JPH0616065B2 - 送電線用事故区間判別装置 - Google Patents
送電線用事故区間判別装置Info
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- JPH0616065B2 JPH0616065B2 JP21934885A JP21934885A JPH0616065B2 JP H0616065 B2 JPH0616065 B2 JP H0616065B2 JP 21934885 A JP21934885 A JP 21934885A JP 21934885 A JP21934885 A JP 21934885A JP H0616065 B2 JPH0616065 B2 JP H0616065B2
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- magnetic field
- transmission line
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は送電線用区間判別装置に関する。
管路気中送電線(以下、GILと記す)を例に説明す
る。GILは中心導体と金属製シースとの間を絶縁スペ
ーサで保持し、中心導体と金属性シースによる区間内に
絶縁性ガス、たとえばSF6ガスを充填して構成され
る。
る。GILは中心導体と金属製シースとの間を絶縁スペ
ーサで保持し、中心導体と金属性シースによる区間内に
絶縁性ガス、たとえばSF6ガスを充填して構成され
る。
このようなGILはシースソリットボンドで使用される
ため、シースには導体電流と逆方向にほぼ同じ大きさの
シース電流が流れる。
ため、シースには導体電流と逆方向にほぼ同じ大きさの
シース電流が流れる。
このようなGILにおいて、十分耐電圧構成がとられて
いるにもかかわらず地絡が生じることもあり、これに対
する対策が必要となる。
いるにもかかわらず地絡が生じることもあり、これに対
する対策が必要となる。
このため、地絡が生じたとき、定められたGIL区間で
地絡が生じたのかあるいはこのGIL区間につながる区
間外で地絡が生じたのかを監視する必要がある。
地絡が生じたのかあるいはこのGIL区間につながる区
間外で地絡が生じたのかを監視する必要がある。
従来のこの種の対策の方式として、定められた区間の両
端に各々変流器(以下、CTと記す)を設置し、このC
Tからの信号電流により事故点を検出する機器がある。
端に各々変流器(以下、CTと記す)を設置し、このC
Tからの信号電流により事故点を検出する機器がある。
しかし、このCTを用いる方式においては、CTからの
信号を検知判断する信号処理回路とCTとの間の距離が
長く、かつその信号リード線が電線であるため、その途
中でノイズを拾うことや、CTが露出して高圧線に取付
けられているためCTと高圧線との接触や、CTの物理
的破壊等により誤判断が生ずることがある。また、CT
の形状も大きいという欠点もあった。
信号を検知判断する信号処理回路とCTとの間の距離が
長く、かつその信号リード線が電線であるため、その途
中でノイズを拾うことや、CTが露出して高圧線に取付
けられているためCTと高圧線との接触や、CTの物理
的破壊等により誤判断が生ずることがある。また、CT
の形状も大きいという欠点もあった。
この発明の目的は、上述の2個のCTを用いる方式の欠
点を除去し、簡単な構成をもつ、誤判断の生じない事故
区間判別装置を提供することである。
点を除去し、簡単な構成をもつ、誤判断の生じない事故
区間判別装置を提供することである。
この発明は、要約すれば、2個のCTに変え、予め定め
られたGIL区間の両端の各々に磁界検出センサを設置
し、この2個の磁界検出センサからの信号を光学ファイ
バで光−電気変換回路へ伝達し、この変換回路からの信
号により排他的論理和回路を含む判別回路において、地
絡事故の有無および事故区間の判定を行なうものであ
る。
られたGIL区間の両端の各々に磁界検出センサを設置
し、この2個の磁界検出センサからの信号を光学ファイ
バで光−電気変換回路へ伝達し、この変換回路からの信
号により排他的論理和回路を含む判別回路において、地
絡事故の有無および事故区間の判定を行なうものであ
る。
この発明の目的および構成上の特徴は以下に図面を参照
して行なう詳細な説明から一層明らかとなろう。
して行なう詳細な説明から一層明らかとなろう。
第1図(A)はこの発明の一実施例である、光学的磁界セ
ンサを用いた事故区間判別装置の構成図である。第1図
(A)において、GILIの区間Lが監視される。区間L
の両端地点AおよびBには各々光学的磁界センサ2aお
よび2bが設置される。両磁界センサ2a,2bが導出
するシース電流対応光出力は2心の光ファイバケーブル
3a,3bにより信号処理回路4aおよび4bにそれぞ
れ伝達される。信号処理回路4a,4bは光ケーブル3
a,3bによりそれぞれ伝送された光信号をこの光信号
に応じた電気信号に変換して判別回路5へ伝達する。判
別回路5はこの伝達された信号により地絡の有無および
地絡区間を判定する。
ンサを用いた事故区間判別装置の構成図である。第1図
(A)において、GILIの区間Lが監視される。区間L
の両端地点AおよびBには各々光学的磁界センサ2aお
よび2bが設置される。両磁界センサ2a,2bが導出
するシース電流対応光出力は2心の光ファイバケーブル
3a,3bにより信号処理回路4aおよび4bにそれぞ
れ伝達される。信号処理回路4a,4bは光ケーブル3
a,3bによりそれぞれ伝送された光信号をこの光信号
に応じた電気信号に変換して判別回路5へ伝達する。判
別回路5はこの伝達された信号により地絡の有無および
地絡区間を判定する。
第1図(B)は、第1図(A)の判別回路5の構成ブロック回
路図である。判別回路5は地点Aおよび地点Bからの信
号入力を方形波に波形整形して増幅する増幅器6a,6
bと、この増幅器6a,6bが導出する信号の排他的論
理和回路7を含む。この排他的論理和回路7からの出力
信号は積分器8より積分されて、一定の基準電位と比較
されるために比較器9へ与えられる。比較器9はその入
力信号が一定基準電位より高ければ論理レベルで“Hi
gh”の信号をAND回路10与える。AND回路10
は比較器9からの信号と、地絡時に導通状態となる一方
が接地されるリレー回路30の信号を反転回路31で反
転させた信号とを入力する。AND回路10からの信号
により表示回路12で地絡の有無および地絡区間の表示
を行なう。
路図である。判別回路5は地点Aおよび地点Bからの信
号入力を方形波に波形整形して増幅する増幅器6a,6
bと、この増幅器6a,6bが導出する信号の排他的論
理和回路7を含む。この排他的論理和回路7からの出力
信号は積分器8より積分されて、一定の基準電位と比較
されるために比較器9へ与えられる。比較器9はその入
力信号が一定基準電位より高ければ論理レベルで“Hi
gh”の信号をAND回路10与える。AND回路10
は比較器9からの信号と、地絡時に導通状態となる一方
が接地されるリレー回路30の信号を反転回路31で反
転させた信号とを入力する。AND回路10からの信号
により表示回路12で地絡の有無および地絡区間の表示
を行なう。
まず、この発明に適用した光学的磁界センサについて説
明する。
明する。
第2図は磁界センサの基本動作原理を示す図である。一
定の偏光方向Aを持つ直線偏光が、たとえばBSO単結
晶からなるファラデー素子13へ与えられる。このファ
ラデー素子13には入射光の進行方向と平行に磁界Hが
印加される。入射光はファラデー素子13を通過する
際、ファラデー回転を生じ入射光の振動方向Aが一定の
角度φだけ回転される。したがって、このファラデー素
子13の透過光は振動方向Bの直線偏光となる。磁界の
強さをH,ファラデー素子13の長さをl,ベルデ定数
をVeとすると、回転角φは φ=Ve・H・l……(1) で表わされる。
定の偏光方向Aを持つ直線偏光が、たとえばBSO単結
晶からなるファラデー素子13へ与えられる。このファ
ラデー素子13には入射光の進行方向と平行に磁界Hが
印加される。入射光はファラデー素子13を通過する
際、ファラデー回転を生じ入射光の振動方向Aが一定の
角度φだけ回転される。したがって、このファラデー素
子13の透過光は振動方向Bの直線偏光となる。磁界の
強さをH,ファラデー素子13の長さをl,ベルデ定数
をVeとすると、回転角φは φ=Ve・H・l……(1) で表わされる。
第3図は、このファラデー回転を利用した磁界センサの
構造図である。磁界センサ2はファラデー素子13とし
てBSO単結晶を用いる。このファラデー素子13はそ
の入射光側と透過光側とを除いて誘電体多層反射膜14
で覆われる。このファラデー素子13の入射光側には入
射光を直線偏光に変換する偏光子15が設置される。ま
た、透過光側には、光軸が偏光子15と45゜の角度を
なす検光子16が設置される。検光子16とファラデー
素子13との間には、透過光の光軸を一定角度回転させ
る旋光子17が付置される。
構造図である。磁界センサ2はファラデー素子13とし
てBSO単結晶を用いる。このファラデー素子13はそ
の入射光側と透過光側とを除いて誘電体多層反射膜14
で覆われる。このファラデー素子13の入射光側には入
射光を直線偏光に変換する偏光子15が設置される。ま
た、透過光側には、光軸が偏光子15と45゜の角度を
なす検光子16が設置される。検光子16とファラデー
素子13との間には、透過光の光軸を一定角度回転させ
る旋光子17が付置される。
このセンサ2の透過率T(透過光と入射光の強度比)は T=(1+sin2φ)/2……(2) で表わされる。2φ<<1の条件では、式(2)は T=(1+2φ)/2……(3) となる。ここで磁界HがH0sinωtで表わされる交番
磁界の場合、透過率Tは式(1)と式(3)より、 T=(1+2Ve・H0 sinωt・l)/2 となる。したがって、透過光の直流成分と交流成分の比
率(変調の深さ)を求めることにより、磁界の強さH0
を求めることができる。
磁界の場合、透過率Tは式(1)と式(3)より、 T=(1+2Ve・H0 sinωt・l)/2 となる。したがって、透過光の直流成分と交流成分の比
率(変調の深さ)を求めることにより、磁界の強さH0
を求めることができる。
第4図は上述の磁界センサ2を用いて、印加磁場Hの大
きさを求める磁界センサ回路の基本構成図である。第4
図において、信号処理回路18から一定の電位信号を発
光ダイオード19に与える。発光ダイオード19はこの
信号に応答して一定強度の光信号を光ファイバケーブル
3を通して磁界センサ2に入射させる。磁界センサ2の
透過光は光ファイバケーブル3を通してフォトダイオー
ド20に伝達される。フォトダイオード20はこの透過
光に応答した電気信号を信号処理回路18に与える。信
号処理回路18ではこの電気信号の直流成分が定められ
たある値になるように発光ダイオード19に印加する電
圧をコントロールし、直流成分と交流成分の比を求める
かわりに交流成分のみより磁界センサ2に印加されるH
の大きさ及び周波数に応じた電気信号を出力する。
きさを求める磁界センサ回路の基本構成図である。第4
図において、信号処理回路18から一定の電位信号を発
光ダイオード19に与える。発光ダイオード19はこの
信号に応答して一定強度の光信号を光ファイバケーブル
3を通して磁界センサ2に入射させる。磁界センサ2の
透過光は光ファイバケーブル3を通してフォトダイオー
ド20に伝達される。フォトダイオード20はこの透過
光に応答した電気信号を信号処理回路18に与える。信
号処理回路18ではこの電気信号の直流成分が定められ
たある値になるように発光ダイオード19に印加する電
圧をコントロールし、直流成分と交流成分の比を求める
かわりに交流成分のみより磁界センサ2に印加されるH
の大きさ及び周波数に応じた電気信号を出力する。
この印加される磁界Hはシース電流により誘起される。
したがって、磁界Hの強さはシース電流の大きさに比例
しているので、この磁界Hの強さH0の変化がシース電
流の変化に対応する。すなわち、信号処理回路18が導
出する電圧信号のレベルがシース電流の大きさに対応す
る。したがって、信号処理回路18が導出する信号を検
知判断することによりシース電流の大きさの変化を検知
することが可能となる。
したがって、磁界Hの強さはシース電流の大きさに比例
しているので、この磁界Hの強さH0の変化がシース電
流の変化に対応する。すなわち、信号処理回路18が導
出する電圧信号のレベルがシース電流の大きさに対応す
る。したがって、信号処理回路18が導出する信号を検
知判断することによりシース電流の大きさの変化を検知
することが可能となる。
第5図は、常時(地絡の生じないとき)および区間L内
の地絡および区間L外の地絡における、地点A,地点B
における電流波形と信号処理回路4a,4bの出力信号
波形を一覧にした図である。
の地絡および区間L外の地絡における、地点A,地点B
における電流波形と信号処理回路4a,4bの出力信号
波形を一覧にした図である。
第6図は、常時および区間L内での地絡における排他的
論理和回路7および積分器8の出力信号波形を表わした
図である。以下、第1図(B)、第5図および第6図を参
照して判別回路5の動作について述べる。
論理和回路7および積分器8の出力信号波形を表わした
図である。以下、第1図(B)、第5図および第6図を参
照して判別回路5の動作について述べる。
まず、地絡が生じたとき、リレー回路30が導通状態と
なる。このことにより事故の有無がまず判別される。
なる。このことにより事故の有無がまず判別される。
次に地絡の区間判別について述べる。
区間L内の地絡のときに、第5図に見られるように信号
処理回路4a,4bの出力波形は互いに位相が180゜
異なる。この信号は増幅器6a,6bによりパルス状に
波形整形され、かつ増幅される。この増幅された信号は
排他的論理和回路7により排他的論理和が得られる。し
たがって、排他的論理和回路7の出力は高い出力レベル
の幅の広いパルス信号となる。積分器8はその入力が正
レベルのときのみ積分動作を行なう。したがって、第6
図に見られるようにこのとき積分器8の出力信号波形は
三角波であり、その出力レベルの一部はコンパレータ9
の基準設定値を越える。したがって、コンパレータ9の
出力信号とリレー回路30からの信号を入力するAND回
路10からの信号により表示回路12は事故の表示を発
光ダイオード(LED)およびブザー(BZ)により行
なう。
処理回路4a,4bの出力波形は互いに位相が180゜
異なる。この信号は増幅器6a,6bによりパルス状に
波形整形され、かつ増幅される。この増幅された信号は
排他的論理和回路7により排他的論理和が得られる。し
たがって、排他的論理和回路7の出力は高い出力レベル
の幅の広いパルス信号となる。積分器8はその入力が正
レベルのときのみ積分動作を行なう。したがって、第6
図に見られるようにこのとき積分器8の出力信号波形は
三角波であり、その出力レベルの一部はコンパレータ9
の基準設定値を越える。したがって、コンパレータ9の
出力信号とリレー回路30からの信号を入力するAND回
路10からの信号により表示回路12は事故の表示を発
光ダイオード(LED)およびブザー(BZ)により行
なう。
一方、地絡が区間L外のとき、第5図に見られるように
差動増幅器7への入力は位相がほぼ揃っている。したが
って、このときは排他的論理和回路7からの出力信号は
いくら入力信号のレベルが高くても常時と変わらない。
このときは、排他的論理和回路7より後段の回路はリレ
ー回路30からの信号を除いて常時と同様の信号を導出
するので、地絡の表示は現われない。このことにより、
地絡は区間L外で生じたと判定される。
差動増幅器7への入力は位相がほぼ揃っている。したが
って、このときは排他的論理和回路7からの出力信号は
いくら入力信号のレベルが高くても常時と変わらない。
このときは、排他的論理和回路7より後段の回路はリレ
ー回路30からの信号を除いて常時と同様の信号を導出
するので、地絡の表示は現われない。このことにより、
地絡は区間L外で生じたと判定される。
このようにして送電線事故区間の検出は可能であるが、
信号処理回路4a,4b判定回路5に故障がある時区間
L内で事故が発生した場合事故区間の検出はできない。
信号処理回路4a,4b判定回路5に故障がある時区間
L内で事故が発生した場合事故区間の検出はできない。
第7図は本発明の一実施例であり、信号処理回路4a,
4b、判定回路5の故障診断を可能にするものである。
4b、判定回路5の故障診断を可能にするものである。
常時はサンプルホールド回路21a,21bおよびOS
C24のコントロール信号25はLowに保たれていて、サ
ンプルホールド回路21a,21bはGain 0dBのアンプ
として作動し、OSC24の出力は0Vに保たれている。
従ってLED19a,LED19bには各々の電流制御
信号レベルに応じた電流(通常は直流)が流れる。
C24のコントロール信号25はLowに保たれていて、サ
ンプルホールド回路21a,21bはGain 0dBのアンプ
として作動し、OSC24の出力は0Vに保たれている。
従ってLED19a,LED19bには各々の電流制御
信号レベルに応じた電流(通常は直流)が流れる。
一方装置の故障自己診断を行なう時には、コントロール
信号25をHighにし、サンプルホールド回路21a,2
1bでそれぞれLED19a,LED19bの各々の電
流制御信号をホールドさせ、OSC24では商用周波数
の信号を出力させる。従って差動アンプ22aの出力は
サンプルホールド回路21aの反転出力にOSC24の
出力を加算した値となる。一方差動アンプ22bの出力
は反転アンプ23によりサンプルホールド回路21bの
反転出力からOSC24の出力を減算した値になる。こ
のようにしてLED19a,とLED19bには位相差
180゜の直流成分をもつ電流が流れる。この時、PD
20a,PD20bにはそれぞれLED19a,LED
19b電流に対応した出力、即ち区間L内事故と同様の
出力が得られる。装置の故障自己診断が可能となる。
信号25をHighにし、サンプルホールド回路21a,2
1bでそれぞれLED19a,LED19bの各々の電
流制御信号をホールドさせ、OSC24では商用周波数
の信号を出力させる。従って差動アンプ22aの出力は
サンプルホールド回路21aの反転出力にOSC24の
出力を加算した値となる。一方差動アンプ22bの出力
は反転アンプ23によりサンプルホールド回路21bの
反転出力からOSC24の出力を減算した値になる。こ
のようにしてLED19a,とLED19bには位相差
180゜の直流成分をもつ電流が流れる。この時、PD
20a,PD20bにはそれぞれLED19a,LED
19b電流に対応した出力、即ち区間L内事故と同様の
出力が得られる。装置の故障自己診断が可能となる。
なお、上記実施例において管路気中送電線のシース電流
に誘起される磁界を検出したが、導体電流に誘起される
磁界を検知対象とすれば、他の送電線においても同様の
効果が得られる。
に誘起される磁界を検出したが、導体電流に誘起される
磁界を検知対象とすれば、他の送電線においても同様の
効果が得られる。
以上のように、この発明では、従来のCT方式のCTに
代えて光学的磁界センサを用い、さらに、地絡の区間判
別として大きな増幅度を持つ増幅器を排他的論理和回路
の入力部の直前に直列に接続し、かつ排他的論理和回路
が与える出力信号を積分器で積分して比較器で基準電位
と比較している。したがって、小型で簡単な装置構成で
あり、かつ、排他的論理和回路の後段に接続された積分
器により信号処理回路からの信号が少しの位相差や若干
のDC成分を含んでいても誤判断のない確実な地絡の有
無および地絡区間の判定が可能であるばかりでなく装置
の故障自己診断をする事が可能である。
代えて光学的磁界センサを用い、さらに、地絡の区間判
別として大きな増幅度を持つ増幅器を排他的論理和回路
の入力部の直前に直列に接続し、かつ排他的論理和回路
が与える出力信号を積分器で積分して比較器で基準電位
と比較している。したがって、小型で簡単な装置構成で
あり、かつ、排他的論理和回路の後段に接続された積分
器により信号処理回路からの信号が少しの位相差や若干
のDC成分を含んでいても誤判断のない確実な地絡の有
無および地絡区間の判定が可能であるばかりでなく装置
の故障自己診断をする事が可能である。
【図面の簡単な説明】 第1図(A)はこの発明の一実施例である事故区間判別装
置の構成図である。第1図(B)は第1図(A)の判別装置の
構成のブロック回路図である。第2図は第1図(A)の光
学的磁界センサの原理を示す図である。第3図は第1図
(A)の光学的磁界センサの構造図である。第4図は磁界
センサ回路図である。第5図は第1図(A)の地点A,B
における電流波形と信号処理回路の出力信号波形を示す
図である。第6図は正常時および区間L内連絡時におけ
る第1図(B)の差動増幅器および積分器の出力波形を示
す図である。第7図はこの発明の信号処理回路のブロッ
ク図である。 図において、1はGIL、2,2a,2bは光学的磁界
センサ、4a,4bは信号処理回路、5は判別回路、6
a,6bは増幅器、7は排他的論理和回路、8は積分
器、9は比較器、10はAND回路、30はリレー回路。 なお、図中、同符号は同一または相当部を示す。
置の構成図である。第1図(B)は第1図(A)の判別装置の
構成のブロック回路図である。第2図は第1図(A)の光
学的磁界センサの原理を示す図である。第3図は第1図
(A)の光学的磁界センサの構造図である。第4図は磁界
センサ回路図である。第5図は第1図(A)の地点A,B
における電流波形と信号処理回路の出力信号波形を示す
図である。第6図は正常時および区間L内連絡時におけ
る第1図(B)の差動増幅器および積分器の出力波形を示
す図である。第7図はこの発明の信号処理回路のブロッ
ク図である。 図において、1はGIL、2,2a,2bは光学的磁界
センサ、4a,4bは信号処理回路、5は判別回路、6
a,6bは増幅器、7は排他的論理和回路、8は積分
器、9は比較器、10はAND回路、30はリレー回路。 なお、図中、同符号は同一または相当部を示す。
フロントページの続き (72)発明者 原 拓司 大阪府大阪市此花区島屋1丁目1番3号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 昭60−131475(JP,A) 特公 平3−67231(JP,B2)
Claims (5)
- 【請求項1】送電線の定められた区間の両端の各々に設
置され、かつ前記送電線を流れる電流により誘起される
磁界を光信号に変換する磁界−光変換手段と、 前記磁界−光変換手段からの信号を電気信号に変換する
光−電気変換信号と、 前記光−電気変換手段からの信号をパルス状に波形整形
し、かつ増幅する高い増幅度を有する2個の増幅手段
と、 前記2個の増幅手段が導出する信号の排他的論理和を得
る回路手段と、 前記排他的論理和回路が導出する信号を積分する積分手
段と、 前記積分手段が導出する信号を一定の基準電位と比較す
る比較手段とから構成される、送電線用事故区間判別装
置。 - 【請求項2】地絡を検出する手段と、前記地絡検出手段
の出力と前記比較手段の出力とに応答して、前記地絡の
地点が前記定められた区間の内または外であることを表
わす手段をさらに備える、特許請求の範囲第1項記載の
送電線用事故区間判別装置。 - 【請求項3】前記磁界−光変換手段はファラディ効果を
利用した光学的磁界センサである、特許請求の範囲第1
項または第2項記載の送電線用事故区間判別装置。 - 【請求項4】送電線の定められた区間の両端の各々に設
置され、かつ前記送電線を流れる電流により誘起される
磁界を光信号に変換する磁界−光変換手段と、 前記磁界−光変換手段からの信号を電気信号に変換する
光−電気変換信号と、 前記光−電気変換手段からの信号をパルス状に波形整形
し、かつ増幅する高い増幅度を有する2個の増幅手段
と、 前記2個の増幅手段が導出する信号の排他的論理和を得
る回路手段と、 前記排他的論理和回路が導出する信号を積分する積分手
段と、 前記積分手段が導出する信号を一定の基準電位と比較す
る比較手段と 前記の各手段に対応する装置の故障等の有無を検出する
故障自己診断手段とから構成される、送電線用事故区間
判別装置。 - 【請求項5】前記自己診断手段は、前記定められた区間
の両端の各々に設置された光学的磁界センサに各々位相
の異なる商用周波数の光を供給する手段である特許請求
の範囲第4項に記載の送電線用事故区間検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21934885A JPH0616065B2 (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | 送電線用事故区間判別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21934885A JPH0616065B2 (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | 送電線用事故区間判別装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6279373A JPS6279373A (ja) | 1987-04-11 |
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1985
- 1985-10-01 JP JP21934885A patent/JPH0616065B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPS6279373A (ja) | 1987-04-11 |
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