CN210926353U - 一种熔接式电缆中间接头及用于焊接其的焊接模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种熔接式电缆中间接头及用于焊接其的焊接模具，该熔接式电缆中间接头包括剥削处理后的待连接电缆、熔接屏蔽层(3)、熔接绝缘层(5)、熔接绝缘屏蔽层(7)以及焊接模具(10)和加热硫化应力控制带(11)，待连接电缆剥削处理露出的电缆导体(1)通过焊接连接，依次包覆熔接屏蔽层(3)、熔接绝缘层(5)和熔接绝缘屏蔽层(7)。本实用新型的熔接式电缆中间接头，具有电场应力控制及绝缘性能好、安装方便、寿命长、免维护等诸多优点。

Description

一种熔接式电缆中间接头及用于焊接其的焊接模具

技术领域

本实用新型涉及一种电缆接头，尤其是一种熔接式电缆接头，属于中高压输电***中的电缆附件。

背景技术

目前，由于交联聚乙烯电力电缆需求量越来越大，生产连续的电缆因技术、场地、运输、成本等限制，不能加工无限长度，所以工程上需要现场制作中间接头产品，以满足长线路工程的需要。

电力行业内对电缆的中间连接普遍采用冷缩、热缩和预制式的接头形式。这些产品结构是以应力锥或应力管形式来均化电场强度以达到电缆的可靠运行。电缆接头中所使用的绝缘材料与加工电缆用的绝缘材料不同，其电场分布和电缆本身的电场分布也不一致，尤其是用于海底的电缆，需要移动、弯曲敷设要满足机械性能以及密封防水性能的要求，采用应力锥或应力管形式的电缆连接不能满足性能要求。

此外，传统接头形式连接的电缆存在可活动界面，由于电缆绝缘回缩或导致电缆接头主体移位隐患，在电场和热场作用下界面极易发生微气隙、杂质极化而发生局部放电导致击穿。

因此，现有技术亟代研究并设计出一种新式的电缆接头。

实用新型内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种一种熔接式电缆中间接头，该接头包括剥削处理后的待连接电缆、熔接屏蔽层3、熔接绝缘层5和熔接绝缘屏蔽层7，从而完成本实用新型。

具体来说，将待连接电缆逐层剥离，从中心向外依次露出电缆导体1、电缆导体屏蔽层2、电缆绝缘层4、电缆绝缘屏蔽层 6和电缆金属护套8，所述电缆导体1为圆柱形，位于电缆中间，两根电缆导体1同轴心，其端面之间焊接形成导体焊接段1001，

优选采用放热焊接的形式形成导体焊接段1001。

在一个优选的实施方式中，所述导体焊接段1001为柱体，

优选地，所述导体焊接段1001的长度不超过3cm。

在本实用新型中，优选地，所述导体焊接段1001的截面直径与电缆导体1的直径相同。

在本实用新型中，优选采用焊接模具10对电缆导体1进行焊接，所述焊接模具10包括焊接模具主体101、焊接夹具102和焊接模具盖体103，进一步地，所述焊接模具主体101具有可拆卸的两部分，使得电缆在焊接后从焊接模具主体101中取出，优选地，所述焊接模具主体101可拆分成两个相同的结构。

更进一步地，所述焊接模具主体101具有线芯连接腔1011，所述线芯连接腔1011为圆柱形的腔体，该圆柱形空腔的截面直径大于电缆导体1的截面直径。

在焊接模具主体101上，还设置有电缆导体通道1012，两根电缆导体1通过其***到线芯连接腔1011中。

在线芯连接腔1011的上方，设置有盛放焊料的焊料腔1013，优选地，所述焊料腔1013下端为圆锥状结构。

在一个优选的实施方式中，在所述焊料腔1013与线芯连接腔1011之间，还设置有主流料道1014，其连通焊料腔1013与线芯连接腔1011，进一步地，所述主流料道1014的截面半径不大于焊料腔1013的截面半径。

在一个优选的实施方式中，所述线芯连接腔1011的下端，还设置有导料腔1015。

更优选地，在所述线芯连接腔1011与导料腔1015之间，还设置有副流料道1016，其连通线芯连接腔1011与导料腔1015。

在一个更加优选的实施方式中，所述副流料道1016的截面面积小于主流料道1014的截面面积。

根据本实用新型，通过所述焊接夹具102在焊接过程中夹紧焊接模具主体101的两个可拆卸的部分，使得焊接模具主体101 内各腔体保持完整。

在焊接模具主体101的上方，还设置有焊接模具盖体103。

在电缆导体1的外层，具有电缆导体屏蔽层2，在两根待连接电缆的电缆导体屏蔽层2之间设置有熔接屏蔽层3，所述熔接屏蔽层3为管状结构，包覆在电缆导体1连接端的外层，并分别与两根待连接电缆的电缆导体屏蔽层2相连接，进一步地，所述熔接屏蔽层3为半导电材质，优选采用可交联半导电带热熔成型。

进一步地，所述熔接屏蔽层3的外径与电缆导体屏蔽层2的外径相同。

在一个优选的实施方式中，所述电缆导体屏蔽层2靠近电缆导体1裸露端剥削成锥形结构。

在电缆导体屏蔽层2的外层，具有电缆绝缘层4，在两根待连接电缆的电缆绝缘层4之间设置有熔接绝缘层5，所述熔接绝缘层5为管状结构，包覆在熔接屏蔽层3上，并分别与两根待连接电缆的电缆绝缘层4相连，所述熔接绝缘层5为绝缘材质，优选采用可交联绝缘带热熔成型。

进一步地，所述熔接绝缘层5的外径与电缆绝缘层4的外径相同。

在一个优选的实施方式中，所述电缆绝缘层4剥削成锥形结构。

在所述电缆绝缘层4的外层，具有电缆绝缘屏蔽层6，在两根待连接电缆的电缆绝缘屏蔽层6之间设置有熔接绝缘屏蔽层7，所述熔接绝缘屏蔽层7为管状结构，包覆在熔接绝缘层5上，并分别与两根待连接电缆的电缆绝缘屏蔽层6相连，所述熔接绝缘屏蔽层7为半导电材质，优选采用可交联半导电带热熔成型。

进一步地，所述熔接绝缘屏蔽层7的外径与电缆绝缘层4的外径相同。

在一个优选的实施方式中，所述电缆绝缘屏蔽层6剥削成锥形结构。

在本实用新型中，所述热熔优选采用加热硫化应力控制带 11进行加热以达到热熔效果，所述加热硫化应力控制带11均匀缠绕在待热熔部位，对加热硫化应力控制带11通电，即可实现热熔，

进一步地，所述加热硫化应力控制带11包括镍铬合金电热带111和硅橡胶高温绝缘层112。

在一个优选的实施方式中，所述加热硫化应力控制带11与数显多功能可调温控器连接。

在一个优选的实施方式中，所述加热硫化应力控制带11还具有漏电保护装置。

在电缆绝缘屏蔽层6外层为电缆金属护套8，采用金属材质将熔接绝缘屏蔽层7包裹，并与两根电缆的电缆金属护套8搭接形成新的电缆金属护套。

在本实用新型中，电缆金属护套8外层为电缆外护套9，在接头的外侧缠绕有绝缘胶带，以恢复电缆外护套。

本实用新型所提供的熔接式电缆中间接头具有以下有益效果：

1)电场应力控制及绝缘性能好，实现熔接头与原电缆以连续、等效匹配的电缆电场屏蔽体、电缆绝缘体无气隙界面熔融结合；

2)安装方便，寿命长、免维护。与电缆外径近似相等或等直径的制作，且可将熔接头制作在电缆弯曲处、高空悬挂的特殊位置，不占用太多置用空间。修复处电缆可弯曲、无需担心电缆拖动造成影响。节省了因传统产品结构高风险故障维修费用。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的熔接式电缆中间接头整体结构示意图；

图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的熔接式电缆中间接头的电缆导体屏蔽层结构示意图；

图3示出根据本实用新型一种优选实施方式的焊接模具结构示意图；

图4示出根据本实用新型一种优选实施方式的焊接模具结的模具主体构示意图；

图5示出根据本实用新型一种优选实施方式的加热硫化应力控制带结构示意图。

附图标号说明：

1-电缆导体；

1001-导体焊接段；

2-电缆导体屏蔽层；

3-熔接屏蔽层；

4-电缆绝缘层；

5-熔接绝缘层；

6-电缆绝缘屏蔽层；

7-熔接绝缘屏蔽层；

8-电缆金属护套；

9-电缆外护套；

10-焊接模具；

101-模具主体；

102-焊接夹具；

103-焊接模具盖体；

1011-线芯连接腔；

1012-电缆导体通道；

1013-焊料腔；

1014-主流料道；

1015-导料腔；

1016-副流料道；

1017-熔融层；

11-加热硫化应力控制带；

111-镍铬合金电热带；

112-硅橡胶高温绝缘层。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本实用新型提供的一种熔接式电缆中间接头，如图1 所示，该接头包括剥削处理后的待连接电缆，将待连接电缆逐层剥离，露出在电缆中间位置的电缆导体1，

所述电缆导体1为圆柱形，两根电缆导体1同轴心，其端面之间通过导体焊接段1001连接，

进一步地，所述导体焊接段(1001)在两根电缆导体1端面之间焊接形成，优选采用放热焊接形成，放热焊接使得电缆导体1的焊接点无杂质，并且高强度，永不老化，从而能够经受起故障电流冲击和长期大电流运行，保证持久可靠的电气连接。

在一个优选的实施方式中，导体焊接段1001为柱体，以保证两根电缆导体1的连接强度，

更优选的，所述导体焊接段1001长度不超过3cm，使得该中间接头仍然具有一定的弯曲能力，以提高机械强度，适应不同的使用条件。

在本实用新型中，优选地，所述导体焊接段1001的截面直径与电缆导体1的直径相同，使得电缆导体1焊接位置的直流电阻与原电缆导体直流电阻相同。

在本实用新型中，优选采用焊接模具10对电缆导体1进行焊接，如图3所示，所述焊接模具10包括焊接模具主体101、焊接夹具102和焊接模具盖体103，

进一步地，所述焊接模具主体101具有两个可拆卸的部分，使得电缆在焊接后从焊接模具主体101中取出，优选地，所述焊接模具主体101可拆卸成两个相同的结构，使得焊接模具主体 101在被制造时更为简单。

更进一步地，所述焊接模具主体101，如图4所示，具有线芯连接腔1011，所述线芯连接腔1011为圆柱形的腔体，该圆柱形腔体的截面直径大于电缆导体1的截面直径，以提供足够的焊接空间。

在焊接模具主体101上，还设置有电缆导体通道1012，两根电缆导体1通过其分别***到线芯连接腔1011中。

在线芯连接腔1011的上方，设置有焊料腔1013，用于承装焊料，优选地，所述焊料腔1013下端为圆锥状结构，使得焊料更容易向线芯连接腔1011流动。

在一个优选的实施方式中，在所述焊料腔1013与线芯连接腔1011之间，还设置有主流料道1014，其连通焊料腔1013与线芯连接腔1011，进一步地，所述主流料道1014的截面半径不大于焊料腔1013的截面半径，使得在焊接电缆导体1的过程中，焊料能够缓慢的流入焊料腔1013中，以达到更好的焊接效果。

进一步地，所述焊料为金属化合物材料，其中含有铜粉，所述焊料能够通过化学反应释放出大量热量，进而将铜粉熔融，并将热量传导至焊料腔1013，熔融电缆导体1，熔融的铜粉与熔融的电缆导体1充分接触，形成导体焊接段1001。

在一个更优选的实施方式中，在所述焊料腔1013与主流料道1014的连接端还设置有熔融层1017，所述熔融层1017为半球形，紧贴焊料腔1013底端，所述熔融层1017在铜粉未熔融前将焊料隔离在焊料腔1013中，当铜粉熔融时，熔融层1017融化，使得熔融的铜粉流入主流料道1014中，

发明人发现，在熔融焊接过程中会产生微量杂质料，影响焊接强度，所述杂质料有两种，一种为低密度杂质，其密度低于铜，如氧化物杂质料，一种为高密度杂质，其密度高于铜。

令人惊喜的是，由于主流料道1014的存在，使得杂质料中的低密度杂质能够在焊接过程中上浮到主流料道1014中熔融铜的上层，进而提高了导体焊接段1001的焊接强度。

在一个优选的实施方式中，所述线芯连接腔1011的下端，设置有导料腔1015，导料腔1015与线芯连接腔1011相通，在焊接过程中，熔融的铜充满导料腔1015与线芯连接腔1011，使得高密度杂质下沉进入导料腔1015，进而使得导体焊接段1001纯度更高，以增强焊接强度。

更优选地，在所述线芯连接腔1011与导料腔1015之间，还设置有副流料道1016，其连通线芯连接腔1011与导料腔1015，以避免线芯连接腔1011与导料腔1015直接接触，造成焊接过程中排出的杂质料粘接在焊点边缘，从而影响焊接效果。

在一个更加优选的实施方式中，所述副流料道1016的截面面积小于主流料道1014的截面面积，使得焊接完成后，导料腔 1015形成的焊料较为容易的从导体焊接段1001上去除。

根据本实用新型，所述焊接模具主体101采用熔点高、导热性好的材料制成，优选选用高纯石墨制成，高纯石墨除熔点高 (3652℃)、热膨胀系数小以外，还具有化学性质稳定，耐腐蚀，同酸、碱等药剂不易发生反应等优点，使得模具主体101具有较高的使用寿命。

根据本实用新型，如图3所示，所述焊接夹具102能够在焊接过程中夹紧焊接模具主体101的两个部分，使得焊接模具主体 101内各腔体保持完整，在焊接完成后能够将焊接模具主体101 的两个部分分离，从而将焊接好的电缆从焊接模具10中取出。

优选地，所述焊接夹具102由两个杆状结构连接而成，两个杆状结构之间具有可旋转的连接件，如图3所示，使得两个杆状结构能够具有两种状态，既可以使得两个杆状结构轴线重合，也可以使得两个杆状结构的轴线具有一定夹角。

两个杆状结构分别连接焊接模具主体101的一个部分，使得当将两个杆状结构轴线重合在一起时，焊接模具主体101能够闭合，进而使得焊接模具主体101内各腔体保持完整，当两个杆状结构轴线具有一定夹角时，焊接模具主体101被分成两个部分，使得焊接好的电缆能够从焊接模具10中取出。

在焊接模具主体101的上方，还设置有焊接模具盖体103，在焊接时焊接模具盖体103盖在焊料腔1013上，以避免焊料被污染。

在电缆导体1的外侧，具有电缆导体屏蔽层2，在两根待连接电缆的电缆导体屏蔽层2之间设置有熔接屏蔽层3，所述熔接屏蔽层3为管状结构，包覆在电缆导体1和导体焊接段1001的外层，并分别与两根待连接电缆的电缆导体屏蔽层2相连接，

进一步地，所述熔接屏蔽层3为半导电材质，优选采用可交联半导电带热熔成型，将可交联半导电带均匀缠绕在电缆导体1 连接端上，再经热熔形成管状结构，

进一步地，所述熔接屏蔽层3的外径与电缆导体屏蔽层2的外径相同，

在一个优选的实施方式中，所述电缆导体屏蔽层2靠近电缆导体1露出端剥削成锥形结构，如图2所示，使得其能够更好的与熔接屏蔽层3相连接。

在电缆导体屏蔽层2的外层，具有电缆绝缘层4，在两根待连接电缆的电缆绝缘层4之间设置有熔接绝缘层5，所述熔接绝缘层5为管状结构，包覆在熔接屏蔽层3上，并分别与两根待连接电缆的电缆绝缘层4相连，

所述熔接绝缘层5为绝缘材质，优选采用可交联绝缘带热熔成型，将可交联绝缘带均匀缠绕在熔接屏蔽层3上，再经热熔形成管状结构，

进一步地，所述熔接绝缘层5的外径与电缆绝缘层4的外径相同，

在一个优选的实施方式中，所述电缆绝缘层4剥削成锥形结构，使得其能够更好的与熔接绝缘层5相连接。

在所述电缆绝缘层4的外层，具有电缆绝缘屏蔽层6，在两根待连接电缆的电缆绝缘屏蔽层6之间设置有熔接绝缘屏蔽层7，所述熔接绝缘屏蔽层7为管状结构，包覆在熔接绝缘层5上，并分别与两根待连接电缆的电缆绝缘屏蔽层6相连，

所述熔接绝缘屏蔽层7为半导电材质，优选采用可交联半导电带热熔成型，将可交联半导电带均匀缠绕在熔接绝缘层5上，再经热熔形成管状结构，

进一步地，所述熔接绝缘屏蔽层7的外径与电缆绝缘层4的外径相同，

在一个优选的实施方式中，所述电缆绝缘屏蔽层6剥削成锥形结构，使得其能够更好的与熔接绝缘屏蔽层7相连接。

在本实用新型中，所述热熔优选采用加热硫化应力控制带 11进行加热以达到热熔效果，如图5所示，所述加热硫化应力控制带11均匀缠绕在待热熔部位，对加热硫化应力控制带11通电，即可实现热熔，

进一步地，所述加热硫化应力控制带11包括镍铬合金电热带111和硅橡胶高温绝缘层112，所述镍铬合金电热带111为管状，通过在无碱玻璃纤维芯上缠绕电热丝制成，具有发热快、温度均匀、热效率高、强度高等优点，在镍铬合金电热带111外侧套设耐热性能良好、绝缘性能可靠的硅橡胶高温绝缘层112，使得加热硫化应力控制带11具有极好的柔软性，可直接缠绕在被加热装置上，接触良好、加热均匀，热熔效果稳定。

在一个优选的实施方式中，所述加热硫化应力控制带11与数显多功能可调温控器连接，以控制热熔时的温度。

在一个优选的实施方式中，所述加热硫化应力控制带11还具有漏电保护装置，以提高热熔时的安全性。

在电缆绝缘屏蔽层6外层为电缆金属护套8，采用金属材质将熔接绝缘屏蔽层7包裹，并与两根电缆的电缆金属护套8搭接形成新的电缆金属护套。

在本实用新型中，电缆金属护套8外侧为电缆外护套9，在接头的外层缠绕有绝缘胶带和热缩护套管，加热护套管使得电缆外护套恢复。

实施例1

以下针对绝缘层外径Φ65mm的电缆详细说明本实用新型组装过程：

步骤1：将两根需连接的电缆剥削处理，露出电缆导体1、电缆导体屏蔽层2、电缆绝缘层4和电缆绝缘屏蔽层6；

步骤2.两根电缆导体1置于焊接模具10中，进行放热焊接，焊接完成后打开焊接模具10，取出电缆；

步骤3.熔接屏蔽层3，将可交联半导电带均匀缠绕在电缆导体1连接端上后，在其上缠绕加热硫化应力控制带11，进行热熔，熔接成管状结构，熔接后抗张强度≥12MPa、伸长率150％、体积电阻率≤350Ω·cm；

步骤4.熔接绝缘层5，将可交联绝缘带均匀缠绕在熔接屏蔽层3上，在其上缠绕加热硫化应力控制带11，进行热熔，熔接成管状结构，熔接后抗张强度≥17MPa、伸长率500％、体积电阻率≥1×10¹⁶Ω·cm；

步骤5.熔接绝缘屏蔽层7，将可交联半导电带均匀缠绕在熔接绝缘层5上，在其上缠绕加热硫化应力控制带11，进行热熔，熔接成管状结构，以与电缆绝缘屏蔽层6有效搭接；

步骤6.使用金属材质将熔接绝缘屏蔽层7包裹，并连接原电缆金属屏蔽层，并在其上缠绕胶带。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种熔接式电缆中间接头，其特征在于，所述接头包括两根剥削处理后的待连接电缆、熔接屏蔽层(3)、熔接绝缘层(5)、和熔接绝缘屏蔽层(7)，

所述剥削处理后的待连接电缆，从中心向外依次露出电缆导体(1)、电缆导体屏蔽层(2)、电缆绝缘层(4)、电缆绝缘屏蔽层(6)和电缆金属护套(8)，所述电缆导体(1)为圆柱形，位于电缆中间，两根电缆导体(1)同轴心，其端面之间通过导体焊接段(1001)连接，

在两根待连接电缆的电缆导体屏蔽层(2)之间设置有熔接屏蔽层(3)，所述熔接屏蔽层(3)为管状结构，包覆在电缆导体(1)和导体焊接段(1001)的外层，并分别与两根待连接电缆的电缆导体屏蔽层(2)熔接，

在两根待连接电缆的电缆绝缘层(4)之间设置有熔接绝缘层(5)，所述熔接绝缘层(5)为管状结构，包覆在熔接屏蔽层(3)外层，并分别与两根待连接电缆的电缆绝缘层(4)熔接，

在两根待连接电缆的电缆绝缘屏蔽层(6)之间设置有熔接绝缘屏蔽层(7)，所述熔接绝缘屏蔽层(7)为管状结构，包覆在熔接绝缘层(5)外层，并分别与两根待连接电缆的电缆绝缘屏蔽层(6)熔接。

2.根据权利要求1所述的一种熔接式电缆中间接头，其特征在于，

所述导体焊接段(1001)为柱体，在两根待连接电缆的电缆导体(1)端面之间焊接形成，

电缆导体屏蔽层(2)靠近电缆导体(1)的露出端剥削成锥形结构，

所述电缆绝缘层(4)和电缆绝缘屏蔽层(6)露出端剥削成锥形结构。

3.根据权利要求1所述的一种熔接式电缆中间接头，其特征在于，

所述导体焊接段(1001)长度不超过3cm，

所述熔接屏蔽层(3)的外径与电缆导体屏蔽层(2)的外径相同，

所述熔接绝缘层(5)的外径与电缆绝缘层(4)的外径相同，

所述熔接绝缘屏蔽层(7)的外径与电缆绝缘层(4)的外径相同。

4.根据权利要求1所述的一种熔接式电缆中间接头，其特征在于，

所述导体焊接段(1001)的截面直径与电缆导体(1)的截面直径相同。

5.一种用于焊接形成权利要求1-4中任一项所述的导体焊接段的焊接模具，其特征在于，

焊接模具(10)具有焊接模具主体(101)，在焊接模具主体(101)上设置有线芯连接腔(1011)，其为圆柱状腔体，在线芯连接腔(1011)的上方，设置有盛放焊料的焊料腔(1013)，

在所述焊接模具主体(101)上，设置有电缆导体通道(1012)，两根电缆导体(1)通过其分别***到线芯连接腔(1011)中，

在所述线芯连接腔(1011)的下端，还设置有导料腔(1015)，

所述焊接模具主体(101)具有两个可拆卸的部分，使得电缆在焊接后从焊接模具主体(101)中取出。

6.根据权利要求5所述的焊接模具，其特征在于，

所述焊接模具(10)具有焊接夹具(102)，通过所述焊接夹具(102)在焊接过程中夹紧焊接模具主体(101)的两个可拆卸的部分，使得焊接模具主体(101)内各腔体保持完整，

所述线芯连接腔(1011)的截面直径大于电缆导体(1)的截面直径，

所述焊料腔(1013)的下端为圆锥状结构。

7.根据权利要求5所述的焊接模具，其特征在于，

在焊接模具主体(101)的上方，还设置有焊接模具盖体(103)。

8.根据权利要求5所述的焊接模具，其特征在于，

在所述焊料腔(1013)与线芯连接腔(1011)之间，还设置有主流料道(1014)，其连通焊料腔(1013)与线芯连接腔(1011)。

9.根据权利要求8所述的一种焊接模具，其特征在于，

所述主流料道(1014)的截面面积不大于焊料腔(1013)的截面面积。

10.根据权利要求5所述的焊接模具，其特征在于，

在所述线芯连接腔(1011)与导料腔(1015)之间，还设置有副流料道(1016)，其连通线芯连接腔(1011)与导料腔(1015)，

在所述焊料腔(1013)与主流料道(1014)的连接端还设置有熔融层(1017)，所述熔融层(1017)为半球形，紧贴焊料腔(1013)底端。

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