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DE19914924A1 - Flexible electrical power line - Google Patents

Flexible electrical power line

Info

Publication number
DE19914924A1
DE19914924A1 DE19914924A DE19914924A DE19914924A1 DE 19914924 A1 DE19914924 A1 DE 19914924A1 DE 19914924 A DE19914924 A DE 19914924A DE 19914924 A DE19914924 A DE 19914924A DE 19914924 A1 DE19914924 A1 DE 19914924A1
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DE
Germany
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core
energy
wires
braid
line
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19914924A
Other languages
German (de)
Inventor
Gert Warden
Hildegard Mertens
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Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel SA
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/003—Power cables including electrical control or communication wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/1895—Internal space filling-up means

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Communication Cables (AREA)

Abstract

The cable has a central core (3), power wires (1) laid around the core and at least one control line also laid around the co At least one data line (4) is enclosed by a screening mesh of metal wires with an optical coverage of at least 85 per cent with flat pitch angle of between 50 and 60 degrees. The mesh screening the power wires has an optical coverage of at least 80 per cen and the core has a central traction element (14) enclosed by a casing (15) of curable material with indentations (16) for wires. An Independent claim is also included for a method of manufacturing a flexible electric high current cable.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flexible elektrische Starkstromleitung, bestehend aus einem zentralen Kern, um den Kern herumverseilten Energieadern und mindestens einer ebenfalls um den Kern herumverseilten Steuerleitung, bei welcher die Energieadern einen flexiblen elektrischen Leiter haben, über dem eine Isolierung und eine als Geflecht aus metallischen Drähten ausgebildete Abschirmung angebracht sind (DE-U-29 61 3870).The invention relates to a flexible electrical power line consisting of a central core, energy cores stranded around the core and at least one also around the core stranded control line, in which the energy wires have a flexible electrical conductor with insulation and braid over it Shield formed from metallic wires are attached (DE-U-29 61 3870).

Derartige Starkstromleitungen werden beispielsweise zur Energieversorgung ortsveränderlicher Verbraucher eingesetzt, die auf vorgegebenen Wegen hin- und herbewegt werden. Solche Verbraucher sind beispielsweise Motoren von Transportwagen, Werkzeugschlitten oder Kränen. Die Starkstromleitungen sind auch dann einsetzbar, wenn ein leicht herstellbarer, flexibler Anschluß von Verbrauchern an eine Spannungsquelle benötigt wird, der ebenso leicht wieder abbaubar sein soll. Ein spezieller Anwendungsfall ist hier die Stromversorgung von in Warteposition befindlichen Flugzeugen, die bei abgeschalteten Triebwerken vom Rollfeld aus mit Energie versorgt werden. Die in den Starkstromleitungen enthaltene Steuerleitung kann zur Übertragung von Steuersignalen eingesetzt werden, durch welche den entsprechenden Geräten eingeprägte Funktionen aktiviert werden können.Such power lines are used, for example, for energy supply portable consumers are used, who go back and forth in predetermined ways be moved. Such consumers are, for example, motors from Transport trolleys, tool slides or cranes. The power lines are too can be used when an easily manufactured, flexible connection to consumers a voltage source is required, which should also be easy to dismantle. On A special application is the power supply of those in the waiting position Aircraft that supply energy from the tarmac when the engines are switched off become. The control line contained in the power lines can be used for transmission of control signals are used by which the corresponding devices embossed functions can be activated.

Bei der bekannten Starkstromleitung nach der eingangs erwähnten DE-U-29 61 3870 ist die aus mehreren elektrisch isolierten Leitern bestehende Steuerleitung im Kern angeordnet. Dadurch kann eine Steuerleitung mit einer größeren Anzahl von Leitern mechanisch gut geschützt im Querschnitt der Starkstromleitung untergebracht werden. Zur elektrischen Abschirmung kann die Steuerleitung von einem Geflecht aus Kupferdrähten umgeben sein. Über dessen Aufbau sind ebenso keine Angaben gemacht, wie über das die Energieadern als Abschirmung umgebende Geflecht.In the known power line according to the aforementioned DE-U-29 61 3870 the core of the control line consisting of several electrically insulated conductors arranged. This allows a control line with a larger number of conductors  mechanically well protected in the cross section of the power line. For electrical shielding, the control line can be made from a braid Be surrounded by copper wires. There is also no information about its structure made as about the braid surrounding the energy veins as a shield.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Starkstromleitung unter Beibehaltung ihrer guten Flexibilität so zu gestalten, daß sie auch bei höheren Frequenzen nicht stört.The invention has for its object the power line described above while maintaining their good flexibility so that they can be used even at higher levels Frequencies does not bother.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
According to the invention, this object is achieved by

  • - daß zusätzlich mindestens eine Datenleitung vorgesehen ist, die von einem als Abschirmung dienenden Geflecht aus metallischen Drähten mit einer optischen Bedeckung von mindestens 85% umgeben ist, das einen flachen, zwischen 50° und 60° liegenden Steigungswinkel hat,- That in addition at least one data line is provided, which by a as Shielding braid made of metallic wires with an optical Coverage is surrounded by at least 85%, which is flat, between 50 ° and Has an inclination angle of 60 °,
  • - daß das Geflecht der Abschirmung der Energieadern eine optische Bedeckung von mindestens 80% hat und mit einem flachen, zwischen 50° und 60° liegenden Steigungswinkel aufgebracht ist und- That the braid shielding the energy veins an optical covering of has at least 80% and with a flat, between 50 ° and 60 ° Pitch angle is applied and
  • - daß der Kern ein zentrales Zugelement aufweist, über dem eine Umhüllung aus einem vernetzbaren Material angebracht ist, welche für jede herumverseilte Energieader eine der Kontur derselben angepaßte, sich über die ganze axiale Länge des Kerns erstreckende Eindellung hat.- That the core has a central tension element, over which an envelope a cross-linkable material is attached, which for each stranded around Energy core one adapted to the contour of the same, over the entire axial length indentation of the nucleus.

Mit dieser Starkstromleitung können neben Energie und Steuerbefehlen zusätzlich auch Daten übertragen werden, beispielsweise Meßdaten. Die dafür vorgesehene Datenleitung ist von einem Geflecht mit sehr hoher optischer Bedeckung umgeben, so daß eine Störung der Datenübertragung durch hochfrequente Felder oder Energie weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Das gilt insbesondere für hochfrequente Ströme mit einer Frequenz von beispielsweise 400 Hz, die über die in der gleichen Starkstromleitung angeordneten Energieadern übertragen werden. Bei Verwendung höherer Frequenzen in der Größenordnung der erwähnten 400 Hz läßt sich beispielsweise das Drehmoment von an die Starkstromleitung angeschlossenen elektrischen Motoren besser steuern. Hinzu kommt, daß die Energieadern selbst von einem Geflecht mit einer sehr hohen optischen Bedeckung umgeben sind, so daß auch eine von denselben ausgehende Störstrahlung weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Trotz der elektrisch dichten Geflechte der Abschirmungen bleibt die Starkstromleitung insgesamt gut flexibel und auf Dauer biegefest, da beide Geflechte mit flachem Steigungswinkel ausgeführt sind. Die gute Biegbarkeit der Starkstromleitung wird durch die spezielle Ausbildung des Kerns unterstützt, in dessen dem jeweiligen herumverseilten Element angepaßte Eindellungen diese Verseilelemente beim Biegen der Starkstromleitung gleiten können. Die Starkstromleitung ist darüberhinaus durch das Zugelement des Kerns auch bei größeren Zugbelastungen geschützt.In addition to energy and control commands, this power line can also be used Data are transmitted, for example measurement data. The intended one Data line is surrounded by a braid with a very high optical coverage, so that interference with data transmission due to radio frequency fields or energy can be largely excluded. This applies in particular to high-frequency Currents with a frequency of 400 Hz, for example, that in the same Power lines arranged energy wires are transmitted. Using higher frequencies in the order of 400 Hz mentioned can be for example the torque of connected to the power line better control electric motors. In addition, the energy veins themselves from are surrounded by a mesh with a very high optical coverage, so that too  interference radiation emanating from the same can be largely excluded can. Despite the electrically dense braids of the shields, it remains Power line overall well flexible and permanently resistant to bending, since both braids with flat pitch angle are executed. The good flexibility of the power line is supported by the special training of the core, in which the respective Adjusted dents around stranded element these stranding elements when bending the Power line can slide. The power line is also through that Tension element of the core protected even with larger tensile loads.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.An embodiment of the subject of the invention is shown in the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Starkstromleitung nach der Erfindung. Fig. 1 shows a cross section through a power line according to the invention.

Fig. 2 bis 5 Einzelheiten der Starkstromleitung in vergrößerten Darstellungen. Fig. 2 to 5 details of the power line in enlarged views.

Die in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Starkstromleitung dient beispielsweise zur Energieversorgung sowie zur Steuerung und Überwachung eines Transportwagens für einen Hochofen. Neben den notwendigen elektrischen Eigenschaften ist für diesen Einsatzfall auch Beständigkeit bei höheren Temperaturen erforderlich.The heavy current line shown in cross section in FIG. 1 is used, for example, to supply energy and to control and monitor a transport carriage for a blast furnace. In addition to the necessary electrical properties, resistance to higher temperatures is also required for this application.

Die Starkstromleitung weist vier Energieadern 1 und zwei Steuerleitungen 2 auf, die alle um einen zentralen Kern 3 herumverseilt sind. Es soll mindestens eine Steuerleitung 2 vorhanden sein. In den zwischen den Energieadern 1 und den Steuerleitungen 2 verbleibenden Außenzwickeln sind fünf Datenleitungen 4 und ein beispielsweise aus einem Ethylen-Propylen-Terpolymer (EPDM) bestehendes Füllelement 5 angeordnet. Wenn weniger als fünf Datenleitungen 4 vorhanden sind, wird eine entsprechend größere Anzahl von Füllelementen 5 eingesetzt. Die aus Energieadern 1, Steuerleitungen 2, Datenleitungen 4 und Füllelement 5 bestehende Leitungsseele ist von einem Innenmantel 6 umgeben. Über dem Innenmantel 6 sind eine als Torsionsschutz dienende, beispielsweise aus einer Kordel bestehende Umflechtung 7 und ein Außenmantel 8 angebracht. The power line has four energy wires 1 and two control lines 2 , all of which are stranded around a central core 3 . At least one control line 2 should be present. In the outer gussets remaining between the energy wires 1 and the control lines 2 , five data lines 4 and a filling element 5 , for example made of an ethylene-propylene terpolymer (EPDM), are arranged. If fewer than five data lines 4 are present, a correspondingly larger number of filling elements 5 are used. The core consisting of energy wires 1 , control lines 2 , data lines 4 and filling element 5 is surrounded by an inner jacket 6 . Above the inner jacket 6 , a braid 7 serving as torsion protection, for example consisting of a cord, and an outer jacket 8 are attached.

Die Energieadern 1 haben gemäß Fig. 2 einen flexiblen, aus Einzeldrähten aufgebauten Leiter 9, der von einer beispielsweise aus EPDM bestehenden Isolierung 10 umgeben ist. Über der Isolierung 10 ist ein aus Metalldrähten bestehendes, als Abschirmung dienendes Geflecht 11 angebracht. Die Einzeldrähte des Leiters 9 und die Metalldrähte des Geflechts 11 bestehen vorzugsweise aus Kupfer.According to FIG. 2, the energy wires 1 have a flexible conductor 9 made up of individual wires, which is surrounded by an insulation 10 consisting, for example, of EPDM. A braid 11 consisting of metal wires and serving as a shield is attached over the insulation 10 . The individual wires of the conductor 9 and the metal wires of the braid 11 are preferably made of copper.

Das Geflecht 11 ist mit einem flachen Steigungswinkel, der zwischen 50° und 60° liegt, um den isolierten Leiter 9 herumgeformt. Das ergibt eine lineare Bedeckung von über 60%, die einer optischen Bedeckung von über 80% entspricht. Die entsprechende Energieader 1 ist dadurch gut flexibel und auch bei Frequenzen in der Größenordnung von 400 Hz elektrisch nahezu dicht. In bevorzugter Ausführungsform liegt der Steigungswinkel des Geflechts 11 bei 53°. Das ergibt eine optische Bedeckung von 85%.The braid 11 is formed around the insulated conductor 9 with a flat pitch angle, which is between 50 ° and 60 °. This results in a linear coverage of over 60%, which corresponds to an optical coverage of over 80%. The corresponding energy core 1 is therefore very flexible and electrically tight at frequencies of the order of 400 Hz. In a preferred embodiment, the pitch angle of the braid 11 is 53 °. This results in an optical coverage of 85%.

Die Steuerleitungen 2 weisen gemäß Fig. 3 sechs beispielsweise mit EPDM isolierte Adern 12 auf, die um ein von einer EPDM-Schicht umgebendes Tragorgan 13 herumverseilt sind. Die Außenabmessungen der Steuerleitungen 2 entsprechen mit Vorteil den Außenabmessungen der Energieadern 1.According to FIG. 3, the control lines 2 have six cores 12 , for example insulated with EPDM, which are stranded around a support member 13 surrounded by an EPDM layer. The external dimensions of the control lines 2 advantageously correspond to the external dimensions of the energy wires 1 .

Der Kern 3 hat gemäß Fig. 4 ein zentrales Zugelement 14, das von einer Umhüllung 15 umgeben ist. Die Umhüllung 15 besteht aus einem vernetzbaren bzw. vulkanisierbaren Material, wie beispielsweise Gummi. Sie ist in der fertigen Starkstromleitung vernetzt. Die Umhüllung 15 ist auf der ganzen axialen Länge des Kerns 3 mit Eindellungen 16 versehen, die der Kontur der jeweiligen, in einer der Eindellungen 16 liegenden Energieader 1 entspricht. Das Zugelement 14 besteht beispielsweise aus einem von Aramidfäden umgebenen Glasfaden.4, the core 3 has a central tension member 14, which is surrounded by a sheath 15 Fig.. The cover 15 consists of a crosslinkable or vulcanizable material, such as rubber. It is networked in the finished power line. The casing 15 is provided with indentations 16 along the entire axial length of the core 3 , which indentation corresponds to the contour of the respective energy core 1 located in one of the indentations 16 . The tension element 14 consists, for example, of a glass thread surrounded by aramid threads.

Die Datenleitungen 4 haben gemäß Fig. 5 vier miteinander verseilte Adern 17, über denen ein der Abschirmung dienendes Geflecht 18 und ein Mantel 19 angebracht sind. Die Adern 17 sind übliche, aus der Nachrichtentechnik bekannte Adern mit einer beispielsweise aus Polyethylen bestehenden Isolierung. Der Mantel 19 besteht beispielsweise aus EPDM. Das Geflecht 18 ist mit einem flachen Steigungswinkel aufgebracht, der zwischen 50° und 60° liegt. Es hat eine optische Bedeckung von mindestens 85%. In bevorzugter Ausführungsform liegt der Steigungswinkel des Geflechts 18 bei 54°. Die optische Bedeckung beträgt dann 90%.According to FIG. 5, the data lines 4 have four wires 17 stranded with one another, above which a braid 18 serving as a shield and a jacket 19 are attached. The cores 17 are conventional cores known from communications technology with an insulation consisting, for example, of polyethylene. The jacket 19 consists for example of EPDM. The braid 18 is applied with a flat pitch angle that is between 50 ° and 60 °. It has an optical coverage of at least 85%. In a preferred embodiment, the pitch angle of the braid 18 is 54 °. The optical coverage is then 90%.

Der Innenmantel 6 besteht aus vernetzbarem bzw. vulkanisierbarem Material, wie beispielsweise einer Polychloropren-Mischung. Die Umflechtung 7 ist als offenes Geflecht ausgeführt. Sie ist im Außenmantel 8 integriert, der ebenfalls aus einer Polychloropren- Mischung bestehen kann.The inner jacket 6 consists of crosslinkable or vulcanizable material, such as a polychloroprene mixture. The braiding 7 is designed as an open braid. It is integrated in the outer jacket 8 , which can also consist of a polychloroprene mixture.

Die Starkstromleitung nach der Erfindung wird beispielsweise wie folgt hergestellt:
Zunächst werden deren Einzelelemente vorgefertigt. Die Energieadern 1, die Steuerleitungen 2 und die Datenleitungen 4 sowie das Füllelement 5 werden dann um den Kern 3 herumverseilt. Die Energieadern 1 drücken sich dabei in die Oberfläche der Umhüllung 15 desselben ein, so daß sich die Eindellungen 16 ergeben. Jede Eindellung 16 paßt dadurch in der Kontur genau zu ihrer Energieader 1. Danach werden die Datenleitungen 4 und das Füllelement 5 aufgebracht. Um die so fertiggestellte Leitungsseele wird der Innenmantel 6 mittels eines Extruders herumgeformt. Nach Aufbringung der als Torsionsschutz dienenden Umflechtung 7 wird der Außenmantel 8 ebenfalls mittels eines Extruders aufgebracht. Durch die beim Extrudieren von Innenmantel 6 und Außenmantel 8 entstehende Wärme wird die Umhüllung 15 des Kerns 3 vulkanisiert. Deren Material wird dadurch mechanisch stabilisiert, so daß auch die Eindellungen 16 stabil sind. Sie dienen dann beim Biegen der Starkstromleitung als Gleitflächen für die Energieadern 1.The power line according to the invention is manufactured, for example, as follows:
First, their individual elements are prefabricated. The energy wires 1 , the control lines 2 and the data lines 4 and the filling element 5 are then stranded around the core 3 . The energy wires 1 press themselves into the surface of the casing 15 , so that the indentations 16 result. As a result, each indentation 16 exactly matches its energy core 1 in the contour. Then the data lines 4 and the filling element 5 are applied. The inner jacket 6 is shaped around the line core thus finished by means of an extruder. After the braiding 7 serving as torsion protection has been applied, the outer jacket 8 is also applied by means of an extruder. The sheath 15 of the core 3 is vulcanized by the heat generated during the extrusion of the inner jacket 6 and the outer jacket 8 . The material is mechanically stabilized, so that the indentations 16 are stable. They then serve as sliding surfaces for the energy wires 1 when bending the power line.

Claims (6)

1. Flexible elektrische Starkstromleitung, bestehend aus einem zentralen Kern, um den Kern herumverseilten Energieadern und mindestens einer ebenfalls um den Kern herumverseilten Steuerleitung, bei welcher die Energieadern einen flexiblen elektrischen Leiter haben, über dem eine Isolierung und eine als Geflecht aus metallischen Drähten ausgebildete Abschirmung angebracht sind, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß zusätzlich mindestens eine Datenleitung (4) vorgesehen ist, die von einem als Abschirmung dienenden Geflecht (18) aus metallischen Drähten mit einer optischen Bedeckung von mindestens 85% umgeben ist, das einen flachen, zwischen 50° und 60° liegenden Steigungswinkel hat,
  • - daß das Geflecht (11) der Abschirmung der Energieadern (1) eine optische Bedeckung von mindestens 80% hat und mit einem flachen, zwischen 50° und 60° liegenden Steigungswinkel aufgebracht ist und
  • - daß der Kern (3) ein zentrales Zugelement (14) aufweist, über dem eine Umhüllung (15) aus einem vernetzbaren Material angebracht ist, welche für jede herumverseilte Energieader (1) eine der Kontur derselben angepaßte, sich über die ganze axiale Länge des Kerns (3) erstreckende Eindellung (16) hat.
1.Flexible electrical power line, consisting of a central core, energy wires stranded around the core and at least one control line also stranded around the core, in which the energy wires have a flexible electrical conductor, over which insulation and a shield formed as a braid made of metallic wires are attached, characterized ,
  • - That at least one data line ( 4 ) is additionally provided, which is surrounded by a braid ( 18 ) made of metallic wires serving as a shield and having an optical coverage of at least 85%, which has a flat pitch angle between 50 ° and 60 °,
  • - That the braid ( 11 ) of the shielding of the energy veins ( 1 ) has an optical coverage of at least 80% and is applied with a flat, between 50 ° and 60 ° pitch angle and
  • - That the core ( 3 ) has a central tension element ( 14 ) over which a sheath ( 15 ) made of a cross-linkable material is attached, which for each stranded energy core ( 1 ) one of the contour of the same, adapted over the entire axial length of the Has indentation ( 16 ) extending core ( 3 ).
2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (15) des Kerns (3) aus Gummi besteht. 2. Line according to claim 1, characterized in that the covering ( 15 ) of the core ( 3 ) consists of rubber. 3. Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel des Geflechts (11) der Energieadern (1) etwa bei 53° liegt.3. Line according to claim 1 or 2, characterized in that the pitch angle of the braid ( 11 ) of the energy veins ( 1 ) is approximately 53 °. 4. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel des Geflechts (18) der Datenleitung (4) bei etwa 54° liegt.4. Line according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pitch angle of the braid ( 18 ) of the data line ( 4 ) is approximately 54 °. 5. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (14) des Kerns (3) ein von Aramidfäden umgebener Glasfaden ist.5. Pipe according to one of claims 1 to 4, characterized in that the tension element ( 14 ) of the core ( 3 ) is a glass thread surrounded by aramid threads. 6. Verfahren zur Herstellung einer Leitung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß Energieadern (1), Steuerleitung (2), Datenleitung (4) und Füllelement (5) um den mit einer unvernetzten Umhüllung (15) versehenen Kern (3) herumverseilt werden und
  • - daß beim anschließenden Aufbringen von Innenmantel (6), Umflechtung (7) und Außenmantel (8) das Material der Umhüllung (15) vernetzt wird.
6. A method for producing a line according to claims 1 to 5, characterized in that
  • - That energy wires ( 1 ), control line ( 2 ), data line ( 4 ) and filling element ( 5 ) are stranded around the core ( 3 ) provided with an uncrosslinked sheath ( 15 ) and
  • - That during the subsequent application of the inner jacket ( 6 ), braiding ( 7 ) and outer jacket ( 8 ) the material of the sheath ( 15 ) is cross-linked.
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