節(jié)能燈的科技論文
節(jié)能減排是當(dāng)前我國十分關(guān)注的問題。隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，節(jié)能燈應(yīng)用得越來越多了.學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的節(jié)能燈的科技論文，希望你們喜歡。
節(jié)能燈的科技論文篇一
電子節(jié)能燈制造關(guān)鍵技術(shù)研究
摘要： 電子 節(jié)能燈是一種節(jié)能減排的新型照明設(shè)備。介紹了電子節(jié)能燈在制造過程中的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，為相關(guān)工程技術(shù)人員提供 參考 。
關(guān)鍵詞：電子節(jié)能燈;制造;關(guān)鍵技術(shù)
1 引言
節(jié)能減排是當(dāng)前我國十分關(guān)注的問題。隨著 社會的 發(fā)展 和人們生活水平的提高，照明用電量逐年增加，照明在能源消耗和 環(huán)境污染上的問題已引起人們的重視。在保證照明質(zhì)量的前提下如何節(jié)約用電、減少污染、實(shí)現(xiàn)綠色照明已成為照明行業(yè)的發(fā)展主題。電子型自鎮(zhèn)流熒光燈。即一體化電子節(jié)能燈，已越來越多地代替白熾燈泡而廣泛用于家庭、商場、賓館等各種室內(nèi)照明場合。
2 電子節(jié)能燈的制造關(guān)鍵技術(shù)
2、1 節(jié)能燈元器件的選擇
(1)毛管是電子節(jié)能燈的重要部件。技術(shù)指標(biāo)主要有光電參數(shù)，其次有外形尺寸和外觀以及 機(jī)械強(qiáng)度等，再次是低溫啟動性能和熱態(tài)參數(shù)穩(wěn)定特性等。光通量是否合格將直接關(guān)系到節(jié)能燈的能效等級能否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。光通維持率是產(chǎn)品 申請“能源之星”認(rèn)證時(shí)必須要考核的指標(biāo)，要求節(jié)能燈燃點(diǎn)至有效壽命40%時(shí)，其光通量不得小于額定值的80%。此外還有相關(guān)色溫、顯色性、色坐標(biāo)和色容差等指標(biāo)，也是應(yīng)該重視的。尤其是色容差，色容差超標(biāo)往往會給予不合格的判定。至于熒光粉品質(zhì)的分選，可用驗(yàn)鈔燈作對比檢驗(yàn)。
(2)整流二極管。
選擇整流二極管時(shí)，應(yīng)注意以下參數(shù)。最大正向整流電流該參數(shù)與燈功率有關(guān)，所選二極管的額定電流值至少應(yīng)是交流母線中峰值電流的3倍以上。對大功率燈而言。整流二極管不可直接并聯(lián)使用，因?yàn)槎O管的熱電阻有差異，會使可靠性降低，最好用一組電流大的二極管。
峰值反向截止電壓，因 工作溫度高，一般要選用1200V的產(chǎn)品。濾波電解電容器，電解電容因會受到高頻脈動電流的沖擊和工作溫度升高，選用高性價(jià)比的電解電容器就顯得很重要。電容量及容差、額定電壓、耐紋波電流、串聯(lián)等效電阻(ESR)、允許溫度等都是重要的技術(shù)指標(biāo)，質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到使用壽命。電解電容的耐紋波電流值應(yīng)越大越好。如果電解電容的耐紋波電流值達(dá)不到線路要求，則會嚴(yán)重影響其使用壽命，選用時(shí)應(yīng)特別注意。紋波電流流經(jīng)ESR，會產(chǎn)生熱量引起電解內(nèi)部溫度升高，目前制造商對電容器在額定工作溫度下工作的紋波電流的確定，一般均遵循5℃原則。電容量的選擇與輸入電流中的諧波含量和燈電流的波峰因數(shù)以及鎮(zhèn)流器的效率有關(guān)。電解電容的標(biāo)記溫度，必須大于實(shí)際工作溫度，并留出一定的差值。
(3)功率晶體管。
功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)，選擇的原則是：開關(guān)速度要快，飽和壓降要小，集電極電流要大，在不增加成本的條件下，功率和二次擊穿耐量越大越好。集電極額定電流應(yīng)依據(jù)陰極導(dǎo)人電流峰值并留存足夠的安全余量。開關(guān)時(shí)間要小，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注存貯時(shí)間ts，從理論上講ts小則開關(guān)功率損耗也小，但更重要的是上、下兩管ts值的對稱。如果同一電路板上的兩個(gè)管子的ts嚴(yán)重偏離，會使正負(fù)兩個(gè)波形的面積嚴(yán)重不對稱，導(dǎo)致管子過熱損壞。
(4)振蕩變壓器。
振蕩變壓器通常是在環(huán)形鐵氧體磁芯上繞線制成，實(shí)際上是一個(gè)電流互感器。對磁環(huán)的要求是：首先，磁導(dǎo)率應(yīng)有負(fù)溫度特性，轉(zhuǎn)折溫度在95'C左右;其次，磁滯回線左右要對稱并且近似為矩形;再次，磁導(dǎo)率參數(shù)的離散性要小。要與供應(yīng)商預(yù)約電感系數(shù)，并做到分檔包裝，否則，成燈功率的偏差不易把握。
(5)濾波電感。
燈功率在25w或以下時(shí)，通常在直流電路中插入L與C，組成簡單的濾波回路。對于串模濾波電感，因其中流過直流電流，故要求磁芯應(yīng)在不飽和狀態(tài)下工作。又因燈內(nèi)溫度高，因此又要求電感量隨溫度變化要盡可能小。另外，電感量不能隨頻率的升高而下降。
燈功率大于25w時(shí)，一般要在交流電路中插入共模電感。共模電感是在同一磁芯上繞有兩個(gè)相同匝數(shù)的線圈，往復(fù)的負(fù)載電流在磁芯內(nèi)部產(chǎn)生的磁場相互抵消，因此磁芯不會飽和。燈功率大于45w時(shí)，產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾會更大，當(dāng)單純使用共模濾波仍然不能解決問題時(shí)，還要加入差模電感。
2、2 EMC濾波電路調(diào)試
分析傳導(dǎo)干擾噪聲源，可以發(fā)現(xiàn)共模噪聲與差模噪聲是相互獨(dú)立的。輻射干擾起源于傳導(dǎo)干擾。抓住傳導(dǎo)噪聲的抑制，產(chǎn)品就容易符合EMC要求。為滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，必要時(shí)可對兩個(gè)噪聲分量單獨(dú)設(shè)計(jì)合適的濾波器。
共模干擾信號主要是通過燈內(nèi)元器件和線路的分布電容構(gòu)成回路傳輸?shù)摹？梢?。共模干擾信號基本上都是屬于高頻信號。共模電感參數(shù)的選擇，取決于開關(guān)頻率以及所要求的衰減量。選用不同的電感參數(shù)，對應(yīng)衰減共模干擾信號的頻率也不一樣。在輸入功率較大的電路中，僅用一個(gè)共模電感不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)就要用兩個(gè)共模電感了，其中一個(gè)可用環(huán)形磁芯電感。
事實(shí)上共模電感的兩個(gè)線圈的電感量不可能完全對稱，從而形成差模電感，同時(shí)用來抑制電源線上存在的差模干擾信號。必要時(shí)再設(shè)專用的差模電感。差模干擾信號是通過電源輸電線路進(jìn)行傳輸?shù)模⒗^發(fā)輻射干擾。對于差模電感和X2電容，從理論上講電感量和電容量越大，其插入損耗也越大，但要更多的關(guān)注它們的頻率諧振點(diǎn)。一般說來，L、c濾波器的諧振頻率應(yīng)小于或等于點(diǎn)燈頻率。
對于串模電感的電感量，當(dāng)前趨向是取小一些，C取大一些。這不但可使L的自身溫升減低，還能改善濾波效果。這是因?yàn)閏值大，使低頻段噪聲的插入損耗也大;L小，其分布電容也小，從而降低高頻段噪聲的傳導(dǎo)量。
2、3 開關(guān)晶體管的設(shè)計(jì)
開關(guān)晶體管的驅(qū)動信號有一個(gè)最佳值?；鶚O電流Ib最理想的數(shù)值是集電極電流Ic的1/10左右，不過該電流的最優(yōu)化值也是隨晶體管不同而不同的。采用電流互感器驅(qū)動時(shí)，Ib應(yīng)始終保持為Ic的1/10左右，無論Ic大小如何，均保持這個(gè)關(guān)系，就不會出現(xiàn)Ic小時(shí)，驅(qū)動功率過大;而Ic大時(shí)，驅(qū)動功率不足的現(xiàn)象。按hfe合理設(shè)計(jì)驅(qū)動電流及其匝數(shù)比·使開關(guān)晶體管在導(dǎo)通時(shí)始終處于淺飽和狀態(tài)。這樣可以提高開關(guān)管的響應(yīng)速度，并可最大限度地減少驅(qū)動功率的浪費(fèi)和損耗。驅(qū)動信號不僅有幅度的要求，還有波形的要求，即晶體管的開關(guān)渡越時(shí)間要短。開關(guān)渡越時(shí)間既與開關(guān)晶體管的開關(guān)時(shí)間有關(guān)，又與磁滯回線的角形比有關(guān)，此外，還與電路參數(shù)的調(diào)試有關(guān)。取存貯時(shí)間ts相同的開關(guān)管制作鎮(zhèn)流器，用半導(dǎo)體點(diǎn)溫度計(jì)檢測兩開關(guān)管的表面溫度，如果兩管的溫度差別較大，就可適當(dāng)或加或減磁環(huán)的初級匝數(shù)，使之趨于平衡。開關(guān)晶體管的功率容限，即安全 工作區(qū)SOA。有時(shí)燈電路中會有同時(shí)出現(xiàn)大電流和高電壓的情況，尤其是燈在熱態(tài)做開關(guān)試驗(yàn)時(shí)。用SOA值高的管子就不容易損壞。在無條件直接測試管子的SOA值時(shí)，可選用BVceo高的晶體管，BVceo高的管子一般SOA也高。
3 結(jié)論
節(jié)能燈的制造技術(shù)貫通于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與檢驗(yàn)過程，與生產(chǎn) 實(shí)踐緊密相連。需要工程技術(shù)人員合理設(shè)計(jì)，編制出好的工藝文件，指導(dǎo)工人做好每個(gè)工序的生產(chǎn)，把握好每個(gè)工序的生產(chǎn)質(zhì)量，這樣才能為 社會和家庭提供光效高、壽命長的新一代照明工具。
參考 文獻(xiàn)
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[3]孫紹伍·櫥承輝，孫立勇，淺談大功率 電子 節(jié)能燈的設(shè)計(jì)與制作[J]，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2008，(2)
節(jié)能燈的科技論文篇二
節(jié)能燈照明系統(tǒng)諧波電流問題研究
摘要： 隨著現(xiàn)代電力電子和建筑智能化的迅速發(fā)展和普及，電網(wǎng)諧波污染的問題越來越嚴(yán)重。由于諧波危害很大，而且諧波源分布廣泛，因此對不同諧波源產(chǎn)生的諧波電流應(yīng)逐個(gè)分析。本文針對商業(yè)建筑中大量使用節(jié)能燈作為照明燈具的情況，結(jié)合工程實(shí)際，對25W以下的具有代表性的節(jié)能燈進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和分析，并得到重要結(jié)論。
Abstract： With the rapid development and popularization of modern power electronics and intelligent building， the power grid harmonic pollution problems are becoming more and more serious. The harmonic wave has great harm， and harmonic sources are widely distributed， so the harmonic current caused by different harmonic sources should be analyzed one by one. Many energy-saving lamps are used in commercial buildings. Combined with the engineering practice， experiment data acquisition and analysis are carried out to the representative energy-saving lamps below 25W， and important conclusions are drawn.
關(guān)鍵詞： 諧波;節(jié)能燈;諧波電流系數(shù)
Key words： harmonic wave;energy-saving lamps;harmonic current coefficient
中圖分類號：TM923.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311(2015)12-0104-03
0 引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展和我國電力市場的發(fā)展，各行各業(yè)對電能的需求日益增長，同時(shí)對供電可靠性，安全性和電能質(zhì)量也提出了更高的要求。
諧波是影響電能質(zhì)量的最主要因素之一，存在于配電系統(tǒng)已經(jīng)很多年了，隨著電力電子技術(shù)及建筑智能化技術(shù)的發(fā)展，諧波問題日趨嚴(yán)重。變壓器、電力電容器，各種電力電子裝置、各類節(jié)能燈等伏安特性為非線性的設(shè)備均能產(chǎn)生諧波。同時(shí)更多的精密設(shè)備和各類電子裝置對電能質(zhì)量也很敏感。在建筑電路中如果諧波含有率長時(shí)間偏高，會使電纜電線載流量大，溫度升高，留下火災(zāi)隱患;若諧波電壓太高，會引起電子設(shè)備無法正常工作，或電氣保護(hù)設(shè)備誤動作，或?qū)νㄐ旁O(shè)備和電網(wǎng)產(chǎn)生干擾，或引起電能計(jì)量裝置計(jì)量不準(zhǔn)確等等。
而想要進(jìn)行準(zhǔn)確的配電設(shè)計(jì)，精確的諧波電流值是非常重要的。但目前設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或手冊都只是基波電流的計(jì)算，對于諧波都是以電流限制的形式來進(jìn)行要求。因此，對于不同諧波源產(chǎn)生的諧波電流值需要逐個(gè)分析研究。
本研究的目的主要是針對當(dāng)前建筑電氣照明系統(tǒng)中由于節(jié)能燈的大量應(yīng)用而帶來的嚴(yán)重問題和后果。根據(jù)本研究的數(shù)據(jù)和結(jié)論，不但可以為建筑電氣照明系統(tǒng)的改造，故障的解決提供理論支持，還可以為電氣設(shè)計(jì)師在建筑電氣配電設(shè)計(jì)上提供有效的參考。
1 節(jié)能燈諧波的產(chǎn)生和國標(biāo)中的諧波標(biāo)準(zhǔn)
1.1 節(jié)能燈諧波概況 節(jié)能燈，又稱為省電燈泡、電子燈泡、緊湊型熒光燈及一體式熒光燈，是指將熒光燈與鎮(zhèn)流器組合成一個(gè)整體的照明設(shè)備。節(jié)能燈的尺寸與白熾燈相近，與燈座的接口也和白熾燈相同，所以可以直接替換白熾燈。節(jié)能燈的正式名稱是稀土三基色緊湊型熒光燈，20世紀(jì)70年代誕生于荷蘭的飛利浦公司，并且被國家納入到了863推廣計(jì)劃中。這種光源在達(dá)到同樣光能輸出的前提下，只需耗費(fèi)普通白熾燈用電量的1/5至1/4，從而可以節(jié)約大量的照明電能和費(fèi)用，因此被稱為節(jié)能燈。
實(shí)際上，節(jié)能燈就是一種緊湊型的日光燈。由于其自帶電子鎮(zhèn)流器，正是諧波產(chǎn)生的根源所在。在供電系統(tǒng)的負(fù)載端，諧波主要產(chǎn)生與具有非線性特性的設(shè)備，而節(jié)能燈自帶的電子鎮(zhèn)流器是由濾波電路、觸發(fā)電路、高頻振蕩電路和LC串聯(lián)輸出電路組成。這些元件都是非線性的，從而導(dǎo)致了不同程度的波形畸變。
1.2 照明設(shè)備諧波標(biāo)準(zhǔn) 在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14549-1993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》的規(guī)定中，公共連接點(diǎn)的全部用戶向該點(diǎn)注入的諧波電流分量(方均根植)不應(yīng)超過表1中的規(guī)定允許值。
在2003年頒布的GB17625.1-2003《電磁兼容限制諧波電流發(fā)射限制(設(shè)備每相輸入電流≤16A)》中，按照諧波電流限制，將設(shè)備分為四類，其中有功功率大于25W的照明設(shè)備被定義為C類，并做了較詳細(xì)的規(guī)定。節(jié)能燈雖然屬于標(biāo)準(zhǔn)中有功輸入功率小于等于25W的放電燈，但大量使用的節(jié)能燈串，應(yīng)歸為C類。其諧波電流應(yīng)至少符合以下兩個(gè)要求中的一個(gè)：
①諧波不超過表2中D類設(shè)備每瓦允許的最大諧波電流限制;②3次諧波電流畸變率不超過86%，5次諧波不超過61%。
通過此標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定可以看出，此標(biāo)準(zhǔn)只是針對功率大小來劃分諧波限制，并未將按照光源分類給出諧波限制，而且諧波限值是比較大的。
2 節(jié)能燈諧波電流的測量
商業(yè)建筑中是節(jié)能燈大量使用的典型場所，因其對照明的主要要求體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是節(jié)能，由于營業(yè)時(shí)間長、燈具數(shù)量多;二是顯色性好;三是燈具小巧美觀。因此，自帶電子鎮(zhèn)流器的稀土三基色緊湊型熒光燈是最合適的選擇。因此，從實(shí)際工程應(yīng)用角度來考慮，在實(shí)驗(yàn)室搭建了一個(gè)模擬實(shí)際工程情況的試驗(yàn)平臺，這樣通過試驗(yàn)不僅能推導(dǎo)出大量使用節(jié)能燈后的諧波特性，還能夠使試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際工程緊密結(jié)合。 實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，設(shè)計(jì)最大25個(gè)燈是因?yàn)樵贘GJ-16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：照明系統(tǒng)中的每一單相回路的電流不宜超過16A，光源數(shù)量不宜超過25個(gè)。
實(shí)驗(yàn)中選擇了兩種不同品牌的節(jié)能燈(A和B)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，A選擇品牌為飛利浦品牌的三基色自鎮(zhèn)流熒光燈;B選擇了佛山出品的一種雜牌自鎮(zhèn)流熒光燈。
根據(jù)工程的實(shí)際情況，實(shí)驗(yàn)共需采集兩類數(shù)據(jù)：①每5個(gè)燈一組，共采集5盞、10盞、15盞、20盞、25盞五組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。②三是根據(jù)三相平衡原則，同時(shí)接通三相A、B、C回路，采集三相四線制條件下N線的諧波數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)中節(jié)能燈諧波值和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限制如表3。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4-表7。
3 諧波電流系數(shù)f的提出
在建筑照明設(shè)計(jì)時(shí)，一般會根據(jù)燈具的規(guī)格和數(shù)量來計(jì)算回路中電流，但這樣計(jì)算是按照正?；顟B(tài)，并沒有考慮諧波電流的影響。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可明顯看出，節(jié)能燈回路中諧波電流值非常大，不考慮諧波電流的影響的設(shè)計(jì)是有問題。
式中：I為實(shí)際電流(A);f為節(jié)能燈諧波校正系數(shù);I1為基波電流(A);Un為額定電壓(kV);Pe為設(shè)備額定功率(kW)。
在工程上應(yīng)用，必須要保證在使用諧波校正系數(shù)f后計(jì)算電流不大于實(shí)際正常負(fù)荷電流。通過上述實(shí)驗(yàn)，分析、綜合考慮后，確定諧波校正系數(shù)應(yīng)取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中最大值，才能確保工程安全。
此處，功率因數(shù)可取0.9。
利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過上式計(jì)算可得實(shí)驗(yàn)中使用的節(jié)能燈，由個(gè)數(shù)1增加至25時(shí)，對于的校正系數(shù)f。
從數(shù)據(jù)中看出，節(jié)能燈f值的變化規(guī)律雖然隨著數(shù)量的增加而變大，但變化的范圍較大是雜牌的產(chǎn)品。因此，考慮到市場上節(jié)能燈品牌眾多，質(zhì)量良莠不齊，必須將諧波校正系數(shù)的取值偏大考慮。所以，筆者認(rèn)為f取值為1.7，比較合適。
4 結(jié)論
①基本上兩種節(jié)能燈的各次諧波都不能完全負(fù)荷國家標(biāo)準(zhǔn)，一般3、5、7、9次諧波都比較接近標(biāo)準(zhǔn)值，但是11次以上的高次諧波值高出標(biāo)準(zhǔn)值較多。
?、趯?shí)驗(yàn)中所用到的25W以下的節(jié)能燈，電流總諧波含量THDI非常高，最高接近100%;單個(gè)節(jié)能燈造成的問題并不嚴(yán)重，但大量使用節(jié)能燈將對電網(wǎng)造成的非常嚴(yán)重污染。
③從節(jié)能燈同品牌不同數(shù)量的實(shí)驗(yàn)中可以得出，節(jié)能燈產(chǎn)生的電流總諧波含量隨著燈的數(shù)量增加而增加，但不是線性疊加。
④工程設(shè)計(jì)中，計(jì)算電流比實(shí)際電流小很多，尤其是三相四線制供電系統(tǒng)的N線電流增加較大，若沒有濾波措施，很容易使得N線超負(fù)荷，不僅可能損壞設(shè)備，甚至有造成火災(zāi)的隱患。
?、萏岢龉?jié)能燈諧波系數(shù)f概念，可用于校正計(jì)算電流數(shù)值，使得設(shè)計(jì)師在計(jì)算電流時(shí)能更加準(zhǔn)確。
5 改進(jìn)措施
節(jié)能燈回路的諧波抑制，可從控制諧波源和加裝濾波器兩方面考慮。
①從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論中可知，3、5、7、9次諧波都比較接近標(biāo)準(zhǔn)值，節(jié)能燈生產(chǎn)廠家應(yīng)完善節(jié)能燈中濾波電容的設(shè)計(jì)，使之具有針對11次以上諧波濾波的能力。
?、趦煞N節(jié)能燈比較而言，名牌節(jié)能燈的各次諧波值要小于雜牌節(jié)能燈，說明廠家在燈具制造和濾波方面還是有一定標(biāo)準(zhǔn)要求的。建議大規(guī)模使用節(jié)能燈的場所，購買知名廠家的產(chǎn)品。
③目前節(jié)能燈線路中，加裝濾波器方面建議使用高通濾波器，主要可消除某些高次諧波和某次諧波以上的所有諧波，配合節(jié)能燈中濾波電容的低次諧波的濾波效果，可較好的濾除節(jié)能燈照明回路中的大部分諧波。
?、芄?jié)能燈諧波校正系數(shù)f主要用于節(jié)能燈線路設(shè)計(jì)中電流的計(jì)算，可較精確的計(jì)算出節(jié)能燈回路中計(jì)算電流值(包含基波電流和諧波電流)，可以此為依據(jù)較為地準(zhǔn)確選擇開關(guān)、導(dǎo)線等電氣設(shè)備，并考慮是否需要設(shè)計(jì)濾波裝置。
6 結(jié)語
本文從大規(guī)模使用節(jié)能燈的電氣照明回路的諧波電流入手。通過實(shí)驗(yàn)分析，有針對性地說明了使用節(jié)能燈照明回路的諧波現(xiàn)狀，并提出了改進(jìn)措施。通過再次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在使用了濾波裝置的節(jié)能燈回路中，各次諧波值基本都符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14549-1993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》的要求。
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