变电站红外温度在线监测系统
红外成像测温技术在变电站中的应用研究
红外成像测温技术在变电站中的应用研究文章对红外测温技术进行介绍，在分析其原理和特点的基础上，研究红外测温技术在变电站中的应用情况和在故障诊断时的注意事项，以供参考。
标签：红外成像测温技术；变电站；应用1引言变电站是电力系统中的供配电枢纽，起到电压升降以及电力分配等重要作用，在目前我国用电负荷不断增加以及对电力供应稳定性要求逐渐提高的背景下，变电站的稳定运行对电力系统的作用也越来越重要。
而且近年来随着电力相关技术的快速发展，变电站在不断应用新技术和新设备的形势下逐渐向智能化和自动化方向发展，智能变电站也成为目前变电站的主要发展趋势，无人值守模式正在普及并且向无人值班模式过渡发展。
其中对于无人值守模式来说，其最重要的技术支持就是状态监测技术，通过状态检测技术可以实时掌握电力系统的运行状况，对系统运行中的设备故障隐患进行预测和诊断，从而可以制定检修策略来对隐患进行排除以确保电力系统的稳定运行。
在电力系统运行过程中的常见故障就是设备发热以及发热所引起的一系列故障，其主要的状态检测方法就是红外测温技术，下面就对红外成像测温技术在变电站中的应用进行详细分析和研究。
2红外测温技术概述2.1红外测温技术的原理大自然中的任何物体在常规环境下都会不停地向外辐射红热外能力，而且物体中原子远动越激烈其放出的红外辐射能量就越高，红外测温技术就是利用物体的这一原理，通过相应技术对物体所辐射出的红外热能量进行测量，这样就可以对物体表面的温度实时变化情况进行掌握。
目前针对物体的红外测温设备主要有红外热像仪、红外热电视以及红外测温仪等。
其中红外热像仪就是对物体表面所辐射出的红外热能量进行测量之后，通过图像的形式进行表示，而且对于不同的红外热能量所代表的不同温度通过不同的颜色进行代表。
红外热电视其实也是红外热像仪中的一种，就是利用物体所辐射出的红外热能量通过热释电摄像管进行接收，然后将所测量物体表面上的热辐射分布的不可见热图像转变为视频信号，然后通过显示屏显示的方式进行表示。
探讨红外线成像测温技术在变电站设备中的应用
探讨红外线成像测温技术在变电站设备中的应用发布时间：2021-11-11T06:10:59.120Z 来源：《防护工程》2021年23期作者：李金霞[导读] 红外成像技术测量电力设备辐射的红外能量，并将其转化为温度信息。
国网山西省电力公司忻州供电公司山西忻州 034000摘要：变电站在电网工作中起着承上启下的作用，对电网的安全运行具有重要价值。
在对变电站设备进行巡查的过程中，工作人员一般表面上听、看，但肉眼无法清楚观察到细节；另外，一些发热的设备可以用手触摸，但由于设备的一部分是导电的，所以不能用手去触摸；部门内制造噪音的设备的工作人员可以用耳朵听，但只是用耳朵听不会发现一些特殊问题。
关键词：红外线成像测温技术；变电站设备；应用引言红外成像技术测量电力设备辐射的红外能量，并将其转化为温度信息。
同时，系统对温度信息进行处理，再以图像和视频信号直观显示被测设备的温度信号，最终通过电力设备监控标准，快速实时判断设备运行状态。
利用红外成像技术在线监测电力设备运行状态，具有测量准确、监测效率高、夜间诊断等优点。
1红外热成像仪的工作原理以及功能特点1.1工作原理红外热像仪主要是利用红外热成像技术对检测到的目标物体进行红外辐射，然后利用Principality信号处理方法将目标物体的温度分布图转换成视频图像。
红外热像仪可以清晰地探测到目标本身，进而获得不同的红外图像。
工作人员可以观察图像的温度分布点，从中发现异常，起到预防和维护的作用。
1.2功能特点红外热像仪具有以下特点：一是分辨率高；二、快速测温；三、稳定可靠；四、不受电磁干扰；五、存储信息和处理信息非常方便。
由于红外热像仪具有将目标物体转换成热像的特点，通过调节红外热像仪的发射率参数和温标参数，可以快速检测被测物体的表面加热温度，从而清楚地了解目标物体的热量损失部分，进而判断目标物体的健康状况。
红外热像仪具有定量测量和定性成像的功能，同时还具有高空间分辨率和高温度分辨率的特点。
一种智能变电站环境温湿度在线监测系统
新风ꎮ
据ꎬ告警信息上传到汇总管理机ꎮ
(５) 事故油池液面检测ꎮ 通过对事故油池中液
面位置及水中油含量连续检测ꎬ若油池溢出的积水
含有绝缘油ꎬ进行预警ꎬ防止变压器油站外环境污
染ꎮ
图 ２ 环境温湿度在线监控安装位置示意
(６) 设备噪音检测及预警ꎮ 在设备生产区安装
墙面上安装红外探头ꎬ对准高压开关柜后部发热较
３ 构建新型变电站温湿度环境综合控制系
统
是日常运维管理中无法直接巡视的部位 [３ － ４] ꎮ
３ １ 总体系统架构
检开关柜ꎬ普遍采用手持红外测温仪ꎬ对开关柜进行
包含电缆沟温湿度监控、开关柜温湿度、主控室温湿
(２) 开关柜内设备无法测温ꎮ 目前运维人员巡
通过设计一种室内环境温湿度在线监控系统ꎬ
发出视听告警、远程智能温湿度控制、电缆沟烟雾告
警及火灾预判、开关柜接头发热预判、油池油位溢
出、噪音预警、汛期给排水联动控制、故障传感器电
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３３
« 电气开关» (２０２２. Ｎｏ. ４)
子界面显示等ꎮ
相邻电容器的温度进行横向比对ꎬ来判断电容器及
３ ４ 在线监控信息平台
变电站温湿度智能控制系统配置了主控单元和
执行单元做为系统的核心模块和操作模块ꎬ综合控
制空调、除湿机、排风机、电动窗、循环风机、排水泵
等环境调整设备ꎬ确保高压室、主控室、站用变室、电
容器室等室内的环境在设定范围内ꎮ
３ ５ 智能手机远程监控
温湿度智能控制系统支持通过无线网络ꎬ将环
中图分类号:ＴＭ９３ 文献标识码:Ｂ
Ａ Ｋｉｎｄ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｈｕｍｉｔｕｒｅ Ｏｎｌｉｎｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
电气设备过温红外远程在线监测系统在变电站的应用
ＡｂｔａｔＴ ｌ ｎｓｔｅｏｊ ｔ ｆ ｎ ｒ ｔ ｎｚ ｎ ｎｅｉｅｃ ａａｅ ｅｔ ｆ ｎｅｉ ｎ ｇ ｄ ｔｅｓｌｔ ｎｏ ｓｒｃ ：ｏｉ ｅ ｔ ｈ ｂｅ ｆ ｍａｏ ｉ ａｄｉｔ ｌ ｎｅｍ ｎｇｍ ｎ ｏ ｔ ｌｅ ｔ ｒ ， ｏ ｉ ｆ ｍｐ ｍｅ ｃ ｏ ｉｏ ｉ ｅ ｌｇ ｉ ｌｇ ｉ ｈ ｕｏ
ｔｎ ｅ ｕ ｓａｉｎａ ｄ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｏ ｂｅ ｔｔｍｐ ｒｔｒ ａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｃａｅ ｒｐ ｒ． ｒ ｇｏ ｅａｉｎ，ｈ ｙｔｍ ｌｒ ｅ ｄ ｄ ｓ ｂｔｔ ｎ ｎｔｉ ｆｏ ｊｃ ｅ ｅ ａｕｅ，ｎ ｌｓｓ ｎ ｒｔ ｅ ｏｔ Ｄｕ ｎ ｐ ｒｔ ｏ ｏｎ ｉ ｏ ｔｅｓ ｓ ｅ ａｅｔ
第４ ０卷 第 １ 期 １ ２１ ００年 １ １月
激 光 与 红 外
Ｌ ＡＳＥＲ ＆ Ｉ ＲＡＲＥＤ ＮＦ
Ｖｏ． ０． １ ４ Ｎｏ． １ １
Ｎ ｖ ｍｂ ｒ ２ １ ｏ ｅ ｅ ，０ ０
文章编号： ０ － ７ （００ １－ １－ １ １ ０８ ２ １）１ ２１ ４ ０ ５ １ ０
１ 引 言
段 ＿ ｊ所 以 ， １ ， 电力 设备 运行 状 态检测 和在 线 远程 监
测在 电力 安全 生产 中始 终起 着重 要 的作用 。
电力 系统很 早 就将 热像 仪运 用于 设备 的安 全检 修上 ， 通过 其对 电气 设备 和线 路 的热缺 陷进 行探 测 ， 如变压 器 、 套管 、 断路 器 、 闸 、 刀 互感 器 、 电力 电容 器 、 避雷器 、 电力 电缆 、 线 、 线 、 合 电 器 、 缘 子 串 、 母 导 组 绝 低 压电器 以及 具有 电流 、 电压致热 效应或 其他致 热 效 应 设备 的二次 回路等 ， 这对 于及 时发现 、 处理 、 预防 重 大事 故的发生 可 以起到非 常关键 而有 效 的作用 。
变电运行中的红外测温技术
变电运行中的红外测温技术摘要：红外热像仪具有普查效率高、检测灵敏可靠、不停电、安全性好等优点，可以清楚地显示故障部位和故障的严重程度，能够进行设备缺陷热分布场的分析，比传统的预防性试验更能有效地检测出与运行电压、负荷电流有关的设备缺陷。
目前，电力系统都在由计划检修向状态检修过渡，红外诊断技术可以为状态检修提供有利的科学依据。
本文针对红外测温技术在变电运维中的应用进行了详细分析。
关键词：红外测温技术；变电运维一、红外测温技术在变电运维中的应用（一）日常检修变电运维属于电力工作的重要组成部分，主要工作内容包括变电站的运行维护、道闸操作、事故以及异常处理、设备巡视等运维工作。
现阶段的变电运维工作由于是长期性的，在运维过程中会出现电压电流瞬间变化的情况。
因此设备的老化和损坏程度就比较明显，这也为运维工作带来了相应的难度。
为了提高运维工作的效率和安全性，就需要借助红外测温技术的应用，减少电力资源的浪费。
红外测温技术在日常检修中的应用，首先需要明确检修目标，包括线路、变压器和变压箱等。
变压器属于电力运维的核心设备，在其运行中，会受到电力作用，进而导致温度上升，这时就可以采用红外测温技术对温度进行检测。
在检测中，可以根据变压器表面的温度以及变化情况，与正常标准进行对比。
如果差距较小，则表明变压器的功能、结构正常；如果差距较大，则表明变压器存在内部电阻过大、金属结构锈蚀或者短路等情况。
当变压器内部存在以上情况时，则表明变压器存在故障，然后再次利用红外测温技术进行具体部位的故障检修。
（二）故障检修随着人们对电力资源的需求量在不断增加，电力工程的负荷承载力也在不断增加，因此变电运维的难度也在不断增加。
因此将红外测温技术运用到故障检修中，可以提高故障检修的效率和速度，准确、及时地收集有关信息并进行分析，找出故障源和故障点。
变压器是电力核心设备，在故障检修中，就可以采用红外测温技术。
虽然变压器的故障类型可以分为很多种，但是都会引起变压器表面温度的上升。
220kV变电站变电设备综合在线监测系统可行性分析
艾湖220kV变电站变电设备在线监测可行性分析江西省电力科学研究院南昌供电公司武汉慧测电力科技有限公司2013年3月目录1 工程概述 (4)1.1 编制依据 (4)1.2 工程现状 (5)1.2.1 江西电网在线监测概况 (5)1.2.2 艾湖变在线监测概况 (6)1.2.3 项目必要性 (6)1.3 预期目标 (7)2 项目技术方案 (10)2.1 基本情况 (10)2.1.1 公司简介 (10)2.1.2 科学技术鉴定结论 (10)2.1.3 技术成果情况 (11)2.2 系统简介 (11)2.2.1 系统概述 (11)2.2.2 容性设备、避雷器在线监测 (14)2.2.3 HC系列金属氧化物避雷器在线监测 (16)2.2.4 变压器油中溶解气体在线监测 (17)2.2.5 HC系列铁芯接地电流在线监测 (19)2.2.6 无线断路器在线监测 (19)2.2.7 HC系列数字型SF6气体在线监测 (20)2.2.8 无线温度在线监测 (22)2.2.9 HCDL型变电设备IED (24)2.2.10 管理分析软件 (24)3 项目实施方案 (27)3.1 项目计划周期 (27)3.2 项目承担单位 (27)3.3 系统实施的主要任务 (27)3.4 安全措施 (28)3.5 项目实施明细 (29)4 项目预算.................................................................................. 错误！未定义书签。
4.1 整体预算表................................................................... 错误！未定义书签。
4.2 分项预算表 (31)1.1 编制依据结合变电站设备实际运行情况，主要依据以下规程及文件：✧Q/GDW168-2008 《输变电设备状态检修试验规程》✧Q/GDW240-2008 《输变电设备在线监测系统技术导则》✧GB1208 电流互感器✧GB311.1 高压输变电设备的绝缘配合✧GB50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准✧GB/T4109 高压套管技术条件✧DL727 互感器运行检修导则✧GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准✧GB/T 11022 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求✧GB11032－2000 交流无间隙金属氧化物避雷器✧DL/T727-2000 互感器运行检修导则✧DL/T486-1996 交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件✧DL/T804－2002 交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则✧DL/T 402 高压交流断路器订货技术条件✧DL/T 593 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求✧国家电网公司 [2008]269 号《输变电设备状态检修管理规定》✧国家电网公司《110（66）kV～500kV互感器检修规范》✧国家电网公司《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》✧国家电网公司 [2006]512 号《变电站运行管理规范》✧国家电网公司电力安全工作规程（试行）及编制说明✧国家电网公司《交流高压断路器检修规范》✧国家电网公司《交流高压隔离开关检修规范》1.2.1 江西电网在线监测概况近年来在推广状态检修的大背景下，国内的输变电设备在线监测技术发展势头有增无减，无论是在线监测应用的规模还是在线监测技术水平，与国外相比都不逊色，但目前江西省电网变电设备在线监测系统主要还是以单一监测类型为主，没有形成统一的站级状态监测系统，具体情况如下：1）主变油色谱监测江西省电力公司从2002年前后开始摸索主变油色谱在线监测装置的使用，到目前为止陆续已经安装了36套主变油色谱在线监测装置。
智能变电站断路器在线监测系统的设计 闵洁
智能变电站断路器在线监测系统的设计闵洁摘要：主要介绍了一种智能变电站断路器的在线监测系统，通过对总体设计通信部分设计和软硬件设计进行深入分析，进一步了解了对断路器的机械特性，动态电阻和触头寿命的在线实时监测过程为其提供行之有效的可行性建议。
关键词：断路器；变电站；监测系统1 引言：作为变电站电力系统的重要设备，断路器既需要控制电路的平稳运行，同时也起到一定的保护作用，确保整个变电站的供电质量。
因此，对变电站断路器的在线监测就显得尤为重要。
伴随着微电子技术、传感器技术以及现代通信技术的发展，加速了智能变电站断路器在线监测系统的研发进度。
现阶段，断路器在线监测系统可以通过高灵敏度的传感器长期进行在线监测，通过采集数据信息，监测断路器各个功能部件的运行状态，对于故障问题能够及时发现，并采取有效解决措施，避免造成严重事故。
2 在线监测和智能诊断技术简介一次设备的绝缘老化的发展具有统计性，速度难以预测，大多有一定的发展期。
前期表现为设备的物理，化学，电气等特性变化的征兆，通过对获取的信息进行分析和处理，可对设备的可靠性做出预测和判断，从而及早发现潜在的故障，为设备的检修提供依据。
目前，国网提出了建设以信息化，数字化，自动化，互动化为基本技术特征的坚强智能电网，在变电环节要求建设智能变电站，需要安装智能化设备，这都对变电站设备的选择，数据的采集，通信，分析，和控制环节提出了智能化的要求。
智能化设备要求具有信息就地处理能力，并可实现对设备健康状况的自我检查。
智能变电站一次设备的在线监测和诊断技术通过安装传感器对设备的实时状态进行数据采集，分析，并进行设备的安全评估和故障诊断。
目的是为了实现变电站智能化及无人值班3 断路器的主要特性断路器主要是指可以接通或分断电流的开关电器。
通常分为开启式断路器和塑壳式断路器两大类，前者是指触头在大气压力的空气中断开和闭合的断路器，后者则是具有一个用模压绝缘材料制成的外壳，作为断路器的整体部件。
变电站红外温度在线监测系统课件
系统具有较强的容错性
系统具有对站端设备远程配置、远程维 护、远程启动的能力
远程控制
远程监控中心可远程控制红外监控设备 报警信息、报警图片远程查询 自动巡航位置、时间、设备信息远程知悉
网络浏览
系统可支持WEB浏览：实时预览、录像回
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21
行业应用示例
煤炭
热力管道
煤垛可见光图像
煤垛红外热图
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7
智能化变电站测温系统
智能化变电站测温系统需求 无人值守 环境偏远、恶劣 供电系统工作效率亟待提高 电力故障多伴随发热故障 故障数据需存储 排检故障依据 数据传输及时有效
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8
红外测温系统的优势
红外测温系统优势 非接触式测温 不干扰被测温度场 不受被测温度场影响 测量精度高 测量范围广 响应速度快 灵敏度高 不停电、不解体、不取样、更安全
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9
红外在线监测系统 VS 手持式热像仪
工作方式 监测范围 测温精度 数据存储 远程控制
24小时智能无休运行 360°全方位多点监测 高（可进行软件算法补偿） 多形式智能保存历史、报警数据
支持
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人工手动操作 单点 普通
仅支持抓图、录像功能 无
10
变电站设备红外温度在线监测系统
HgCdTe
n+
HgCdTe
n+
红外热成像
学习交流PPT
红外线照射 HgCdTe
n+
HgCdTe
n+
硅片感应电路 5
红外热成像系统介绍
红外光学镜片组
红外镜头
红外探测器芯片
红外机芯组件
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红外测温系统的优势
红外测温系统优势 非接触式测温 不干扰被测温度场 不受被测温度场影响 测量精度高 测量范围广 响应速度快 灵敏度高 不停电、不解体、不取样、更安全
红外在线监测系统 VS 手持式热像仪
工作方式 监测范围 测温精度 数据存储 远程控制
24小时智能无休运行 360°全方位多点监测 高（可进行软件算法补偿） 多形式智能保存历史、报警数据 支持
变电站设备红外温度在线监测系统
红外热成像技术基本概况介绍
红外热像应用-军用
单兵夜视
舰载红外
车载红外
枪械瞄准
红外制导
机载红外
卫星红外制导
空天监测
红外热成像技术基本概况介绍
红外热像应用-民用
电力监测
交通监控
车载夜视
空间探索
人体测温
工业检测
环境监测
建筑检测
红外热成像技术原理
红外热像原理
(nm)
0.75
n+
n+
n+
红外热成像
HgCdTe
n+
硅片感应电路
红外热成像系统介绍
红外探测器芯片 红外光学镜片组 红外镜头 红外机芯组件 红外视频处理模块
红外光学镜头内部结构
红外热成像系统 图像显示设备
红外热成像系统构成图
红外测温在电力设备障检测中的广泛应用
智能化变电站测温系统
智能化变电站测温系统需求 无人值守 环境偏远、恶劣 供电系统工作效率亟待提高 电力故障多伴随发热故障 故障数据需存储 排检故障依据 数据传输及时有效
人工手动操作 单点 普通 仅支持抓图、录像功能 无
变电站设备红外温度在线监测系统
LBHW-08G变电站设备红外温度在线监测系 统，提供户外变电站恶劣环境下的无人值守 在线智能监控(7x24小时)解决方案。集成红 外探测,配置超低照度的高清可见光网络相机 及360°全景监测范围高速云台，同时配合强 大的监控软件平台及红外分析软件，及时预 警电力设备的热故障，保障运行安全。
变电站设备红外温度在线监测系统组成
前端机头系统
网络传输系统
监控管理系统
前端机头成像系统组成
出线简洁、安装方便 出线：220V带屏蔽电源电缆 标准RJ45超五类网线 360°全景范围监控 红外、可见光双路实时全数字输出
监控中心管理系统组成
本地监控中心（服务器端）
客 户 端 数 据 处 理 中 心
系统功能
实时图像监控
机头系统与本地监控中心之间可见光、红外双路视频实时传输 监控中心可实时监测同一变电站多个前端机头系统（1~4台），实现一屏多路显示 本地监控中心与远程监控中心之间双路视频实时压缩传输。 低带宽视频实时传输（小于等于2Mbps）
实时测温
先进独特的前端测温技术 红外图像每个像素点的温度数据实时无损耗无压缩传至本地监控 中心，可供本地监控中心软件进行实时点、线、面测温。
红外线
1000 (µm)
近红外线 中红外 线 0.75~3 3~40
远红外线 40~1000 (µm)
发热源产生的红外线被探测器接收
表面红外线感应
硅片感应电路
红外热成像技术原理
红外热像原理
红外线照射
红外线增强 时电子数量 增多，从而 改变像素灰 度形成红外 图像
HgCdTe
HgCdTe
HgCdTe
远程监控中心（客户端）
服 务 器 端 数 据 处 理 中 心
局域网
远 程 监 视 端
常规配置： 服务器（工控机PC） 视频管理设备： 硬盘录像机 报警设备：报警短信猫，声光报警器等 电源控制设备等 可设置在被监测现场的本地控制室内。
用 户 大 型 数 据 平 台
电视墙、画面分割
监控中心管理系统组成
图像最高温度点自动追踪并实时显示
温度信息自动追踪显示
鼠标取点测温对图像上任意位置进行温度提取和显示 预置方框内最高温度自动追踪和实时显示
系统功能
自动巡航及巡航方案用户自定义
遍历预置位
图像分割：分对象监测
系统功能
自动巡航及巡航方案用户自定义
巡航方案自定义
系统功能
超温预警
设备超温温限分对象设定
巡航时智能判断超温预警
本地监控中心软件（服务器端）
本地监控中心计算机通过本公司自 行开发的一级服务器端监控软件， 对被测目标进行实时控制、实时分 析、实时超温自动报警、实时信息 存储、历史温度报表查看及变化曲 线分析等操作管理。
监控中心管理系统组成
远程监控中心软件（客户端）
远程监控中心硬件系统主要由系统 服务器(计算机)、网络接口设备、 存储打印设备等组成，可位于主控 中心和区域监控中心，通过本公司 自行开发的二级客户端监控软件， 对多一级服务器监测点（如多个变 电站站点）进行远端遥控和管理。 包括：实时监测站点所有视频及温 度信息、控制前端机头设备、实时 报警响应等
多种实时报警联动方式
本地监控中心报警列表显示 本地监控pc声音报警 本地监控中心短信报警 远程实时声光报警
系统功能
数据存储
双路视频录放像
设备信息永久存储于数据库
远程控制
远程监控中心可远程控制红外监控设备 报警信息、报警图片远程查询
自动巡航位置、时间、设备信息远程知悉
历史设备温度信息存储数据库
报警信息、报警图片存储数据库
手动抓图图片存储本地监控中心硬盘
系统管理
系统具有较强的容错性 系统具有对站端设备远程配置、远程 维护、远程启动的能力
网络浏览
系统可支持WEB浏览：实时预览、录像回放
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煤垛红外热图
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