JP4327521B2 - Seismic structure transformer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変圧器収納盤の中に格納して使用される縦形の乾式変圧器における耐震構造に係り、特に、固有振動数を20Hz以上に保つ必要がある変圧器に好適な耐震構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
内鉄型の変圧器は、一般に巻線を縦にして設置するように作られるので、重心を低く抑えるのが困難であり、このため、容量が大きくなるにつれ、耐震構造が必要になる。
【0003】
特に、原子力発電所に設置される変圧器の場合、地震に対する安全性が厳しくなり、大地震に際しても破壊されることがないような充分な耐震性が要求されている。
【0004】
ところで、地震により変圧器が破壊されるのは、変圧器の固有振動数が地震波に共振した場合が多く、このため、変圧器本体の固有振動を20Hz以上にするのが有効で、このことが設計仕様として従来から要求されている。
【0005】
ここで、3脚鉄心を用いた従来の一般的な内鉄形の乾式3相変圧器の一例について、図4(a)の側面図と同図(b)の正面図により説明すると、この場合、乾式変圧器の本体の主要部は鉄心1と巻線2である。
【0006】
図示のように、鉄心1は3本の脚部を備え、これら脚部が縦になるようにして配置されたもので、周知のように、積層した電磁鋼板で作られている。そして、この鉄心1の各脚部には、筒状にモールド形成された巻線2が当該脚部により貫通された状態で備えられていて、これにより乾式変圧器の本体主要部が作られている。
【0007】
更に、鉄心1の各脚部の間をつなぐ継鉄(ヨーク)部には、溝形材からなる上部鉄心締付部材3と下部鉄心締付部材4が両側から当てられていて、これらを、補強用の鉄心当板5を介して、鉄心締付ボルト6により締付け、鉄心1の継鉄部を間に挟んだ状態で全体が一体化されるようにする。
【0008】
そして、鉄心1の下部を、溝形材により作られている鉄心台7の上に載置し、図示しないボルトなどにより固定することにより、自立させて縦形の乾式変圧器本体としているものである。
【0009】
ここで、このような乾式変圧器の耐震構造については、従来から種々の提案がなされているが、このとき、補強部材を用いて耐震性を高めるようにした変圧器についても種々提案がされている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0010】
ここで、図5は、従来技術による耐震構造を備え、変圧器収納盤(屋内外設置用の大型箱体)に格納して使用される乾式の変圧器の一例で、図示のように、2種の耐震用補強部材9、10を用い、これらを上部鉄心締付部材3と鉄心台8に連結させ、ボルトで固定することにより、鉄心1の上部が揺れるのを抑え、20Hz以上の固有振動数が得られるようにしたものである。
【0011】
図5の従来技術について、更に詳しく説明すると、ここでも、図の(a)は側面図で、同図(b)は正面図であり、ここで、一方の補強部材9は、鉄心1の継鉄部の両側で、上部鉄心締付部材3の側面から巻線2の外側に張り出し、下方に延びて鉄心台8に取付けられている部材で構成され、次に、他方の補強部材10は、上部鉄心締付部材3の端部から下方に斜めに延びて下端が鉄心台8に固定された逆V字形の部材で構成されている。
【0012】
このとき、上部鉄心締付部材3の端部には、取付用の座板3Aが、そして、補強部材10の上端には、同じく取付用の座板10Aが、それぞれ溶接などにより取付けてある。そして、これらの座板3Aと座板11Aを重ね合わせ、図示してないボルトにより締付け相互に結合させることにより、上部鉄心締付部材3の端部に対する補強部材10の上端の取付けが強固に得られるようになっている。
【0013】
更に、この補強部材10の下端にも、座板10Bが溶接などにより取付けてあり、この座板10Bが、図示してないボルトにより、鉄心台8に固定され、これにより、補強部材10の下端が鉄心台8に取付けられることになる。
【0014】
このとき、一方の補強部材9は、図示のように、鉄心1の両側に合計6個取付けられ、他方の補強部材10は、上部鉄心締付部材3の両方の端部に合計2個取付けられている。
【0015】
そして、この乾式変圧器本体が、原子力発電所の構内などに設置されている変圧器収容盤11の中に搬入され、鉄心台8を基礎ボルト13により発電所の基礎に固定することにより、据付けが完了されるようになっている。
【0016】
【特許文献1】
特開昭56−23722号公報
【0017】
【特許文献2】
特開昭58−225616号公報
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、耐震構造に伴う乾式変圧器の設置面積の増加に配慮がされておらず、建屋スペースの抑制に問題があった。
【0019】
乾式変圧器を変圧器収納盤に格納して使用する場合、変圧器本体の回りに保守用の点検スペースが必要になり、その分、容器となる変圧器収納盤を広くする必要があるが、このとき、従来の耐震構造変圧器では、巻線の外側に耐震部材(図5の耐震部材9)が存在しているので、その分、建屋が広くなってしまう。
【0020】
このとき、建屋面積の増加を抑えるため、耐震部材を巻線に近づけようとしても、巻線に対しては絶縁距離を確保する必要があるため、限度があり、従って、従来技術では、建屋スペースの抑制に問題が生じてしまうのである。
【0021】
本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、耐震性と保守性を満足させつつ変圧器収納盤の小型化が得られるようにした耐震構造変圧器を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、変圧器収容盤内に縦形乾式の変圧器本体を収納し、逆V字形の部材からなる耐震部材を備えた耐震構造変圧器において、矩形厚板状本体部の4角に、前記本体部より厚みが薄くされている平板部を備え、下面全体が平面にされている鉄心台と、中空矩形部材からなる上部鉄心締付部材とを用い、前記変圧器本体の鉄心下部を前記矩形厚板状本体部の上に直接載置し、前記逆V字形の部材からなる耐震部材の下端を前記平板部の上に載置し、基礎ボルトにより、当該耐震部材の下端が前記平板部を介しただけで基礎に固定されるようにし、前記中空矩形部材からなる上部鉄心締付部材を、前記変圧器本体の鉄心の上部継鉄部の両側に設けて、当該継鉄部をボルトで締付けた後、これら継鉄部の両側にある上部鉄心締付部材が相互に連結部材で結合され、当該上部鉄心締付部材の一方と他方の端部に前記逆V字形の部材からなる耐震部材の各々の上端が取付けられていることにより達成される。
【0023】
このとき、前記耐震部材の下端に、更にステー部材が設けられていることによっても、上記目的を達成することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による耐震構造変圧器について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0025】
図1は、本発明の一実施形態で、ここでも、図の(a)は側面図で、同図(b)は正面図であり、ここで、12は鉄心台、14は連結部材、15はステー部材、それに30は上部鉄心締付部材であり、その他の部材と構成は、図4と図5で説明した従来技術と同じである。
【0026】
ここで、まず、鉄心台12は、図2に斜視図で示すように、変圧器本体の鉄心1が直接載置される厚板状本体部12Aと、その4角の平板部12Bで構成されている。
【0027】
そして、この鉄心台12の下面は、矩形厚板状本体部12Aと平板部12Bも含めて全体が平面にしてあり、平らな基礎の上に置かれたとき、基礎の上に安定して保持されるように作られていて、後述するように、変圧器本体と逆V字形の部材からなる補強部材10を基礎に対して強固に固定する働きをする。
【0028】
次に、連結部材14は、鉄心1の脚部の両側にある上部鉄心締付部材30のそれぞれにボルト(図示してない)で接合された板状の部材で、2本の上部鉄心締付部材30を結合させることにより、これら上部鉄心締付部材30の曲げ方向応力に対する剛性を高める働きをする。
【0029】
また、ステー部材15は、略直角三角形をした板材で作られ、補強部材10の下端と座板10Bの双方に溶接などにより接合されていて、これにより、補強部材10の下端に、座板10Bに対して現われる曲げ方向の応力に対する剛性を高める働きをする。
【0030】
そして、上部鉄心締付部材30は、図3にイ−ロ断面として示すように、中空矩形材で作られ、これにより、溝形材からなる上部鉄心締付部材3(図5の従来技術)よりも曲げ方向の応力に対する高い剛性が得られるようにする働きをする。
【0031】
次に、この実施形態について、更に詳細に説明すると、ここで、上記したように、この実施形態でも、鉄心台12と連結部材14、ステー部材15、それに上部鉄心締付部材30以外は、従来技術と同じである。
【0032】
従って、この実施形態でも、鉄心1が積層した電磁鋼板で作られ、3本の脚部を備え、これらの脚部には、筒状に形成された巻線2が、当該脚部により貫通された状態で備えられ、これにより変圧器の本体主要部が作られている点には変りはなく、且つ、逆V字形の補強部材10を備えている点も、従来技術と変りはない。
【0033】
しかし、この実施形態では、溝形材からなる上部鉄心締付部材3に代えて、中空矩形材からなる上部鉄心締付部材30が用いられ、曲げ方向に高い剛性が与えられている点で、まず、従来技術とは異なっている。
【0034】
従って、この実施形態では、補強部材10の上端は、従来技術のように、上部鉄心締付部材3の端部に取付けられるのではなく、中空矩形材からなる上部鉄心締付部材30の端部に取付けられていることになる。
【0035】
次に、この実施形態では、鉄心台7の代りに鉄心台12が用いられていて、その矩形厚板状本体部12Aの上に変圧器本体が直接載置され、基礎に強固に固定されている点が従来技術とは異なる。
【0036】
また、この実施形態では、この鉄心台12が複数枚の平板部12Bを備え、これら平板部12Bの上に逆V字形の補強部材10の下端が載置され、基礎ボルト13により、平板部12Bを介しただけで、基礎にほぼ直接、強固に固定されている点も従来技術とは異なっている。
【0037】
更に、この実施形態では、逆V字形の補強部材10の下端に略直角三角形をしたステー部材15が設けられていて、座板10Bが、基礎ボルト13により、鉄心台12の平板部12Bを介して基礎に固定されるたとき、補強部材10の下端に働く曲げ応力に対して強い剛性が与えられるようになっている点も、従来技術とは異なっている。
【0038】
加えて、この実施形態では、鉄心1の継鉄(ヨーク)部の両側にある上部鉄心締付部材30の上に、当該継鉄部を跨いだ状態で連結部材14が水平に載置され、上部鉄心締付部材30の各々に接合されている。
【0039】
この結果、継鉄部の両側にある上部鉄心締付部材30は相互に連結されて一体化され、この結果、これらに水平方向に極めて高い剛性が与えられている。
【0040】
そこで、次に、上記の構成を備えたことにより、この実施形態に与えられている耐震性について説明する。
【0041】
まず、逆V字形の補強部材10の下端を鉄心台12に載置させる部分が平板部12Bにしてあるので、この補強部材10の下端は据付け基礎の間に構造物を介さずに、基礎ボルト13で直接、基礎に固定された形になっている。
【0042】
このため、型鋼や鋼板の構造物からなる鉄心台のたわみなどによる影響を受ける虞れがなくなり、逆V字形補強部材10が本来備えている剛性を充分に発揮させることができる。
【0043】
そして、この結果、変圧器本体の上部に、図1(a)のX方向に働く力、つまり鉄心1の継鉄部が延びている方向とは直角な方向に対して高い剛性を持たせることができ、地震により変圧器本体がX方向の前後に傾くのを規制することができる。
【0044】
ここで、変圧器本体の上部にX方向の力が作用した場合、両端に逆V字形補強部材10が設けられているので、変圧器本体の上部の継鉄部に曲がりが発生する虞れがあるが、鉄心1の上部には、中空矩形材からなる上部鉄心締付部材30が設けてあるので、このような曲がりの発生が規制できる。
【0045】
それでも定格容量が大きく、重畳が重い変圧器の場合は、X方向の力が加わったことにより変圧器本体の上部の継鉄部に発生する曲げ応力が大きくなって、ここに反りが発生してしまう虞れがある。
【0046】
しかし、この実施形態では、上部鉄心締付部材30が更に連結部材14で相互に結合されていて、継鉄部に発生する曲げ応力に対して更に高い剛性が与えられており、従って、このような反りの発生も確実に規制することができる。
【0047】
そして、これらの結果、この実施形態によれば、図5で説明した従来技術のように、巻線2の外側に、補強部材10とは別の補強部材9を設けなくても、変圧器本体の上部に働くX方向の力に対して、必要とする剛性を確実にもたせることができる。
【0048】
次に、この実施形態では、逆V字形補強部材10の下端にはステー部材15が設けてあり、これにより、上記したように、補強部材10の下端に働く曲げ応力に対して強い剛性が与えられている。
【0049】
ここで、このとき補強部材10の下端に働く曲げ応力とは、図1(b)においてY方向、つまり変圧器本体の上部に、その鉄心1の継鉄部が延びている方向と同じ方向の力が作用し、変圧器本体の上部がY方向に変位したとき、補強部材10の下端に現われる応力のことである。
【0050】
従って、この実施形態によれば、ステー部材15を設けたことにより、変圧器本体の上部に働くX方向の力に対しても、必要とする剛性を確実にもたせることができる。
【0051】
そして、以上の結果、この実施形態によれば、X方向とY方向の何れにも高い剛性が与えられているので、容易に変圧器本体の固有振動を20Hz以上にすることができ、従って、この実施形態によれば、変圧器に容易に耐震性を与えることができ、地震により破壊される虞れのない乾式の変圧器を得ることができる。また、この結果、本発明の実施形態によれば、従来技術のように、補強部材10とは別の補強部材9を設ける必要がないので、変圧器収納盤11の小型化を図ることができる。
【0052】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成で変圧器の固有振動数が20Hz以上にできるので、容易に耐震性を備えた乾式の変圧器が提供でき、この結果、変圧器収納盤の小型が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による耐震構造変圧器の一実施形態を示す側面図と正面図である。
【図2】本発明の一実施形態における鉄心台の斜視図である。
【図3】本発明の一実施形態における上部鉄心締付部材の断面図である。
【図4】変圧器本体の一例を説明するための側面図と正面図である。
【図5】従来技術による耐震構造変圧器の一例を示す側面図と正面図である。
【符号の説明】
1 鉄心
2 巻線
3 上部鉄心締付部材(従来技術)
3A 座板
4 下部鉄心締付部材
5 鉄心当板
6、7 鉄心締付ボルト
8 鉄心台(従来技術)
9 耐震部材(従来技術)
10 逆V字形の部材からなる耐震部材
10A、10B 座板
11 変圧器収納盤(屋外設置用の大型箱体)
12 鉄心台
12A 厚板状本体部
12B 平板部
13 基礎ボルト
14 連結部材
15 ステー部材
30 中空矩形材の上部鉄心締付部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a seismic structure in a vertical dry transformer used by being stored in a transformer storage board, and more particularly to a seismic structure suitable for a transformer that needs to maintain a natural frequency of 20 Hz or more.
[0002]
[Prior art]
Inner iron type transformers are generally made so that their windings are installed vertically, so it is difficult to keep the center of gravity low, and as the capacity increases, seismic structures are required.
[0003]
In particular, transformers installed in nuclear power plants are required to have sufficient seismic resistance so that the safety against earthquakes becomes severe and they are not destroyed even in the event of a large earthquake.
[0004]
By the way, the transformer is often destroyed by the earthquake when the natural frequency of the transformer resonates with the seismic wave. For this reason, it is effective to set the natural vibration of the transformer body to 20 Hz or more. It has been conventionally required as a design specification.
[0005]
Here, an example of a conventional general inner iron type dry three-phase transformer using a three-legged iron core will be described with reference to a side view of FIG. 4 (a) and a front view of FIG. 4 (b). The main parts of the main body of the dry transformer are an
[0006]
As shown in the figure, the
[0007]
Furthermore, the upper iron
[0008]
Then, the lower part of the
[0009]
Here, various proposals have been made for the seismic structure of such a dry transformer. However, various proposals have been made for transformers that use a reinforcing member to enhance seismic resistance. (For example, see
[0010]
Here, FIG. 5 is an example of a dry-type transformer having a seismic structure according to the prior art and stored in a transformer storage panel (large box for indoor / outdoor installation). Using various types of
[0011]
The prior art of FIG. 5 will be described in more detail. Again, FIG. 5 (a) is a side view and FIG. 5 (b) is a front view, where one reinforcing
[0012]
At this time, the
[0013]
Further, a
[0014]
At this time, a total of six reinforcing
[0015]
And this dry type transformer main body is carried in the
[0016]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 56-23722
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 58-225616
[Problems to be solved by the invention]
The above prior art has not been considered for an increase in the installation area of the dry transformer associated with the earthquake-resistant structure, and there has been a problem in suppressing the building space.
[0019]
When storing and using a dry transformer in a transformer storage panel, a maintenance inspection space is required around the transformer body, and it is necessary to widen the transformer storage panel as a container. At this time, in the conventional earthquake-resistant structural transformer, since the earthquake-resistant member (the earthquake-
[0020]
At this time, in order to suppress the increase in the building area, there is a limit because it is necessary to secure an insulation distance for the winding even if the seismic member is brought close to the winding. There will be a problem in suppressing this.
[0021]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a seismic structure transformer capable of reducing the size of a transformer housing panel while satisfying seismic resistance and maintainability. There is.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The object is to store a vertical dry transformer main body in a transformer housing panel, and in an earthquake-resistant structural transformer having an earthquake-resistant member made of an inverted V-shaped member, the rectangular thick plate-shaped main body portion has four corners . A steel plate having a flat plate portion whose thickness is thinner than that of the main body , the entire lower surface being flat, and an upper core fastening member made of a hollow rectangular member, and the lower portion of the iron core of the transformer main body is rectangular. Place directly on the thick plate-like main body, place the lower end of the earthquake-resistant member made of the inverted V-shaped member on the flat plate portion, and with the foundation bolt, the lower end of the earthquake-resistant member is placed on the flat plate portion. The upper iron core fastening member made of the hollow rectangular member is provided on both sides of the upper yoke portion of the iron core of the transformer body, and the yoke portion is tightened with bolts. After that, the upper core fastening members on both sides of these yoke parts Coupled with binding member is achieved by the upper end of each of the one and the other of will end the members of the inverted V-shaped seismic member of the upper core fastening member is attached.
[0023]
At this time, the above object can also be achieved by providing a stay member at the lower end of the earthquake-resistant member.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an earthquake-resistant structural transformer according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
[0025]
FIG. 1 is an embodiment of the present invention, where (a) is a side view and (b) is a front view, where 12 is an iron core, 14 is a connecting member, Is a stay member, and 30 is an upper iron core fastening member, and the other members and configurations are the same as those of the prior art described in FIGS.
[0026]
Here, first, as shown in a perspective view of FIG. 2, the
[0027]
The bottom surface of the
[0028]
Next, the connecting
[0029]
The
[0030]
Then, the upper
[0031]
Next, this embodiment will be described in more detail. Here, as described above, in this embodiment as well, the components other than the
[0032]
Therefore, also in this embodiment, it is made of a magnetic steel sheet in which the
[0033]
However, in this embodiment, instead of the upper
[0034]
Therefore, in this embodiment, the upper end of the reinforcing
[0035]
Next, in this embodiment, an
[0036]
In this embodiment, the
[0037]
Further, in this embodiment, a
[0038]
In addition, in this embodiment, on the upper
[0039]
As a result, the upper
[0040]
Then, next, the earthquake resistance given to this embodiment by having said structure is demonstrated.
[0041]
First, since the portion on which the lower end of the inverted V-shaped reinforcing
[0042]
For this reason, there is no possibility of being affected by the deflection of an iron core made of a structure of a steel plate or a steel plate, and the rigidity inherent to the inverted V-shaped reinforcing
[0043]
As a result, the upper part of the transformer body should have high rigidity with respect to the force acting in the X direction in FIG. 1 (a), that is, the direction perpendicular to the direction in which the yoke portion of the
[0044]
Here, when a force in the X direction is applied to the upper part of the transformer body, since the inverted V-shaped reinforcing
[0045]
Still, in the case of a transformer with a large rated capacity and heavy superposition, the bending stress generated in the upper yoke part of the transformer body increases due to the application of the force in the X direction, causing warping here. There is a risk of it.
[0046]
However, in this embodiment, the upper
[0047]
As a result, according to this embodiment, the transformer main body can be provided without providing the reinforcing
[0048]
Next, in this embodiment, the
[0049]
Here, the bending stress acting on the lower end of the reinforcing
[0050]
Therefore, according to this embodiment, by providing the
[0051]
And as a result of the above, according to this embodiment, since both the X direction and the Y direction have high rigidity, the natural vibration of the transformer body can be easily set to 20 Hz or more. According to this embodiment, it is possible to easily provide earthquake resistance to the transformer, and it is possible to obtain a dry type transformer that is not likely to be destroyed by an earthquake. As a result, according to the embodiment of the present invention, it is not necessary to provide the reinforcing
[0052]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the natural frequency of the transformer can be set to 20 Hz or more with a simple configuration, it is possible to easily provide a dry-type transformer having earthquake resistance. As a result, the transformer housing panel can be reduced in size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view and a front view showing an embodiment of a seismic structure transformer according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of an iron core in one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an upper iron core fastening member in an embodiment of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are a side view and a front view for explaining an example of a transformer body. FIGS.
FIGS. 5A and 5B are a side view and a front view showing an example of a conventional earthquake-resistant structural transformer. FIGS.
[Explanation of symbols]
1
3A Seat plate 4 Lower iron
9 Seismic members (prior art)
10
12
Claims (2)
矩形厚板状本体部の4角に、前記本体部より厚みが薄くされている平板部を備え、下面全体が平面にされている鉄心台と、中空矩形部材からなる上部鉄心締付部材とを用い、
前記変圧器本体の鉄心下部を前記矩形厚板状本体部の上に直接載置し、
前記逆V字形の部材からなる耐震部材の下端を前記平板部の上に載置し、基礎ボルトにより、当該耐震部材の下端が前記平板部を介しただけで基礎に固定されるようにし、
前記中空矩形部材からなる上部鉄心締付部材を、前記変圧器本体の鉄心の上部継鉄部の両側に設けて、当該継鉄部をボルトで締付けた後、これら継鉄部の両側にある上部鉄心締付部材が相互に連結部材で結合され、当該上部鉄心締付部材の一方と他方の端部に前記逆V字形の部材からなる耐震部材の各々の上端が取付けられていることを特徴とする耐震構造変圧器。In a seismic structure transformer that houses a vertical dry type transformer body in a transformer housing panel and has an earthquake resistant member made of an inverted V-shaped member,
An iron core base having a flat plate portion whose thickness is thinner than that of the main body portion at the four corners of the rectangular thick plate-shaped main body portion, and an upper iron core fastening member made of a hollow rectangular member. Use
Place the iron core lower part of the transformer body directly on the rectangular thick plate body part,
The lower end of the earthquake-resistant member made of the inverted V-shaped member is placed on the flat plate portion, and the lower end of the earthquake-resistant member is fixed to the foundation only through the flat plate portion by a foundation bolt ,
The upper core fastening members made of the hollow rectangular member are provided on both sides of the upper yoke part of the iron core of the transformer body, and after tightening the yoke parts with bolts, the upper parts on both sides of the yoke parts The core tightening members are connected to each other by a connecting member, and the upper ends of the seismic members made of the inverted V-shaped members are attached to one end and the other end of the upper core tightening member. Seismic structure transformer.
前記耐震部材の下端にステー部材が設けられていることを特徴とする耐震構造変圧器。The seismic structure transformer according to claim 1,
A seismic structure transformer characterized in that a stay member is provided at a lower end of the seismic material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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