采用如下技术方案:
母线单元,包括母线筒体和导电杆,母线筒体的一端设有相对于母线筒体固定设置的固定绝缘子;所述固定绝缘子的轴向两端分别设置有固定连接座和插接连接座,固定连接座供该母线单元中或相邻母线单元中的相应导电杆固定并导电连接,插接连接座供母线单元中或相邻母线单元中的相应导电杆插接配合并导电连接;所述导电杆的一端为用于与固定连接座固定连接的固定端,另一端设有用于与插接连接座适配的插接配合结构。
其有益效果在于:设置在母线单元中固定绝缘子轴向两端的固定连接座和插接连接座,在该母线单元其他母线单元配合时,能够实现不同母线单元中的导电杆一端固定连接,另一端活动连接,将现有技术中导电杆在热胀冷缩时两端均伸缩的方式,改变为导电杆一端固定,一端伸缩,导电杆仅一端的伸缩运动受到限制,整体仍能够通过自身伸缩变形来适应温度变化,能够有效地避免导电杆在热胀冷缩时插接长度过短甚至脱落的问题。
一实施例中,所述固定绝缘子的径向外端设置有呈筒状的微粒捕捉器,所述微粒捕捉器与筒体开口处的法兰固定连接,固定绝缘子通过与微粒捕捉器连接以实现与母线筒体的相对固定。
其有益效果在于:固定绝缘子通过筒状的微粒捕捉器与母线筒体固定连接,能够利用现有结构来实现固定绝缘子的固定,避免在筒体上加工用于安装固定柱绝缘子的安装孔等安装结构,有利于保证筒体的密封性。
一实施例中,微粒捕捉器的筒体边缘上设置有折边,母线筒体开口处的法兰上对应设置有与所述折边挡止配合的台阶,微粒捕捉器通过其折边压接在法兰的台阶上以与筒体固定连接。
其有益效果在于:利用微粒捕捉器的折边与法兰上的台阶挡止配合,能够实现微粒捕捉器较好地定位,将折边压接在台阶上从而使微粒捕捉器与母线筒体固定,结构简单。
一实施例中,法兰的台阶上对应设置有将折边压向台阶的压环。
其有益效果在于:使用压环来压紧折边,从而保证微粒捕捉器、固定绝缘子与母线筒体的连接强度。
一实施例中,所述固定绝缘子为三支柱绝缘子,所述导电杆固定在三支柱绝缘子的中间嵌件上,三支柱绝缘子的中间嵌件对应形成所述固定连接座。
其有益效果在于:使用三支柱绝缘子来与导电杆固定连接,结构简单,便于操作,并且相较于现有技术中通过盆式绝缘子来支撑导电杆,能够减少生产成本。
一实施例中,导电杆通过焊接与所述中间嵌件固定。
其有益效果在于:采用导电杆与触指座焊接的同时,通过焊接将导电杆与中间嵌件固定连接,不需要再设置其他的加工步骤,能够简化加工程序。
一实施例中,三支柱绝缘子在轴向上朝向相邻母线单元的一端设置有作为插接连接座的触指座,触指座具有与导电杆插接配合的插接腔,插接腔的内壁上嵌设有实现导电杆与触指座电连接的触指。
其有益效果在于:使用触指座来与导电杆电连接,导电杆与触指座之间存在相对位移时仍能保证连接的稳定性。
一实施例中,所述触指座焊接在与三支柱绝缘子固定连接的导电杆的对应端部,且触指座位于三支柱绝缘子的中间嵌件中。
其有益效果在于:将触指座焊接在导电杆端部以使导电杆位于中间嵌件中,避免导电杆及触指座伸出过长而影响母线单元的连接。
一实施例中,插接腔远离插入口一端的腔壁厚度大于靠近插入口一端的腔壁厚度而形成台阶,台阶用于增加导电杆与触指座的接触面积。
其有益效果在于:通过改变插接腔的腔壁厚度来增加导电杆与触指座的接触面积,在导电杆与触指座对正焊接时能够保证触指座的焊接稳定性;并且插接腔腔壁厚度较小的一端形成扩口结构,此时与插接腔插接配合的导体径向尺寸对应可以增加,能够减少通过触指座连接的导电杆的径向尺寸差值,保证导体具有均匀的通流截面积以提高散热能力。
为实现上述目的,本发明实施例中的母线单元采用如下技术方案:
母线单元,
包括母线筒体和导电杆,母线筒体的一端设有相对于母线筒体固定设置的固定支撑绝缘子;
所述固定支撑绝缘子的轴向两端分别设置有固定连接座和触指座,固定连接座供该母线单元中或相邻母线单元中的相应导电杆固定并导电连接,触指座供母线单元中或相邻母线单元中的相应导电杆插接配合并导电连接;
所述导电杆的一端与固定连接座固定连接,另一端与触指座插接配合。
其有益效果在于:设置在母线单元中固定支撑绝缘子轴向两端的固定连接座和触指座,在该母线单元其他母线单元配合时,能够实现不同母线单元中的导电杆一端固定连接,另一端活动连接,将现有技术中导电杆在热胀冷缩时两端均伸缩的方式,改变为导电杆一端固定,一端伸缩,导电杆仅一端的伸缩运动受到限制,整体仍能够通过自身伸缩变形来适应温度变化,能够有效地避免导电杆在热胀冷缩时插接长度过短甚至脱落的问题。
为实现上述目的,本发明实施例中的管道母线采用如下技术方案:
管道母线,由母线单元依次连接而成,母线单元包括母线筒体和导电杆,母线筒体的一端设有相对于母线筒体固定设置的固定绝缘子;所述固定绝缘子的轴向两端分别设置有固定连接座和插接连接座,固定连接座供该母线单元中或相邻母线单元中的相应导电杆固定并导电连接,插接连接座供母线单元中或相邻母线单元中的相应导电杆插接配合并导电连接;所述导电杆的一端为用于与固定连接座固定连接的固定端,另一端设有用于与插接连接座适配的插接配合结构。
其有益效果在于:设置在母线单元中固定绝缘子轴向两端的固定连接座和插接连接座,在该母线单元其他母线单元配合时,能够实现不同母线单元中的导电杆一端固定连接,另一端活动连接,将现有技术中导电杆在热胀冷缩时两端均伸缩的方式,改变为导电杆一端固定,一端伸缩,导电杆仅一端的伸缩运动受到限制,整体仍能够通过自身伸缩变形来适应温度变化,能够有效地避免导电杆在热胀冷缩时插接长度过短甚至脱落的问题。
一实施例中,所述固定绝缘子的径向外端设置有呈筒状的微粒捕捉器,所述微粒捕捉器与筒体开口处的法兰固定连接,固定绝缘子通过与微粒捕捉器连接以实现与母线筒体的相对固定。
其有益效果在于:固定绝缘子通过筒状的微粒捕捉器与母线筒体固定连接,能够利用现有结构来实现固定绝缘子的固定,避免在筒体上加工用 于安装固定柱绝缘子的安装孔等安装结构,有利于保证筒体的密封性。
一实施例中,微粒捕捉器的筒体边缘上设置有折边,母线筒体开口处的法兰上对应设置有与所述折边挡止配合的台阶,微粒捕捉器通过其折边压接在法兰的台阶上以与筒体固定连接。
其有益效果在于:利用微粒捕捉器的折边与法兰上的台阶挡止配合,能够实现微粒捕捉器较好地定位,将折边压接在台阶上从而使微粒捕捉器与母线筒体固定,结构简单。
一实施例中,法兰的台阶上对应设置有将折边压向台阶的压环。
其有益效果在于:使用压环来压紧折边,从而保证微粒捕捉器、固定绝缘子与母线筒体的连接强度。
一实施例中,所述固定绝缘子为三支柱绝缘子,所述导电杆固定在三支柱绝缘子的中间嵌件上,三支柱绝缘子的中间嵌件对应形成所述固定连接座。
其有益效果在于:使用三支柱绝缘子来与导电杆固定连接,结构简单,便于操作,并且相较于现有技术中通过盆式绝缘子来支撑导电杆,能够减少生产成本。
一实施例中,导电杆通过焊接与所述中间嵌件固定。
其有益效果在于:采用导电杆与触指座焊接的同时,通过焊接将导电杆与中间嵌件固定连接,不需要再设置其他的加工步骤,能够简化加工程序。
一实施例中,三支柱绝缘子在轴向上朝向相邻母线单元的一端设置有作为插接连接座的触指座,触指座具有与导电杆插接配合的插接腔,插接腔的内壁上嵌设有实现导电杆与触指座电连接的触指。
其有益效果在于:使用触指座来与导电杆电连接,导电杆与触指座之间存在相对位移时仍能保证连接的稳定性。
一实施例中,所述触指座焊接在与三支柱绝缘子固定连接的导电杆的对应端部,且触指座位于三支柱绝缘子的中间嵌件中。
其有益效果在于:将触指座焊接在导电杆端部以使导电杆位于中间嵌件中,避免导电杆及触指座伸出过长而影响母线单元的连接。
一实施例中,插接腔远离插入口一端的腔壁厚度大于靠近插入口一端的腔壁厚度而形成台阶,台阶用于增加导电杆与触指座的接触面积。
其有益效果在于:通过改变插接腔的腔壁厚度来增加导电杆与触指座的接触面积,在导电杆与触指座对正焊接时能够保证触指座的焊接稳定性;并且插接腔腔壁厚度较小的一端形成扩口结构,此时与插接腔插接配合的导体径向尺寸对应可以增加,能够减少通过触指座连接的导电杆的径向尺寸差值,保证导体具有均匀的通流截面积以提高散热能力。
图1为本发明实施例中管道母线的结构示意图;
图2为本发明实施例中管道母线的部分结构示意图;
图3为本发明实施例中母线单元的滑动支撑绝缘子部分的结构示意图;
图4为本发明实施例中母线单元的固定支撑绝缘子部分的结构示意图;
图5为本发明实施例中触指座的结构示意图;
图中:10-第二母线单元;11-第二筒体;111-第二筒体法兰;12-固定支撑绝缘子;121-微粒捕捉器;122-折边;123-压环;124-中间嵌件;13-导电杆;131-通孔;14-滑动支撑绝缘子;141-微粒捕捉器;142-中间嵌件;143-通孔;15-触指座;151-弹簧触指;20-第一母线单元;21-第一筒体;211-凸缘;212-第一筒体法兰;22-导电杆;23-盆式绝缘子;231-微粒捕捉器;2311-左半部分;2312-右半部分;24-触头;25-挡块;30-监控元件。
现结合附图来对本发明中管道母线及其母线单元的具体实施方式进行说明。
如图1所示,为本发明中管道母线的一种实施例:管道母线由母线单元连接而成,母线单元包括母线筒体和设置在母线筒体中的导电杆,母线筒体内还设置有用于支撑导电杆的绝缘子。管道母线中具有两相邻的第一母线单元20和第二母线单元10,其结构包括通过法兰连接的第一筒体21和第二筒体11。如图2所示,第一筒体21和第二筒体11的连接处即第一筒体法兰212与第二筒体法兰111之间设置有属于第一母线单元20的盆式绝缘子23,盆式绝缘子23一侧与第一筒体21中设置的凸缘211挡止配合,另一侧与夹在第一筒体21、第二筒体11之间的挡块25挡止配合,盆式绝缘子23的两侧被对应结构定位,确定了相对于第一筒体21和第二筒体11的位置。
盆式绝缘子23在布置时位于第一筒体21内,盆式绝缘子23的凹腔朝向第二筒体11设置,盆式绝缘子中设置有金属嵌件,金属嵌件的两侧面上通过螺栓连接有能够与触指座插接的触头24,触头24的外周设置有环绕触头轴线布置的屏蔽罩,触头24的外周面与屏蔽罩之间设置有避让触指座的间隔。
盆式绝缘子23处对应设置有筒状的微粒捕捉器231,微粒捕捉器231包括分体设置的左半部分2311和右半部分2312,微粒捕捉器231的左半部分2311上设置有与凸缘211适配的耳板,耳板及凸缘211上设置有紧固件穿孔,微粒捕捉器231的左半部分2311与凸缘211通过螺纹紧固件固定连接。而微粒捕捉器231的右半部分2312直接与用于定位盆式绝缘子23的挡块25焊接,从而实现右半部分2312的相对固定。导电杆13靠近触头24的端部设置有触指座,该处的触指座则作为导电杆13上的插接配合结构。 在其他实施例中,可以在盆式绝缘子上设置触指座,而导电杆的端部可以直接插入触指座中实现插接配合,此时导电杆的端部则作为插接配合结构。
如图2和图3所示,第二母线单元10的第二筒体11中,沿远离盆式绝缘子23的方向顺序设置有作为绝缘子的滑动支撑绝缘子14和固定支撑绝缘子12,滑动支撑绝缘子14具有三个与第二筒体11内壁接触的支柱,各支柱的端部设置有嵌件,嵌件上均设置有与第二筒体11内壁滑动配合的滚轮,滑动支撑绝缘子14主体的中部设置有供导电杆13穿设的穿孔,穿孔内设置有随滑动支撑绝缘子14浇注成型的中间嵌件142,中间嵌件142呈筒状。滑动支撑绝缘子14处也对应设置有筒状的微粒捕捉器141,微粒捕捉器141通过与支柱端部的嵌件固定,滑动支撑绝缘子14的中间嵌件142上,开设有通孔143,当导电杆13穿入中间嵌件142中时,以通孔143作为坡口来对中间嵌件142和导电杆13进行焊接。
如图4所示,固定支撑绝缘子12设置在第二筒体11背向第一筒体21的开口处,固定支撑绝缘子12具有三个支柱,各支柱的端部设置有嵌件,嵌件上设置有螺纹孔,在固定支撑绝缘子12的外侧,设置有将固定支撑绝缘子12包围的微粒捕捉器121,微粒捕捉器121呈筒状,其筒壁上设置有与支柱端部嵌件上螺纹孔对应的穿孔,在微粒捕捉器121的穿孔与固定支撑绝缘子12上螺纹孔对应时,通过螺栓将微粒捕捉器121与固定支撑绝缘子12固定连接。在固定支撑绝缘子12的中间嵌件124上,开设有通孔131,当导电杆13穿入中间嵌件124中时,以通孔131作为坡口来对中间嵌件和导电杆13进行焊接,导电杆13与中间嵌件124固定的部分作为导电杆13的固定端。
微粒捕捉器121的靠近第二筒体11开口处的一端,设置有沿径向延伸的折边122,而在第二筒体11的开口处的第二筒体法兰111上设置有与折边122挡止配合的台阶,台阶上对应设置有连接孔,而在微粒捕捉器121 的折边122上也设置有与台阶上连接孔对应的通孔,操作人员通过折边122与台阶的挡止配合,并在折边122上设置压环123来将折边122压紧在台阶的表面上,压环123上同样设置有与通孔及连接孔对应沉头孔,通过在沉头孔中设置螺栓来将与台阶中的连接孔螺接,实现微粒捕捉器121与第二筒体11的固定,又因为微粒捕捉器121与固定支撑绝缘子12相对固定,因此固定支撑绝缘子12与第二筒体11相对固定。
第二筒体11中设置有同时与固定支撑绝缘子12、滑动支撑绝缘子14配合的导电杆13,导电杆13包括作为主体的空心筒和设置在导电杆两端的触指座15,如图5所示,触指座15中具有与触头或相邻导电杆插接配合的插接腔,插接腔的内壁上嵌设有用于导通电路的弹簧触指151。插接腔靠近空心管一端的腔壁厚度要大于远离空心管一端的腔壁厚度,从而在触指座上形成了靠近空心管的台阶,空心管与触指座焊接时,该台阶具有较大的面积来保证空心管与触指座的稳定接触,以此来保证空心管与触指座的焊接稳定性,并且插接腔腔壁厚度较小的一端形成扩口结构,此时与插接腔插接配合的导体径向尺寸对应可以增加。
位于第一筒体21与第二筒体11之间的盆式绝缘子23上,设置有朝向第二母线单元10布置的触头24,触头24用于与导电杆端部的触指座151插接配合。第二母线单元10中固定支撑绝缘子12通过作为固定连接座的中间嵌件124与导电杆固定连接,导电杆的另一端与设置在盆式绝缘子23上的触头24插接配合,通过这样的结构能够实现管道母线中的导电杆一端固定,另一端活动设置,从而避免导电杆热胀冷缩时发生连接长度过短甚至脱落的问题。在第一母线单元及第二母线单元的筒体上还设置有监控元件30,能够对筒体的的气压进行监控,并且在监控元件30上还设置有充气口,操作人员可以通过充气口对筒体进行充气和抽真空操作。
在其他实施例中,第二母线单元的端部处的三支柱绝缘子可以替换成 盆式绝缘子,盆式绝缘子的相对于筒体内外的两端分别设置有与导电杆插接配合的触指座,及与导电杆固定连接的固定连接座,固定连接座可以通过法兰与对应设置在导电杆端部的法兰盘连接,或者是在固定连接座与导电杆之间设置转接件,转接件的外周上设置有缺口,操作人员通过在缺口内安装沿转接件轴向布置的螺栓,并将螺栓与固定连接座及导电杆固定连接来实现导电杆的固定连接。
在其他实施例中,三支柱绝缘子可以使用沿母线筒体轴向布置的连接臂与母线筒体开口处的法兰连接,也可以使用筒状连接件来与母线筒体开口处的法兰连接,此时筒状连接件仅起到连接作用,而不再依靠微粒捕捉器来实现三支柱绝缘子与筒体相对固定。
在其他实施例中,微粒捕捉器上可以设置有按照与折边相同的形式折弯的连接耳板,通过设置在微粒捕捉器筒身上的连接耳板来代替折边,耳板与母线筒体的法兰连接来实现微粒捕捉器与筒体的连接。
在其他实施例中,穿装在固定支撑绝缘子中的导电杆可以通过压接的方式与中间嵌件固定连接,而不局限于使用焊接的方式。
在其他实施例中,可以在第二母线单元中仅设置一个固定支撑绝缘子,不再采用布置一个滑动支撑绝缘子与固定支撑绝缘子配合的方式。
在其他实施例中,触指座的插接腔可以腔壁厚度等厚的结构,而不再设置为腔壁厚度沿插接腔轴向变化的方案。
本发明实施例中母线单元的结构与上述管道母线实施例中第二母线单元的结构相同,其使用方法及所能达到的效果也相同,因此关于母线单元的实施方式不再重复说明。
以上所述的具体实施方式,对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡是在本发明的精神和原 则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
- 母线单元,包括母线筒体和导电杆,母线筒体的一端设有相对于母线筒体固定设置的固定绝缘子;所述固定绝缘子的轴向两端分别设置有固定连接座和插接连接座,固定连接座供该母线单元中或相邻母线单元中的相应导电杆固定并导电连接,插接连接座供母线单元中或相邻母线单元中的相应导电杆插接配合并导电连接;所述导电杆的一端为用于与固定连接座固定连接的固定端,另一端设有用于与插接连接座适配的插接配合结构。
- 根据权利要求1所述的母线单元,所述固定绝缘子的径向外端设置有呈筒状的微粒捕捉器,所述微粒捕捉器与筒体开口处的法兰固定连接,固定绝缘子通过与微粒捕捉器连接以实现与母线筒体的相对固定。
- 根据权利要求2所述的母线单元,微粒捕捉器的筒体边缘上设置有折边,母线筒体开口处的法兰上对应设置有与所述折边挡止配合的台阶,微粒捕捉器通过其折边压接在法兰的台阶上以与筒体固定连接。
- 根据权利要求3所述的母线单元,法兰的台阶上对应设置有将折边压向台阶的压环。
- 根据权利要求1所述的母线单元,所述固定绝缘子为三支柱绝缘子,所述导电杆固定在三支柱绝缘子的中间嵌件上,三支柱绝缘子的中间嵌件对应形成所述固定连接座。
- 根据权利要求5所述的母线单元,导电杆通过焊接与所述中间嵌件固定。
- 根据权利要求6所述的母线单元,三支柱绝缘子在轴向上朝向相邻母线单元的一端设置有作为插接连接座的触指座,触指座具有与导电 杆插接配合的插接腔,插接腔的内壁上嵌设有实现导电杆与触指座电连接的触指。
- 根据权利要求7所述的母线单元,所述触指座焊接在与三支柱绝缘子固定连接的导电杆的对应端部,且触指座位于三支柱绝缘子的中间嵌件中。
- 根据权利要求7或8所述的母线单元,插接腔远离插入口一端的腔壁厚度大于靠近插入口一端的腔壁厚度而形成台阶,台阶用于增加导电杆与触指座的接触面积。
- 母线单元,包括母线筒体和导电杆,母线筒体的一端设有相对于母线筒体固定设置的固定支撑绝缘子;所述固定支撑绝缘子的轴向两端分别设置有固定连接座和触指座,固定连接座供该母线单元中或相邻母线单元中的相应导电杆固定并导电连接,触指座供母线单元中或相邻母线单元中的相应导电杆插接配合并导电连接;所述导电杆的一端与固定连接座固定连接,另一端与触指座插接配合。
- 管道母线,由母线单元依次连接而成,所述母线单元为上述权利要求1-10中任一项所述的母线单元。
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