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电气绝缘测试技术论文 - 无图版
likun --- 2007-04-28 07:50:31
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题目：交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套
阻燃电力电缆（ZR-YJV32；ZR-YJLV32）
[ 摘 要 ] 近几年来，随着我国经济的快速发展，电缆行业也得到了很大的发展，并且在国民经济的建设中发挥越来越重要的作用。电力电缆适用于电力系统主要用于电力的传输，和一些特殊的场合的使用。本文对交联聚乙烯绝缘电力电缆的各项性能的要求都做了相关的试验测试方法和结果的评定，在此过程中参考了大量的国标和相关的资料。对出厂的电力电缆所需要做的例行试验.抽样试验.和型式试验都做了详细的描述，尤其是有关阻燃方面的性能测试，同时也对电缆的命名规则也做了说明。
[ 关键词 ] 国标；阻燃；电力电缆；试验；
[ Abstract ] In the last few years, along with the our country economy fast development, the electric cable profession also obtained the very big development, and plays the more and more vital role in the national economy construction. The power cable is suitable for the electrical power system mainly uses in the electric power transmission, with some special situations uses. This article to handed over the association polyethylene insulation power cable each performance dish request all to make the related experimental test method and result evaluating, has referred to massive GB code and the correlation material in this process. To the power cable which leaves the plant needs to do routinely tries □the sampling experiment Has all made the detailed description with the pattern experiment, related anti- burns the aspect in particular the performance test, simultaneously also also has given the explanation to the electric cable naming rule
[ keyword] GB code， Anti- burns，Power cable， Tries
[一.] 前言
由于交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套阻燃电力电缆（ZR—YJV32或ZR—YJLV32）的线芯和电压等级都不是固定的，所以本文就按单芯电缆和国标12706.3中规定的电力电缆的电压等级来说明要做的试验项目和试验方法。本文所讨论的电缆就电力电缆这一部分来说主要参考的标准就是GB/T12706.3—2002，阻燃部分主要参考的标准是GB/T18380和GB12666。
[二.] 电缆型号说明
电力电缆型号各部分的代号及其含义
1.绝缘种类：V代表聚氯乙稀；X代表橡胶；Y代表聚乙烯；YJ代表交联聚乙烯；Z代表纸。
2.导体材料：L代表铝；T（省略）代表铜。
3.内护层：V代表聚氯乙稀护套；Y聚乙烯护套；L铝护套；Q铅护套；H橡胶护套；F氯丁橡胶护套。
4.特征：D不滴流；F分相；CY充油；P贫油干绝缘；P屏蔽；Z直流。
5.控制层：0无；2双钢带；3细钢丝；4粗钢丝。
6.外被层：0无；1纤维外被；2聚氯乙稀护套；3聚乙烯护套。
7.阻燃电缆在代号前加ZR；耐火电缆在代号前加NH。
[三] 产品执行标准：GB/T 12706.3—2002
GB/T 12666
GB/T 18380
[四.] 试验项目
交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套阻燃电力电缆在投入使用前要做以下实验来检验产品是否合格： （1）.例行实验；（2）.抽样实验；（3）.型式实验；等等，下面就以上实验进行详细介绍。
一. 例行实验：
1. 实验项目：
(1).导体电阻测量；
(2)电压实验；
(3)导体屏蔽和绝缘间的电缆绝缘线芯上的局部放电试验
（1）：导体电阻测量；
A：实验目的：
由制造方在成品电缆的所有制造长度上进行的试验，以检验所有电缆是否符合规定的要求。
B：测量原理：双臂电桥法
C：试样准备：
1.从被试 电缆上切取长度小于
2.试样在接入测量系统前应预先清洁其连接部位的导体表面，去除附着物、污泽和油垢，尽可能去除表面氧化层。
D．试验步骤：
1． 用双臂电桥法测量时 用四个夹头连接相连接。
2． 电阻测量误差应不大于2﹪。
3．试样长度的测量应在二电位电极之间的试样上进行，测量误差应不超过±0.5％。
4． 闭合直流电源开关，平衡电桥，读取读数，记录至少四位有效数，当试样电阻小于0.1欧，应将开关S1换向，用相反方向电流再测量一次，读取读书。
5． 胶合导体的全部单线应可靠地与测量系统的电流夹相连接。
6． 对细微导体电阻进行测量时，要防止电流过大而引起导体升温，推荐采用电流密度，铝导体应不大于
E．试验结果及计算：
试样电阻按下式计算：
Rx = Rn ·R1/R2
式中 ： Rx—试样电阻值
Rn—标准电阻值；
R1、R2—电桥平衡时桥臂电阻值
温度
RL。= Rx ·1000
1+&20(t-20) L
式中：R20---
L ----试样的测量长度
t ----测量时的环境温度
&20----导体材料
（2）：电压试验：
电压试验应在环境温度下进行。制造方可选择采用工频交流电压或直流电压。一般均采用工频交流电压。工频交流电压试验又分为耐压试验和交流击穿试验。
①．耐压试验：
A．试验目的：
考核产品在工作电压下运行的可靠程度和发现绝缘中的严重缺陷，但是最重要的是发现生产工艺中的缺点。
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B．试验方法：
在电缆绝缘上加上高于工作电压一定倍数的电压值，保持一定的时间，要求试品能经受这一试验而不击穿。
②．交流击穿试验：
A． 试验目的：
考核电缆绝缘承受电压的能力和与工作电压之间的安全裕度。
B．试验方法：
电缆加上电压后一直升压至绝缘击穿，求得电缆的击穿电压值。
③．单芯电缆试验步骤：
A． 单芯屏蔽电缆的试验电压应施加在导体与金属屏蔽之间，时间为 5min。
B． 单芯无屏蔽电缆应将其浸入室温水中 1h，在导体和水之间施加试验电压 5min。
C． 注：单芯无金属层电缆的火花试验在考虑中。
（3）导体屏蔽和绝缘间的电缆绝缘线芯上的局部放电试验
试验设备：金属屏蔽室，试验电源，局部放电测试仪，双脉冲发生器，终端阻抗，反射抑制器等
试验步骤：①灵敏度检验
②在试样的一端进行测试，用测得的 偏转植A计算放电量Q
2． 引用标准：
a．GB/T 3048.1 电线电缆电性能试验方法 总则
b．GB/T 3956—1997 标准《电缆的导体》
C．GB/T 3048.8 电线电缆交流电压试验方法
d. GB/T 3048.12
二．抽样试验：
1. 实验项目：
（1）导体检查；
（2）尺寸检查；
（3）EPR，HEPR 和 XLPE绝缘弹性体护套的热延伸试验。
（4）电压试验
（1）.导体检查：
A．试验目的：检验导体有没有 毛刺、损伤、等等。
B. 试验方法：目测，如有可能可采用测量方法进行检查。
（2）.尺寸检查：
①.导体直径测量：
A.试验设备：千分尺，游标卡尺，投影仪或放大镜
B.试验程序：
a.量具 测量各种尺寸用的量具应符合标准的规定。
b.直径 在垂直于试样线轴的同一截面上，在相互垂直的方向上测量，至少在试样的两端和中部共测量三处。
c. 非圆截面外形尺寸
对于宽边：应在平直试样的两端和中部各测量一次。
对于窄边：宽边在
测量平面时，千分尺端头平面约有二分之一的面积与试样平面接触。
d. 对于直径很小而且较软的金属丝，在测量直径时千分尺的作用力有可能是导体变形 ，从而产生误差。此时可以用投影仪或放大镜进行外径测量，将金属丝放置在投影仪，然后进行调焦距，当达到足够的清晰度后，进行外径的测量。
②.绝缘和非金属护套厚度的测量
A. 绝缘厚度的测量
试验设备：读数显微镜
试验步骤：①.将试件置于测量装置的工作面上，切割面与光轴垂直
②用读数显微镜测量
B. 护套厚度的测量
试验设备：读数显微镜
试验步骤：①.将试件置于测量装置的工作面上，切割面与光轴垂直
②用读数显微镜测量
③.铠装金属丝的测量
使用具有两个平测头精度为±0.01ｍｍ的千分尺来测量圆铠装金属丝的直径和扁铠装金属丝的厚度,圆金属丝测量应在同一截面上两个互成直角的位置上各测一次，取其平均值作为金属丝的直径。
④.XLPE绝缘和弹性体护套热延伸试验
试验设备：烘箱，砝码
试验步骤：①.试件应悬挂在烘箱中，下夹重物。
②.在烘箱内15min，测量标记线间距离并计算伸长率。如果烘箱没有观察窗而必须把门打开进行测量则应在打开门后30 s内测量完毕。
③.然后从试件上解除拉力，并使试件在规定温度下恢复5min，然后从烘箱中取出试件，慢慢冷却至室温，再次测量标记线间的距离。
结果评定：①.在规定温度下负重15min后，伸长率的中间值应不大于有关标准的规定。
②.试件从烘箱内取出冷却后标记线间距离的增加量的中间值对试件放入烘箱前该距离后的百分比应不大于有关标准的规定。
⑤.电压试验
A．试验目的：
考核产品在工作电压下运行的可靠程度和发现绝缘中的严重缺陷，但是最重要的是发现生产工艺中的缺点。
B．试验方法：
在电缆绝缘上加上高于工作电压一定倍数的电压值，保持一定的时间，要求试品能经受这一试验而不击穿。
2.引用标准：
a. GB/T2951.1-1997
b. GB/T3956
c. GB/T2951.5-1997
三. 型式试验：
1.试验项目：（1 ）.局部放电试验
（2 ）.弯曲试验及随后的局部放电试验
（3 ）.介质损耗角正切值的测量
（4 ）.加热循环试验及随后的局部放电试验
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（5 ）.冲击电压试验及随后的工频电压试验
（6 ）.4h电压试验
（7 ）.半导电屏蔽电阻率
（8 ）.绝缘厚度测量
（9 ）.非金属护套测量（包括挤包隔离套，但不包括内衬层）
（10）.老化前后绝缘的机械性能试验
（11）.老化前后护套的机械性能试验
（12）.成品电缆段的附加老化试验
（13）.绝缘和护套的高温压力试验
（14）.XLPE绝缘和弹性体护套的热延伸试验
（15）. 绝缘吸水试验
（16）.XLPE绝缘的收缩试验
（17）.单根电缆水平燃烧试验方法
（18）.单根电缆倾斜燃烧试验方法
（19）.电线电缆耐火特性试验方法
（20）.成束电缆燃烧试验方法
（21）.电缆冒烟试验方法
（22）.毒性指数测定方法
（23）.单根电缆垂直燃烧试验
（1 ）.局部放电试验
本试验和例行试验中的局放试验参考同一标准，所以本试验步骤可参考抽样的局放试验步骤。
（2 ）.弯曲试验及随后的局部放电试验：
在室温下试样应围绕试验圆柱体（例如线盘的筒体）至少绕一整圈，然后松开展直，再在相反方向上重复此过程。此过程循环应进行三次，试验完成后，应在试样上进行局部放电试验，测量结果。
（3 ）.介质损耗角正切值的测量 ：
试验设备：阻抗测试仪，频率发生器，金属槽，金属块等。
试验步骤：①.若是导电悬浮液电极试样，将它放在两金属块之间
②.试样与阻抗仪连接，并应使其达到规定的试验温度，然后直接从阻抗测试仪读出介质损耗系数。
（4 ）.加热循环试验及随后的局部放电试验：
将经过上述各项试验后的试样 放在试验室的地板上，并在式样导体上通以电流，加热导体直至达到稳定温度，此温度应超过电缆正常运行时导体最高温度
加热循环应持续至少8h，在每一加热过程中。导体在达到规定温度后至少应维持2h。并随即在空气中自然冷却至少16h。此循环应重复20次，第20个循环 后，试样应进行局部放电试验并完全符合规定。
（5 ）.冲击电压试验及随后的工频电压试验：
试验应在超过电缆正常运行时导体最高温度
①.耐受冲击电压试验
试验步骤 ：①.正极性冲击电压值和波形的校准
②.除非产品标准另有规定外，在试样处于相应产品标准所规定的试验压力和温度条件下，连续施加10次正极性相应规定的耐受冲击电压值。
③.在施加10次正极性相应规定的耐受冲击电压值 后，按规定进行负极性冲击电压值和波形的校准，然后在试样上连续施加10次负极性相同规定的耐受冲击电压值。
④.在连续施加正和负极性相应规定的耐受冲击电压时，至少应分别摄录第1次和第10次冲击电压示波图。
⑤.在试验期间应检查环境温度和试样温度，如有需要还应包括试样的 油压或气压。
②.雷电冲击电压裕度：
试验步骤： ①.②.③同耐受电压试验的①.②.③
④.每次试验至少应摄录第1次和第10次冲击电压示波图，并以示波图的波形判断试样是否通过该电压等级下的冲击电压试验，示波图的波形畸变或呈现截波，一般可以认为试样已击穿或终端头闪络放电。
⑤.一般情况下，一次试验过程中不必对冲击电压值和波形进行重复校准，可以原校准曲线接外推法确定与冲击电压值与所拟施加的冲击电压值之间的差值较大时，为了获得教准确的试验结果必须按GB/T3048.13-92中的第
结果评定： ①.除非产品标准另有规定外，在规定的试验电压值下连续施加10次正极性或负极性冲击电压时，如果所摄录的第10次冲击电压示波图的波形无畸变或未呈现截波，则可认为试样已通过相应的耐受冲击电压试验。
②.如果所摄录的第10次冲击电压示波图不能清晰的显示，可再次施加相同的耐冲击电压值，以获得清晰的示波图，并根据示波图 判断试样是否通过相应的耐受冲击电压试验。
（6 ）.4h电压试验：
试验应在室温下进行，并 应在试样的导体和屏蔽之间施加工频交流电压4h试验电压应4U。对应于标准额定电压的试验电压值，电压应逐渐升高至规定值，绝缘应不发生击穿。
（7 ）.半导电屏蔽电阻率
挤包的导体和绝缘半导电屏蔽电阻率，应从电缆绝缘线芯上取下的试样上进行测量，绝缘线芯应分别取自刚制造好的电缆样品，按材料相容性试验方法进行过老化处理的电缆样品。
要求：在老化前 和老化后，电阻率应不超过下列数值：
——导体屏蔽：1000Ω﹡m ——绝缘屏蔽：500Ω*m
（8 ）.绝缘厚度测量
试验设备：读数显微镜
试验步骤：①.将试件置于测量装置的工作面上，切割面与光轴垂直
②用读数显微镜测量
（9 ）.非金属护套测量（包括挤包隔离套，但不包括内衬层）
试验设备：读数显微镜
试验步骤：①.将试件置于测量装置的工作面上，切割面与光轴垂直
②用读数显微镜测量
（10）.老化前后绝缘的机械性能试验
老化处理 ：应在有关电缆产品标准规定的 老化条件下按GB/T2951.2—1997第八章规定在 5个试件上进行。
试样预处理：拉力试验前所有试样均应在（23±5）℃温度下存放至少3h对于热塑性塑料绝缘试样应在（23±2）℃温度下至少存放3h。
拉力试验步骤：a试验应在（23±5）℃温度下进行
B夹头可以 是自紧式夹头也可以是非自紧式夹头，夹头移动速度为（250±50）mm/min
但PE和 PP绝缘除外，有疑问时移动速度为（25±5）mm/min
测量：试验期间测量并记录最大拉力同时在 同一试件上 测量断裂时两个标记线之间的距离
在夹头处拉断的 任何试件的试验结果均应作废，在这种情况下计算抗拉强度和断裂伸长率至少需要4个 有效数字否则试验应该重作
结果表示方法：分别计算抗张强度和断裂伸长率，然后确定试验结果中的中间（11）.老化前后护套的机械性能试验
本试验的试验步骤和第10个的一样，可以参考第10个试验的试验步骤。
（12）.成品电缆段的附加老化试验
老化条件：温度：高于电缆正常运行时导体最高温度10℃±2℃
周期：7×24h
拉力试验：试样制备好后按上面试验3拉力步骤进行拉力试验
（13）.绝缘和护套的高温压力试验
取样：对每个被试绝缘线芯从每个长度为250～500mm样段上截取3个相临的试样，试样长度应为50～100mm
试样制备：用机械方法除去试样上的所有的护层，包括半导电层。根据电缆的类型，试样可以是圆形或者扁形截面。
试样加热：试验应在空气 烘箱中进行，试验设备和试样放在烘箱中不应振动，或者放在有防振支架的空气烘箱中进行。
试验评定：从每个试样上切取的三个试片上测得的压痕中间值，应不大于试样绝缘厚度平均值的50％
（14）.XLPE绝缘和弹性体护套的热延伸试验
本步骤的试验步骤与抽样试验中尺寸检查试验④.XLPE绝缘和弹性体护套热延伸试验步骤相同。
（15）. 绝缘吸水试验
试验设备：交流或直流电压源，电压表， 带加热装置的水槽。
试样制备：从电缆试样上切取约3m长 的被绝缘线芯取出绝缘线芯时应小心避免损伤绝缘。
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实验步骤：a.预试验 ：将绝缘线芯浸入水槽中，水槽中的水加热到有关电缆产品标准规定的温度。
绝缘线芯浸在水中1h后， 在导体和水之间施加交流电压4kv保持5min，没有损伤则可用于主试验。
b.主试验：与试验合格的线芯仍留在水槽中，水温保持在有关标准规定的温度，在导体和水之间施加规定的直流电压加压时间按有关电缆产品标准 的规定来确定，负极接到每一 试样的导体上。
试验结果评定：试样应不击穿。
（16）.XLPE绝缘的收缩试验
取样：在每个被试绝缘线芯上距离电缆端头至少0.5m处切取约1.5Lmm长的试样一根。
试验步骤：应将试样导体的裸露端头水平支架在空气烘箱中或平放在化石粉槽 的表面，使绝缘能自由伸缩，按有关电缆产品标准规定的温度和时间加热试样，然后在空气中冷却试样至室温，重新测量每个试样的标记之间的距离。
试验结果表示方法，收缩率是加热前标记之间的距离和加热并冷却后标记之间的距离的差值与加热前标记之间的距离的百分比。
（17）.单根电缆水平燃烧试验方法
试验设备：火源，金属罩，排风扇，秒表。
试验步骤：试样标称外径在
1.把试样水平固定在金属罩内，其纵轴与罩子正面平行，距底扳约
2.调节喷灯灯管轴线与水平面成45°角，并调节喷口至试样表面的距离为
3.用调节好的喷灯火焰紧密接触在试样的中点上，火焰与试样的纵轴成90°角
4. 供火60s后，移开喷灯火焰，用秒表测定试样上的残焰和残灼至熄灭时的时间。
试样标称外径超过
1.按要求安装试样，并使试样上绘制的A线和B线处在相同的水平面上
2.按小于
3.为进行B线一侧的燃烧试验，应把试样沿纵轴翻转180°既把B线翻转到原A线的位置。
4.为排除试验的燃烧释放电的烟气，从试验开始到喷灯火焰从试样上移开之前10s，可以使用排风扇，在试样上的残焰或残灼完全熄灭之后可以立即再启动这个排风扇，但在试验期间，排风扇对火焰应无影响。
试验结果评论：试验结果同时符合下述要求，则判定试验结果为合格
1.喷灯火焰从试样上移开之后，试样上的残焰持续时间应不超过30s。
2. 喷灯火焰从试样上移开之后，试样上的残灼在30s内应不明显。
3.试验之后把试样擦干净，试样被烧焦的长度应不超过
（18）.单根电缆倾斜燃烧试验方法
试验设备： 火源，金属罩，秒表。
试验步骤：1.把试样固定在金属罩内的中间，使试样的中心线与水平面成 60°倾角。
2.用调节好的火焰的喷灯蓝色内焰尖端在距试样下端
3. 连续供火30s
试验结果评定： 如 喷灯火焰从试样移去之后60s内试样上的残焰能自行熄灭，则判断试验结果为合格。
（19）.电线电缆耐火特性试验方法
试验设备：火源，试样夹持装置，试验变压器，通风柜，定时器，快速熔断器，数显温度表。
试验步骤：1.在试样上施加电压，并保证在试样上的火焰熄灭之前不中断，除产品标准另有规定外，施加电压值应等于产品规定的额定电压值。
2.用调整好的A类或B类火焰燃烧试样，持续供火时间90min。
3.撤去火源，待试样上的火焰熄灭之后，停止施加电压。
试验结果评定：如在燃烧试验期间，3A熔断丝不熔断，则判定试验结果为合格。
（20）.成束电缆燃烧试验方法
试验设备：燃烧试验箱，消烟除尘器，火源。
试验步骤：1.启动消烟除尘器，关闭小门，调节通过试验箱的空气流量为5m3/mm±0.5m3/mm，直至试验结束。
2.打开喷灯的供气阀门，调节每只喷灯丙烷的流量为
3.喷灯供火
4.在燃烧完全停止之后，把电缆擦干净。
5.检查试样损坏的程度，即试样碳化部分所达到的高度。
（21）.电缆冒烟试验方法
试验设备：直流电源，高输入阻抗数字式电压表
试验方法：把试样水平悬挂在静止空气中，中部
试验结果评定：试样导体稳定在试验温度的15min内，从试样上不得冒出可见的烟，否则不合格。
（22）.毒性指数测定方法
试验设备：试验箱，喷灯，计时器，变色管，试样支架。
试验方法：把称量过的试样放在试样的格子网上，用调节好火焰强度的喷灯置于试验箱的中心，并与垂直线夹角成30°±5°用火焰燃烧试样并开始计时，至所有 有机材料烧完为止，熄灭喷灯，记下供火时间。启动气体混合风扇30s 后开始对试验箱中的气体采集，按附注所列气体一一分析。
试验结果评定：用公式计算每100kg材料燃烧后其燃烧产物分散在1m3体积的空气中所产生的每种气体的浓度，计算每种气体浓度的平均值，确定毒性指数。
（23）.单根电缆垂直燃烧试验
试验设备：试验箱，排气扇，火源等
试验步骤：1.安全警告
2.供火，用调节好火焰强度的喷灯
3.供火时间按相关标准确定
试验结果评定：所有的燃烧停止后，应擦干净试样。测量上支架下缘和碳化部分起始点之间的距离，单位为mm。如果上支架下缘与碳化部分起始点之间的距离大于50mm则电缆通过本试验。另外如果燃烧向下延伸至距离上支架下缘大于540mm时应判为不合格并记录。如果试验不合格，则应再进行两次试验 ，如果两次试验结果均通过则应认为该电缆通过本试验。
2.引用标准
1. GB/T 12706.3
2. GB/T 3048.13
3. GB/T 2951.1—1997
4. GB/T 2951.2—1997
5. GB/T 2951.3—1997
6. GB/T 2951.5—1997
7. GB/T 2951.6—1997
8. GB 12666.3—90
9. GB 12666.4—90
10. GB 12666.6—90
11. GB/T 18380
[五].结论
通过本次的写作让我学到了很多东西，比如怎样去查找资料，怎样去通过对电缆的了解来查相关的国标，并通过国标来确定试验项目和试验方法。并且也对许多的国标有了进一步的了解，对电缆的试验项目和试验方法有了进一步的了解和熟悉，对本专业的一些情况也有了更详细的了解。对电缆的结构和性能也有了一些了解，对电力电缆的结构性能和使用特性以及一些特殊要求和用途的电缆（如：阻燃电缆）的性能和要求有了更详细的了解。提高了我们查找资料的能力，和运用资料的和相关知识的能力，也是我们对该型号的电缆有了更详细的了解。
[六].参考文献
《电线电缆行业供销实用手册》 上海电缆研究所信息中心
《电线电缆标准汇编》（基础与试验方法卷） 北京：中国标准出版社 2002.12
《电线电缆标准集》（第十七集） 机械工业部上海电缆研究所 2003.voL17
王春江 主编 《电线电缆手册》（第一册） 北京：机械工业出版社 2001.7
likun --- 2007-04-28 07:58:11
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paopao123 --- 2011-06-01 09:07:51
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power2050 --- 2012-01-10 10:30:00
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