DE2321845A1

DE2321845A1 - Metallgekapselte schaltanlage der zellenbauweise

Info

Publication number: DE2321845A1
Application number: DE2321845A
Authority: DE
Inventors: John L Drown; Howard Casper Peppel
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1972-05-24
Filing date: 1973-04-30
Publication date: 1973-11-29
Also published as: AU5543573A; BR7303748D0; CA973959A; BE799947A; US3746817A; JPS4943137A; JPS5334626B2

Description

Metallgekapselte Schaltanlage der Zellenbauweise

Die Erfindung bezieht sich auf eine metallgekapselte Schaltanlage der Zellenbauweise mit einem frontseitigen Leistungsschalterraum, einem rückwärtigen Kabelanschlußraum und einem dazwischen liegenden horizontal verlaufende Sammelschienen aufweisenden Sammelschienenraum, der durch eine senkrechte Schottwand gegen den Leistungsschalterraum abgetrennt ist, welcher mehrere übereinander angeordnete Fächer für ausziehbare, mehrpolige Leistungsschalter aufweist, die pro Pol mit mindestens zwei übereinander angeordneten Trennkontaktstücken zur lösbaren elektrischen Verbindung mit ortsfesten Gegenkontaktstücken versehen sind, von denen sich jeweils das eine in eine S-tichleitung fortsetzt,' welche die Schottwand isoliert durchdringt und mit einer, an eine Sammelschiene angeschlossenen, senkrecht im Sammelschienenraum angeordneten Speiseschiene verbunden ist, während das andere Gegen-

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kontaktstück sich in eine Abzweigleitung fortsetzt, welche ebenfalls die Schottwand isoliert durchdringt und sich zum Kabelanschlußraum erstreckt.

Eine Schaltanlage der vorstehenden Art ist bereits bekannt. Sie wird als Niederspannungsschaltanlage mit Betriebsspannungen bis zu 600 Volt betrieben. Wenn bei ihr annormale elektrische Verhältnisse auftreten, können Kurzschlüsse hohe Beanspruchungsstoße hervorrufen. Hierbei können sich die eng beieinander liegenden, parallel zueinander angeordneten Speiseschienen aufeinander zubewegen oder voneinander wegbewegen, wenn sie nicht eine genügende Festigkeit aufweisen, die vom Widerstandsmoment in der Beanspruchungsachse und von der Wahl des Materials bestimmt wird. Zur Erzielung einer schmalen Zellenbreite, wäre es an sich wünschenswert, die Speiseschienen so eng als möglich zueinander anzuordnen. Dem stehen aber die Stich- und Abzweigleitungen entgegen, · die zwischen den Speiseschienen angeordnet sind,. Diese tragen die ortsfesten Gegenkontaktstücke, die bei der bekannten Schaltanlage nur von der Zellenrückseite her ersetzbar' sind. Dazu ist ein Zugang zum Sammeis chi enenraum erforderlich und vorgesehen. Dies birgt aber die Möglichkeit in sich," daß Wartungspersonal mit spannungsführenden Leitern in Berührung kommt. Hinzu kommt, daß bei der bekannten Schaltanlage mindestens zwei geübte Personen erforderlich sind um die ortsfesten Ge-

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genkontaktstücke auszuwechseln (USA-PS 3 562 593). Bei der "bekannten Schaltanlage, wie auch beim Erfindungsgegenstand sind Leistungsschalter nach der USA-PS 3 562 459 und Trennkontaktstücke nach USA-PS 3 427 419 und USA-PS 2 254 914 verwendbar.·

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Schaffung einer Schaltanlage der eingangs genannten Gattung, bei der die Stich- und Abzweigleitungen raumsparender als in der bekannten Schaltanlage angeordnet sind, bei genügender Festigkeit der Speiseschienen. Die von den Stichleitungen und den Abzweigleitungen getragenen Gegenkontaktstücke sollen auf einfache Weise, ohne Gefährdung einer Person, auswechselbar sein.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß.jede Stichleitung auf einer parallel zur Schottwand verlaufenden ■Fläche der zugeordneten Speiseschiene angeschlossen und jede Abzweigleitung die Speiseschiene der zugeordneten Stichleitung isoliert durchdringt. Durch diese Bauweise bleibt der Raum zwischen den Speiseschienen frei von spannungsführenden Teilen., Die Speiseschienen können ferner zur Erzielung einer genügenden Festigkeit breiter gewählt werden als bisher. Die ortsfesten Gegenkontaktstücke sind von einer Person von vorne auswechselbar.

Zweckmäßig sind die Speiseschienen U-Schienen, deren

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Stegedie senkrecht zur Schottwand verlaufenden Flächen zum Anschluß der Stichleitungen "bilden. U-Schienen sind besonders vorteilhaft, weil sie ein hohes Widerstandsmoment in der Beanspruchungsachse aufweisen.

Zweckmäßig sind zur isolierenden Schottwanddurchdringung der Stichleitungen und Abzweigleitungen mit Durchdringungsöffnungen versehene Stützelemente vorgesehen, welche auf der Schottwand aufliegende Plattenteile aufweisen, die an ihrer Rückseite die Stich- bzw. Abzweigleitungen umgebende Fortsätze zeigen, wobei auf den Stirnflächen der Fortsätze für die Stichleitungen die zugeordneten Speiseschienen befestigt sind, während die Fortsätze für die Abzweigleitungen die Stege der zugeordneten SpeUseschienen durchdringen. Jedes Stützelement kann aus zwei Teilen bestehen, die entlang eines Stoßes aneinander liegen..

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß jede Stichleitung aus einem bandförmigen Material zu einem T gebogen ist, dessen Steg das Gegenkontaktstück bildet, während dessen sich beidseits des Steges erstreckende Flansche zur Befestigung auf der zugeordneten Speiseschiene dienen.

Es ist ferner vorteilhaft, daß jede Abzweigleitung aus zwei Teilen besteht, von denen der dem zugeordneten Schal-

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ter zugewandte Teil aus einem "bandförmigen Material zu einem T geformt ist, dessen Steg das Gegenkontaktstück bildet, während dessen sich be'idseits des Steges erstreckende Flansche mit rechtwinklig abgebogenen Lappen zweier aufeinanderliegender Fortsatzschienen verbunden sind, welche das zugeordnete Stützelement durchragen, das eine Auflagefläche für die rechtwinklig abgebogenen Fortsatzlappen aufweist, die zusammen mit.den Flanschen auf der Stützelement-Auflagefläche befestigt sind.

Schließlich ist es zweckmäßig, daß jedes Stützelement mit Rippen zur Erhöhung der Kriechstromfestigkeit versehen und zwischen dem Kabelanschlußraum und dem Sammelschienenraum eine Trennwand angeordnet ist.

Der Erfindungsgegenstand ist in den Zeichnungen beispielsweise und rein schematisch dargestellt. In diesen zeigen:

Fig. 1: einen Seitenriß einer metallgekapselten Schaltanlage, teils im Schnitt,

Fig. 2: einen Schnitt entlang der Linie II II in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3: einen Schnitt entlang der Linie III - "III in Fig. 2, .

Fig. 4: einen Schnitt entläng der Linie IV - IV in Fig. 2,

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Fig. 5: einen Schnitt entlang der Linie V - V in Fig.

In Fig. 1 ist eine metallgekapselte Schaltanlage der ZeI-" lenbauweise mit 1o bezeichnet. Sie weist einen frontseitigen Leistungsschalterraum 21," einen rückwärtigen Kabelanschlußraum 22 und einen dazwischen liegenden Sammelschie^- n'enraum 23 auf, Dieser ist gegen den Leistungsschalterraum 21 durch eine senkrechte Schottwand 24 abgetrennt und weist horizontal verlaufende Sammelschienen 54, 55, 56 auf. Der Leistungsschalterraum 21 ist in mehrere, übereinander angeordnete Fächer 21a, 21b, und 21c für ausziehbare, mehrpolige Leistungsschalter 27, 28, 29 unterteilt. Jeder Leistungsschalter 27, 28, 29 ist pro Pol mit mindestens zwei übereinander angeordneten Trennköntaktstucken 33, 34, 35, 36, 37 bzw. 38 zur lösbaren elektrischen Verbindung mit ortsfesten Gegenkontaktstücken versehen. Von diesen setzt sich jeweils das eine Gegenkontaktstück in eine Stichleitung 41, 43 bzw. 45 fort, welche die Schottwand 24 isoliert durchdringt. Die Stichleitungen 41,43 bzw. 45 sind.mit je einer, an eine Sammelschiene 54,55 bzw. 56 angeschlossenen, senkrecht im Sammelschienenraum 23 angeordneten Speiseschiene 59, 6o bzw. 61 verbunden. Die anderen Gegenkontaktstücke setzen sich jeweils in Abzweigleitungen 42, 44 bzw. 46 fort, welche ebenfalls die Schottwand 24 isoliert durchdringen und sich zum Kabelanschlußraum 22 erstrecken. Jede Stichleitung 41,. 43 bzw. 45 ist auf einer parallel zur Schottwand 24 verlaufenden Fläche 66 der zu-

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geordneten Speiseschienen 59, 6o bzw. 61 angeschlossen. Jede der Abzweigleitungen 42, 44 bzw. 46 durchdringt die zugeordnete Speiseschiene 59, 6o bzw. 61 der zugeordneten Stichleitung 41, 43 bzw. 45 isoliert.

Einzelheiten des Zellenaufbaues sind in üblicher Weise ausgeführt. Die Anlage 1o ist mit Seitenblechen 13, 14 abgedeckt und weist ein oberes Abdeckblech 15 auf, Ferner sind Rahmenschenkel 16, 17 bzw. 18 vorgesehen. Die Rahmenschenkel 18 erstrecken sich zwischen den horizontal angeordneten Rahmenschenkeln 16. Die Rahmenschenkel 17 hingegen erstrecken sich zwischen den Seitenblechen 13. Weitere Rahmenschenkel sind nicht dargestellt, können aber in der Anlage 1o enthalten sein. Die Fächer 21a, 21b, 21c, im Schalterraum 21 sind durch waagrechte Wände 25 gebildet. Jedes Fach 21a, 21b, bzw. 21c ist vorn durch eine mittels Scharnier angeschlagene Tür 26 abschließbar. Die Leistungsschalter 27, 28 bzw. 29 sind jeweils auf einem Einschub 31 montiert und waagrecht aus den zugeordneten Fächern 21a, 21b bzw. 21c herausziehbar. Um die Leistungsschalter 27, 28 bzw. 29 in vorbestimmte Stellungen schieben zu können, sind Hebelmechanismen 32 vorgesehen.

Der Leistungsschalter 27 kann eine relativ niedrige Stromtragfähigkeit haben, während der Leistungsschalter 28 eine höhere Stromtragfähigkeit und der Leistungsschalter 29 eine noch höhere Stromfähigkeit aufweisen kann. Es ist

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auch möglich, alle Leistungsschalter so auszubilden, daß sie eine gleiche Belastbarkeit besitzen. Im dargestellten Beispiel haben alle Leistungsschalter die gleiche Breite und Tiefe. Der Leistungsschalter 29 ist aber höher als die Leistungsschalter 27, 28. Die Trennkontaktstücke 33, 34, 35', 36, 37 bzw. 38 der Leistungsschalter 27, 28 bzw. 29 sind mit Kontaktfingern 51 versehen, die an Leitertei- ; len 52 angeordnet sind. .

Ferner sind die Sammelschienen 54, 55 bzw. 56 in bekannter Weise im unteren Teil des Sammelschienenraums 23 auf einem Paar Tragschienen 57 angeordnet, von denen.in Fig. 1 nur eine dargestellt ist. Die Tragschienen 57 sind an Tragstegen 58 befestigt, die sich zwischen dem Rahmenschenkel 18 und der Schottwand 24 erstrecken. Die Verbindung der Sammelschienen 54, ^ bzw. 56 mit den Speiseschienen,erfolgt über Schienenverbinder 62, 63.

Die Speiseschienen 59» 6o,61 bestehen aus einem Material hoher elektrischer Leitfähigkeit wie Kupfer oder Aluminium. Erfindungsgemäß sind sie U-Schienen, deren Stege 66 die senkrecht zur Schottwand 24 verlaufenden Flächen zum Anschluß der Stichleitungen 41, 43 bzw. 45 bilden. An die Schenkel 64, 65 der Speiseschienen 59, 6o bzw.. 61 sind die Schienenverbinder 63 angeschlossen. Jede Stichleitung 41, 43 bzw. 45 ist aus einem bandförmigen Material zu einem T gebogenen, dessen Steg-das jeweilige Gegen-

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kontaktstück bildet. Sich beidseits des Steges erstreckende Flansche 67, 68 dienen zur Befestigung auf der zugeordneten Speiseschiene 59, 6o oder 61. Die Befestigung erfolgt über Schrauben 69, welche die Flansche 67, 68 der zugeordneten Stichleitung 41, 43 bzw. 45 und die Stege 66 der Speiseschienen 59, 60 bzw. 61 durchgreifen und je in Gewindelöcher 71 einer Verstärkungsplatte 7o eingreifen, die zwischen den Flanschen 67, 68 der zugeordneten Speiseschiene 59, 60 bzw. 61 angeordnet ist.

Zur isolierenden Schottwanddurchdringung der Stichleitungen 41, 43, 45 und der Abzweigleitungen 42, 44, 46 sind mit Durchdringungsöffnungen 83, 91 versehene Stützelemente vorgesehen. Diese weisen auf der Schottwand 24 aufliegende Plattenteile 82, 9o auf, welche an ihrer Rückseite die Stichleitungen 41, 43, 45 bzw. die Abzweigleitungen 42, A4, umgebende, entsprechende Kanäle 88, 96 bildende Fortsätze 84, 85, 86, 87, 92, 93, 94, 95 zeigen. Auf jeder Stirnfläche der Fortsätze 84, 85, 86, 87 für die Stichleitungen 41, 43, 45 sind die zugeordneten Speiseschienen 59, 60, befestigt. Die Fortsätze 92, 93, 9^·, 95 für die Abzweigleitungen 42, 44, 46 durchdringen die Stege 66 der zugeordneten Speiseschienen 59, 60, 61. Die Stützelemente 73 können einteilig ausgebildet sein. Es ist jedoch zweckmäßig sie aus zwei Teilen 79, 80 zu bilden und sie entlang eines Stoßes 81 aneinanderzusetzen. Die Teile 79, können aus glasfaserverstärktem Polyesterharz o. dgl.

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"bestehen. Die Teile 79, 8ο sind zur Verstärkung und zur Erhöhung der Kriechstromfestigkeit mit Rippen 89 bzw. 1o7, 1o8, 1o9, 11o versehen. "

Die Stützelemente 73 sind mit Schrauben 74 auf der Schottwand 24 befestigt. Zur Durchdringung durch die Fortsätze 89, 9o ist die Schottwand 24 mit entsprechenden Öffnungen ■ 75 versehen.

Die Befestigung der Speiseschienen 59» 6o 61 auf den Stirnflächen der Fortsätze 84, 85, 86, 87 erfolgt über Schrauben 76, welche die Verstärkungsplatte 7o und die Stege der Speiseschienen 59, 6o, 61 durchgreifen und mit ihrem Gewinde in verstärkende Teile 77, 78 der Stützelemente 73 eingreifen. ^

In den Fig. 3, 5 ist die Anordnung der Abzweigleiter 42, 44, 46 dargestellt, von denen jedoch nur die Abzweigreiter 44, zu sehen sind. Jeder Abzweigleiter 42, 44, 46 besteht aus zwei Teilen, von denen der dem zugeordneten Leistungsschalter zugeordnete Teil 44 aus einem bandförmigen Material zu einem T geformt ist. ,Die sich beidseits des T-Steges erstreckenden Flansche 97, 98 sind mit rechtwinklig abgebogenen Lappen 1o2, 1o3 zweier aufeinanderliegender Fortsatzschienen 1oo, 1o1 verbunden. Diese durchragen das zu- ■ geordnete Stützelement 73» das eine nicht bezeichnete Auflagefläche für die Fortsatzlappen 1o2, 1o3 aufweist. Die-

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se sind zusammen mit den Flanschen auf der Stützelement-Auflagefläche befestigt. Zur Befestigung sind Schrauben 99 vorgesehen,-welche die Flansche 97, 98 der Abzweigleiter 42, 43, 44 und die abgebogenen Lappen 162", 1o3 der Fortsatzschienen 1oo, 1o1 durchgreifen und in die Stützelemente 73 eingreifen. Die Schrauben 99 pressen die Flansche 97, 98 und die Lappen 1o2, 1o3 entlang einer Berührungsfläche 1o4 zusammen.

Wie in Fig. 5 gezeigt, durchragen die Fortsatzschienen

100, 1o1 den Stützelement-Kanal 96 und erstrecken sich durch den Schienenraum 23 bis in den Kabelanschlußraum 22. Dort sind sie an Isolierteilen 1o5 befestigt, die waagrecht zwischen den Rahmenschenkeln 18 angeordnet sind. Die Stege 66 der Speiseschienen 59, 6o, 61 weisen Durchgangsöffnungen 1o6 zum Durchragen der Fortsatzschienen

101, 1o2 auf. Die Speiseschienen 59» 6o,61 sind gegen

die Fortsatzschienen 1o1,.1o2 durch die Stützelement- ^j Fortsatzteile 94, 95 isoliert, welche mindestens so lang sind wie die Speiseschienenschenkel 64, 65, so daß auch diese gegen die Fortsatzschienen 1o1, 1o2 isoliert sind.

Wenn die Trennkontaktstücke 33, 34, 35, 36, 37, 38 mit den Gegenkontaktstücken der Stichleitungen 41, 43, 45 bzw. der Abzweigleitungen 42, 44, 46 in Eingriff stehen, erfolgt der Stromfluß in der Schaltanlage Io von den Sammelschienen 54, 55, 56 über die-Schienenverbinder 62,

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zu den Speiseschienen 59» 6ο, 61 und von diesen über die · Stichleitungen 41, 43, 45 zu den Leistungsschaltern 27, 28, 29. Von diesen fließt der Strom über die zugeordneten Trennkontaktstücke,über die Abzweigleitungen 42, 44, 46 zu-den Fortsatzschienen 1oo, To1, die mit Kabeln im Kabelanschlußraum 22 verbunden sind, welche zu Verbrauchern führen.

7 Patentansprüche
5 Figuren

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Claims

- 13 Patentansprüche · 232184b

1. /M

. /yietallgekapselte Schaltanlage der Zellenbauweise mit einem frontseitigen Leistungsschalterraum, einem rückwärtigen Kabelanschlußraum und einem dazwischen liegenden, horizontal verlaufende Sammelschienen aufweisenden Sammelschienenraum, der durch eine senkrechtte Schottwand gegen den Leistungsschalterraum abgetrennt ist, welcher mehrere übereinander angeordnete Fächer für ausziehbare, mehrpolige Leistungsschalter aufweist, die pro Pol mit mindestens zwei übereinander angeordneten Trennkontaktstücken zur lösbaren
elektrischen Verbindung .mit ortsfesten Gegenkontaktstücken versehen sind, von denen sich Jeweils das eine in eine Stichleitung fortsetzt, welche die Schottwand isoliert durchdringt und mit einer, an eine Sammelschiene angeschlossenen senkrecht im Sammelschienenraum angeordneten Speiseschiene verbunden ist, während das andere Gegenkontaktstück sich in eine Abzweigleitung fortsetzt, welche ebenfalls die Schottwänd isoliert durchdringt und sich zum Kabelanschlußraum erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß öede Stichleitung (41, 43, 45) auf einer parallel zur Schottwand (24) verlaufenden Fläche der zugeordneten Speiseschiene (59» 6o bzw. 61) angeschlossen ist und jede Abzweigleitung (42, ,44 bzw. 46) die Speiseschiene (59» 6o bzw. 61) der zugeordneten Stichleitung (41, 43 bzw. 45) isoliert durchdringt.

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2. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseschienen (59, 6o, 61) U-Schienen sind, deren Stege (66) die senkrecht zur Schottwand (24) verlaufenden Flächen zum Anschluß der Stiehleitungen (41, 43 bzw. 45) bilden.

3. Schaltanlage nach Anspruch 1 und 2, d. adurch gekennzeichnet, daß jede Stichleitung (41, 43, 45) aus einem bandförmigen Material zu einem T gebogen ist, dessen Steg das Gegenkontaktstiick bildet, während dessen sich beidseits des Steges erstreckende Flansche (66, 68) zur Befestigung auf der zugeordneten Speises.chiene (59» 6o bzw. 61) dienen. ■'

4. Schaltanlage nach Anspruch 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß zur isolierenden Schottwanddurchdringung der Stichleitungen (41., 43, 45) und Abzweigleitungen (42, 44, 46) mit DurchdringungsÖffnungen (81, 83) versehene Stützelemente (73) vorgesehen sind, welche auf der Schottwand (24) aufliegend befestigte Plattenteile (82, 9o) aufweisen, die an ihrer Rückseite die Stichleitungen (41, 43, 45) bzw. Abzweigleitungen (42, 44, 46) umgebende, entsprechende Kanäle (88, 96)bildende Fortsätze (84, 85, 86, 87 bzw. 92, 93, 94, 95) zeigen, wobei auf den Stirnflächen der Fortsätze (84, 85, 86, 87) für die Stichleitungen (41, 43, 45) die zugeordneten Speiseschienen (59, 6o, 61)

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"befestigt sind, während die Fortsätze (92, 93, 94, 95) ' für die Abzweigleitungen (42, 44, 46) die Stege (66) der zugeordneten Speiseschienen (59, 6o, 61) durchdringen.

5. Schaltanlage nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g ekennz eichnet, daß jedes Stützelement (73) aus zwei Teilen (79, 8o) besteht, die entlang eines Stoßes (81) aneinander liegen.

6. Schaltanlage nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h gekennzeichnet, daß jedes Stützelement (73) mit Rippen-(89 bzw. 1o7, 1Ό8, 1o9, 11o) zur Erhöhung der elektrischen Kriechstromfestigkeit versehen ist.

7. Schaltanlage nach Anspruch 1 bis 6, dad. ure h gekennzeichnet, daß jede Abzweigleitung (42, 44, 46) aus zwei Teilen besteht, von denen der dem zugeordneten Schalter zugewandte Teil (42, 44, 46) aus einem bandförmigen.Material zu einem T geformt ist, dessen Steg das Gegenkontaktstück bildet, während dessen sich beidseits des Steges erstreckende Flansche (97, 98) mit rechtwinklig abgebogenen Lappen (1o2, 1o3) zweier aufeinanderliegender Fortsatzschienen (1oo, 1o1) verbunden sind,· welche das zugeordnete Stützelement (73) durchragen, das eine Auflagefläche für die rechtwinklig abgebogenen Fortsatzlappen (1o2, 1o3) aufweist, die zusammen mit den Flanschen (97, 98) auf der Stützelement-Auflagefläche befestigt sind.

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