CN217881375U - 断路器 - Google Patents

Abstract

公开了一种断路器，包括：限定内部空间的断路器壳体，断路器壳体具有第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁彼此平行，且在断路器的宽度方向上彼此间隔开；设置在内部空间内的主线路，主线路上连接有主触头机构，主触头机构具有接合位置和脱扣位置；设置在内部空间内的电子模块、脱扣器和脱扣执行机构，电子模块与脱扣器相连，配置成能驱动脱扣器动作，脱扣器的动作使脱扣执行机构被致动，将主触头机构从接合位置移动至脱扣位置，其中电子模块包括彼此电连接的第一电路板和第二电路板，第一电路板和第二电路板与第一侧壁和第二侧壁平行，且第一电路板和第二电路板彼此相对且间隔开。

Description

断路器

技术领域

本实用新型涉及断路器。

背景技术

断路器是对用电回路进行故障保护的开关装置。在用电回路发生故障时，断路器脱扣以断开用电回路。用电回路的可能故障有多种，例如漏电故障、电弧故障、过压故障、过载故障或短路故障。断路器能够在用电回路的各种故障时提供断电保护是非常有利的。另外，断路器能够提供无线通信能力也是非常有利的。

现有已经有36mm宽度的断路器能够在用电回路的上述各种故障时提供断电保护。然而，对于36mm宽度以下的断路器，例如18mm宽度的微型断路器，由于断路器的内部体积有限，通常只能提供过载或短路故障保护，还无法做到在漏电故障、电弧故障、过压故障等时提供断电保护。

因此，需要一种能够在用电回路的各种故障时，例如在在漏电故障、电弧故障、过压故障等时提供断电保护的窄宽度断路器，例如18mm断路器。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术中的上述问题的至少一些。

根据实用新型的一个方面，提供了一种断路器，包括：

限定内部空间的断路器壳体，所述断路器壳体具有第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁彼此平行，且在所述断路器的宽度方向上彼此间隔开；

设置在所述内部空间内的主线路，所述主线路上连接有主触头机构，所述主触头机构具有接合位置和脱扣位置，在所述主触头机构的接合位置，所述主线路接通，在所述主触头机构的脱扣位置，所述主线路断开；

设置在所述内部空间内的电子模块、脱扣器和脱扣执行机构，所述电子模块与所述脱扣器相连，配置成能驱动所述脱扣器动作，所述脱扣器的动作使所述脱扣执行机构被致动，将所述主触头机构从所述接合位置移动至所述脱扣位置，

其中所述电子模块包括彼此电连接的第一电路板和第二电路板，所述第一电路板和所述第二电路板与所述第一侧壁和所述第二侧壁平行，且所述第一电路板和所述第二电路板彼此相对且间隔开。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一电路板是电源板且所述第二电路板是控制板，所述控制板上设置有控制器和与所述控制器相连的第一互感器，所述主线路包括相线和中性线，所述第一互感器与所述相线耦合。

根据本实用新型的一些实施例，所述电源板上还设置有与所述第一互感器相对应的开口，所述第一互感器从所述控制板延伸穿过所述电源板上的所述开口，所述第一互感器在所述断路器的所述宽度方向上的尺寸大于所述电源板和所述控制板之间间隔开的距离。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制板上还设置有与所述控制器相连的第二互感器，所述相线和所述中性线从所述第二互感器中穿过。

根据本实用新型的一些实施例，所述电路板和所述控制板上分别形成有相互对齐的缺口，所述第二互感器设置在所述电路板和所述控制板的所述缺口处，所述第二互感器在所述断路器的所述宽度方向上的尺寸大于所述电源板和所述控制板之间间隔开的距离。

根据本实用新型的一些实施例，所述主线路在所述第一电路板和所述第二电路板之间穿过。

根据本实用新型的一些实施例，所述断路器壳体包括第一壳体、第二壳体和在所述第一壳体和所述第二壳体之间的间隔件，所述第一壳体包括所述断路器的第一侧壁，所述第二壳体包括所述断路器的第二侧壁，

其中所述间隔件包括沿所述断路器的宽度方向延伸的第一隔壁，第一隔壁将所述断路器的内部空间分隔成第一部分和第二部分，所述内部空间的第一部分形成第一腔室，所述电子模块、所述脱扣器和所述脱扣执行机构布置在所述第一腔室内，所述主线路的所述主触头机构布置在所述内部空间的第二部分内。

根据本实用新型的一些实施例，所述间隔件还包括与所述第一侧壁和所述第二侧壁平行的第二隔壁，所述第二隔壁在所述断路器的第一侧壁和所述第二侧壁之间，将所述断路器的内部空间的第二部分分隔为第二腔室和第三腔室，所述相线的主触头机构设置在所述第二腔室内，所述中性线的主触头机构设置在所述第三腔室内。

根据本实用新型的一些实施例，所述断路器还包括磁脱扣器和/或双金属热脱扣器。

根据本实用新型的一些实施例，所述断路器的宽度为18mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述电子模块还包括设置在所述第二电路板上的无线通信模块。

根据本实用新型的一些实施例，所述断路器还包括与所述电子模块连接的脱扣指示器。

根据本实用新型的一些实施例，所述断路器还包括支撑所述脱扣器和/ 或所述脱扣执行机构的支架，所述第一电路板和/或所述第二电路板连接至所述支架。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一电路板和所述第二电路板通过柔性电路板连接。

附图说明

图1A示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的断路器的外形图，图1B示出了图1A的断路器的正视图；

图2示出了图1A-1B所示的断路器的分解视图；

图3A示出了从断路器的第二侧壁的一侧观察的视图，其中断路器的第二壳体被去除以示出断路器的内部结构，图3B是与图3A相似的视图，其中断路器的电子模块中的电源板被去除，以进一步示出断路器的内部结构；

图4是从断路器的第一侧壁的一侧观察的视图，其中断路器的第一壳体被去除以示出断路器的内部结构；

图5示出了根据本实用新型的电子模块和脱扣器的组合件的立体视图，图6示出了电子模块的立体视图，图7示出了控制板的视图；

图8A示出了图5所示的组合件的分解视图；

图8B是图5所示的组合件的局部放大视图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此处所述的“宽度方向”是指断路器的相反两侧壁间隔开的方向，也是垂直于断路器的两侧壁的方向。

本实用新型提供了一种断路器，其中电子模块包括电源板和控制板，电源板和控制板被布置成与断路器的第一侧壁和第二侧壁平行，且彼此相对且间隔开。这种双电路板结构提供了一种非常紧凑，节省空间的结构，同时还确保两块电路板之间有足够的电气间隙和爬电距离，保证了断路器的安全性。

在根据本实用新型的一些实施例中，如图所示，电源板和控制板上设置有开口和/或缺口，用于避让电子模块中的大尺寸元器件，即第一互感器和第二互感器。本实用新型的电子模块，既通过双电路板结构实现了非常紧凑，节省空间的电路板结构，同时还通过设置在电路板上用于避让第一、第二互感器的开口和缺口，使得这种双电路板结构不影响所包括的大尺寸元器件，即第一互感器和第二互感器。

在根据本实用新型的一些实施例中，断路器包括三腔室结构。这种三腔室结构有利于将多种故障保护，例如漏电故障、电弧故障、过压故障、过载故障或短路故障，纳入到窄宽度的断路器中，例如18mm宽度的断路器中。

图1A示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的断路器100的外形图，图1B示出了图1A的断路器100的正视图。图2示出了图1A-1B所示的断路器100的分解视图。断路器100是18mm宽的单手柄断路器，包括断路器壳体110、多个接线端118、手柄162和脱扣指示器192。外部线路通过断路器100的接线端118与断路器100的主线路接通。操作人员能通过手柄 162对断路器100进行分闸或合闸操作。脱扣指示器192向操作人员指示所述断路器的故障脱扣类型。断路器壳体110包括第一壳体112、第二壳体114 和在第一壳体112和第二壳体114之间的间隔件116。断路器壳体110的第一壳体112形成或包括断路器100的第一侧壁112a，断路器壳体100的第二壳体114形成或包括断路器的第二侧壁114a。第一侧壁112a和第二侧壁114a 彼此平行，且在断路器100的宽度方向W上彼此间隔开。

断路器100的第一壳体112和第二壳体114对接在一起，共同限定了断路器100的内部空间。间隔件116布置在第一壳体112和第二壳体114之间。间隔件116包括沿断路器100的宽度方向(即垂直于断路器100的第一侧壁 112a和第二侧壁114a的方向)W延伸的第一隔壁116a，第一隔壁116a将断路器100的内部空间分隔成两部分，第一部分形成断路器100的第一腔室 S1。间隔件116还包括与断路器100的第一侧壁112a和第二侧壁114a基本平行的第二隔壁116b。第二隔壁116b在断路器100的第一侧壁112a和第二侧壁114a之间，将断路器100的内部空间的第二部分分隔为第二腔室S2和第三腔室S3。

图3A示出了从断路器100的第二侧壁114a的一侧观察的视图，其中断路器100的第二壳体114被去除以示出断路器100的内部结构，图3B是与图3A相似的视图，其中断路器的电子模块120中的电源板122被去除，以进一步示出断路器的内部结构。图4是从断路器100的第一侧壁112a的一侧观察的视图，其中断路器100的第一壳体112被去除以示出断路器100的内部结构。

从图3A、图3B和图4可以看出断路器100被间隔件116分隔的内部空间。断路器100的内部空间被第一隔壁116a分隔形成的第一部分是第一腔室S1，即图3A、3B中第一隔壁116a的左方和上方，也是图4中第一隔壁 116a的右方和上方。断路器100的内部空间的第二部分，即图3A、3B中第一隔壁116a的右下方，图4中第一隔壁116a的左下方，被间隔件116的第二隔壁116b进而分隔成第二腔室S2和第三腔室S3。如图可知，第一腔室 S1由第一壳体112、第二壳体114和间隔件116的第一隔壁116a共同限定，第二腔室S2由第二壳体114、间隔件116的第一隔壁116a和第二隔壁116b 共同限定，第三腔室S3由第一壳体112、间隔件116的第一隔壁116a和第二隔壁116b共同限定。

如图所示，断路器100的主线路(包括相线L2和中性线L4)、电子模块120、脱扣器140和脱扣执行机构160布置在第一腔室S1内。相线L2上连接有主触头机构。相线L2的主触头机构位于第二腔室S2内，包括静触头 172和能相对于静触头172移动的动触头174。双金属热脱扣器146等也布置在第二腔室S2内。相线L2的主触头机构具有接合位置和脱扣位置，在相线L2的主触头机构的接合位置，主触头机构的静触头172与动触头174相接触。在相线L2的主触头机构的脱扣位置，静触头172与动触头174相分离。中性线L4上也连接有主触头机构。中性线L4的主触头机构位于第三腔室S3内，包括静触头182和能相对于静触头182移动的动触头184。中性线L4的主触头机构具有接合位置和脱扣位置，在中性线L4的主触头机构的接合位置，静触头182与动触头184相接触。在中性线L4的主触头机构的脱扣位置，静触头182与动触头184相分离。在根据本实用新型的实施例中，通过间隔件116与第一侧壁112a和第二侧壁114a基本平行的第二隔壁116b 将断路器100的内部空间的第二部分在断路器的宽度方向W上分隔成第二腔室S2和第三腔室S3，并将相线L2的主触头机构设置在第二腔室S2中，将中性线L4的主触头机构设置在第三腔室中。这样的结构节省了空间，同时确保了相线L2的主触头机构与中性线L4的主触头机构之间的充分电隔离，保证了断路器的安全性。

在如图所示的实施例中，脱扣执行机构160能够在脱扣器140动作时被致动，从而使断路器100的相线L2和中性线L4的主触头机构的静触头和动触头相分离。脱扣执行机构160的结构和操作在本领域是已知的，在此不再赘述。在如图所示的实施例中，脱扣器140可以包括多种脱扣器，例如由控制器M1驱动的脱扣器142、磁脱扣器144和双金属热脱扣器146。在根据本实用新型的另一些实施例中，脱扣器140可以包括任何合适类型的脱扣器。

图5示出了根据本实用新型的电子模块120和脱扣器140的组合件的立体视图，图6示出了电子模块120的立体视图，图7示出了控制板132的视图。如图所示，断路器100的电子模块120包括电源板(也称为第一电路板) 122和控制板(也称为第二电路板)132。电源板122和控制板132布置成与第一侧壁112a和第二侧壁114a基本平行，且电源板122和控制板132彼此相对且间隔开。电源板122与控制板132之间通过柔性电路板FP1连接。相线L2和中性线L4在电源板122和控制板132之间穿过。

电子模块120还包括设置在控制板132上的控制器M1、第一互感器136 和第二互感器134。如图所示，相线L2从第一互感器136穿过，以与第一互感器136耦合。第二互感器134是环形互感器，相线L2和中性线L4一起从第二互感器134的环中穿过，以与第二互感器134耦合。控制器M1与第一互感器136和第二互感器134相连，用于从第一互感器136和第二互感器 134获取与相线L2和中性线L4相关的电参数，例如与相线L2和中性线L4 上的电流和/或电压相关的电参数。

如图所示，电源板122上形成有缺口128a，控制板132上形成有缺口 138a。缺口128a和缺口138a相互对齐，第二互感器134设置在电源板122 和控制板132的缺口128a、138a处。第二互感器134在断路器100的宽度方向上的尺寸大于电源板122和控制板132之间在宽度方向上间隔开的距离。电源板122上还设置有与第一互感器136相对应的开口128b。第一互感器136从控制板132延伸，并从电源板122上的开口128b穿过并延伸超出电源板122。第一互感器136在断路器100的宽度方向上的尺寸大于电源板 122和控制板132之间在宽度方向上间隔开的距离。在根据本实用新型的一些实施例中，控制板132上还设置有无线通信模块C1，例如ZigBee无线通信模块。

在如图所示的实施例中，在断路器100中，电子模块120的电源板122 和控制板132布置成与第一侧壁112a和第二侧壁114a平行，且电源板122 和控制板132彼此相对且间隔开。这样的双电路板结构提供了一种非常紧凑，节省空间的电路板结构，同时还确保两块电路板之间有足够的电气间隙和爬电距离，保证了断路器的安全性。

同时，对于电子模块120中的大尺寸元器件，即第一互感器136和第二互感器134，由于其在断路器100的宽度方向上的尺寸大于电源板122和控制板132之间在宽度方向上间隔开的距离，在电源板122上专门设置了开口 128b来避让第一互感器136，并在电源板122和控制板132上专门设置了缺口128a、138a来避让第二互感器134。本实用新型的电子模块，既通过双电路板结构实现了非常紧凑，节省空间的电路板结构，同时还通过设置在电路板上用于避让第一、第二互感器的开口和缺口，使得这种双电路板结构不影响所包括的大尺寸元器件，即第一互感器136和第二互感器。

如上所述，根据本实用新型的一些实施例的断路器100的脱扣器140可以包括多种脱扣器，例如由控制器M1控制的脱扣器142，以及磁脱扣器144 和双金属热脱扣器146。这些脱扣器在断路器100的负载电路出现相应故障时动作，从而脱扣执行机构160被致动，使相线L2的主触头机构和中性线 L4主触头机构的静触头和动触头相分离。

在断路器的操作过程中，控制器M1通过第一互感器136和第二互感器 134持续监测相线L2和中性线L4的电参数。在断路器100的负载电路出现漏电故障、电弧故障或过压故障等时，控制器M1监测到相线L2和中性线 L4的电参数变化，并判定负载电路出现了漏电故障、电弧故障或过压故障等。此时控制器M1驱动脱扣器142动作，从而脱扣执行机构160被致动，使断路器100的主触头机构170的静触头172和动触头174相分离。在断路器100的负载电路出现短路故障或过载故障等时，磁脱扣器144或双金属热脱扣器146动作，从而脱扣执行机构160被致动，使断路器100的主触头机构170的静触头172和动触头174相分离。

在根据本实用新型的断路器中，通过上述的配置(即包括电源板和控制板的双电路板结构，以及包括第一、第二、第三腔室的三腔室结构)，成功将多种故障保护，例如漏电故障、电弧故障、过压故障、过载故障或短路故障，纳入到窄宽度的断路器中，例如如图所示的18mm宽度的断路器中。此外，根据本实用新型的断路器还包括脱扣指示器，例如LED。断路器100 的控制器M1与脱扣指示器，例如LED相连，从而在断路器发生脱扣时，通过例如驱动LED以预定频率或次数闪烁，向操作人员指示断路器的脱扣故障原因。

图8A示出了图5所示的组合件的分解视图，图8B是图5所示的组合件的局部放大视图。如图所示，控制板132通过卡接件152卡接到脱扣器或支撑脱扣器的支架。卡接件152包括卡勾152a和槽部152b。控制板132包括接合段154，控制板132的接合段154是一段电路板，其宽度与卡接件152 的卡勾152a和槽部152b之间的距离相对应。在组装时，卡接件152卡接控制板132的接合段154，将控制板132连接至脱扣器或支撑脱扣器的支架。具体而言，卡接件152的槽部152b接纳控制板132的接合段154的第一侧边154b，而卡接件152的卡勾152a与控制板132的接合段154的第二侧边 154a卡接，用于使控制板132的接合段154的第一侧边154b抵靠卡接件152 的槽部152b，从而将控制板132牢固地连接至脱扣器或支撑脱扣器的支架。通过这种卡接结构，控制板132与脱扣器或支撑脱扣器的支架之间实现了方便、紧凑和可靠的连接。此外，电源板122与控制板132还通过一个或多个定位柱(图中只示出了一个定位柱，即定位柱156)相互之间保持定位。电源板122与控制板132还通过一个或多个定位柱相对于断路器壳体110定位。

在图示的实施例中，通过将电源板122、控制板132连接至脱扣器140，将电源板122、控制板132和脱扣器140作为一个组合件来进行安装。这样的结构安装方便，同时电源板122和控制板132之间能准确定位，确保其间有足够的电气间隙和爬电距离，保证了断路器的安全性。

在图示的实施例中，示出了电源板122、控制板132与脱扣器之间的特定连接方式。在根据本实用新型的其它实施例中，电源板122、控制板132 与脱扣器之间可以采用任何合适的连接方式。

在上文中公开了根据本实用新型的优选实施例的断路器，然而本实用新型不限于此。在根据本实用新型的一些其它实施例中，可以不包括第一互感器和/或第二互感器，或者电源板和/或控制板上可以不包括开口互缺口来避让第一互感器和/或第二互感器。在如图所示的实施例中，断路器的内部空间被分隔为第一腔室、第二腔室和第三腔室，然而本实用新型不限于此。在根据本实用新型的其它一些实施例中，中性线上可以没有主触头机构，因此断路器的内部空间的第二部分也无需分隔为第二腔室和第三腔室。

在如图所示的实施例中，断路器100是18mm宽的单手柄断路器。在根据本实用新型的其它实施例中，断路器可以是任何合适宽度的断路器，优选是窄宽度的断路器，例如宽度小于36mm的断路器。本实用新型的实施例的控制器可以是任何合适的控制器，比如CPU、MCU、单片机、微处理器等。

以上所述，仅为为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施例，并非用于限定本实用新型的保护范围。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也在本实用新型的保护范围内。

Claims (14)

1.一种断路器，其特征在于包括：

限定内部空间的断路器壳体，所述断路器壳体具有第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁彼此平行，且在所述断路器的宽度方向上彼此间隔开；

设置在所述内部空间内的主线路，所述主线路上连接有主触头机构，所述主触头机构具有接合位置和脱扣位置，在所述主触头机构的接合位置，所述主线路接通，在所述主触头机构的脱扣位置，所述主线路断开；

设置在所述内部空间内的电子模块、脱扣器和脱扣执行机构，所述电子模块与所述脱扣器相连，配置成能驱动所述脱扣器动作，所述脱扣器的动作使所述脱扣执行机构被致动，将所述主触头机构从所述接合位置移动至所述脱扣位置，

其中所述电子模块包括彼此电连接的第一电路板和第二电路板，所述第一电路板和所述第二电路板与所述第一侧壁和所述第二侧壁平行，且所述第一电路板和所述第二电路板彼此相对且间隔开。

2.如权利要求1所述的断路器，其特征在于

所述第一电路板是电源板且所述第二电路板是控制板，

其中所述控制板上设置有控制器和与所述控制器相连的第一互感器，所述主线路包括相线和中性线，所述第一互感器与所述相线耦合。

3.如权利要求2所述的断路器，其特征在于

所述电源板上还设置有与所述第一互感器相对应的开口，所述第一互感器从所述控制板延伸穿过所述电源板上的所述开口，所述第一互感器在所述断路器的所述宽度方向上的尺寸大于所述电源板和所述控制板之间间隔开的距离。

4.如权利要求2所述的断路器，其特征在于

所述控制板上还设置有与所述控制器相连的第二互感器，所述相线和所述中性线从所述第二互感器中穿过。

5.如权利要求4所述的断路器，其特征在于

所述电路板和所述控制板上分别形成有相互对齐的缺口，所述第二互感器设置在所述电路板和所述控制板的所述缺口处，所述第二互感器在所述断路器的所述宽度方向上的尺寸大于所述电源板和所述控制板之间间隔开的距离。

6.如权利要求1-5中任一项所述的断路器，其特征在于

所述主线路在所述第一电路板和所述第二电路板之间穿过。

7.如权利要求2-5中任一项所述的断路器，其特征在于所述断路器壳体包括第一壳体、第二壳体和在所述第一壳体和所述第二壳体之间的间隔件，所述第一壳体包括所述断路器的第一侧壁，所述第二壳体包括所述断路器的第二侧壁，

其中所述间隔件包括沿所述断路器的宽度方向延伸的第一隔壁，所述第一隔壁将所述断路器的内部空间分隔成第一部分和第二部分，所述内部空间的第一部分形成第一腔室，所述电子模块、所述脱扣器和所述脱扣执行机构布置在所述第一腔室内，所述主线路的所述主触头机构布置在所述内部空间的第二部分内。

8.如权利要求7所述的断路器，其特征在于所述间隔件还包括与所述第一侧壁和所述第二侧壁平行的第二隔壁，所述第二隔壁在所述断路器的第一侧壁和所述第二侧壁之间，将所述断路器的内部空间的第二部分分隔为第二腔室和第三腔室，所述相线的主触头机构设置在所述第二腔室内，所述中性线的主触头机构设置在所述第三腔室内。

9.如权利要求1-5中任一项所述的断路器，其特征在于

所述断路器还包括磁脱扣器和/或双金属热脱扣器。

10.如权利要求1-5中任一项所述的断路器，其特征在于所述断路器的宽度为18mm。

11.如权利要求1-5中任一项所述的断路器，其特征在于所述电子模块还包括设置在所述第二电路板上的无线通信模块。

12.如权利要求1-5中任一项所述的断路器，其特征在于所述断路器还包括与所述电子模块连接的脱扣指示器。

13.如权利要求1-5中任一项所述的断路器，其特征在于所述断路器还包括支撑所述脱扣器和/或所述脱扣执行机构的支架，所述第一电路板和/或所述第二电路板连接至所述支架。

14.如权利要求1-5中任一项所述的断路器，其特征在于，所述第一电路板和所述第二电路板通过柔性电路板连接。

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