架空输电线路故障诊断及故障点定位
探析10kV配电线路断线故障检测与定位
探析10kV配电线路断线故障检测与定位发布时间：2022-03-17T08:24:06.359Z 来源：《中国电业》2021年23期作者：盛况夏建彬黄勇[导读] 10kV配电网无特殊接地故障保护措施，支线多，接地故障引起的电流变化小盛况夏建彬黄勇国网浙江长兴供电有限公司浙江湖州 313100摘要：10kV配电网无特殊接地故障保护措施，支线多，接地故障引起的电流变化小，在馈线头难以检测和发现。
因此，10kV配电网的支路故障在实际中无法及时、准确地检测出来。
配电网支路故障的快速准确诊断和定位，对于保证电网运行的稳定性具有重要意义。
目前，10kV配电网支路故障诊断的数学方法很多，但存在着信息冗余、关键信息难以识别等问题。
决策树方法以其路径优化、定位准确的优点，在10kV配电网支路故障诊断中得到了广泛的应用。
关键词：10kV配电线路；断线故障；检测；定位1 10kV配电线路断线故障原因分析1随着工程建设数量和规模的增加，外力破坏引起的线路断裂可能对施工区域周围10kV配电线路造成损坏。
大型设备在施工过程中，一旦长时间超过额定值，很容易引起配电线路部分区域的故障。
这会影响整个配电网的正常运行。
此外，在工程建设过程中，如果某些设备运行不规范，不符合标准，也可能发生环线故障。
2.电气原因引起的断线故障主要集中在短路后受大电流影响而烧毁导线，或绝缘导线受强电场影响而断裂的情况。
3、受天气等自然条件的影响，雷电多发区配电线路容易发生断线事故。
10kV配电线路一旦受到雷击，容易在绝缘区和横担处产生放电条件，产生较大的电弧，引起线路击穿。
4.受线路老化影响，部分配电线路运行时间较长、过旧或瓷横臂断裂，容易造成10kV配电线路断裂。
510kV配电线路因施工质量影响、线路施工质量差、运行管理存在问题，将导致线路故障。
2 配电网断线故障监测系统2.1系统建设技术目标利用配电网线路故障监测系统，可以实现对配电网典型线路故障的分析和定位。
输电线路故障定位技术的研究与应用
输电线路故障定位技术的研究与应用一、背景介绍输电线路作为能源传输的关键环节，在日常生产中承载着重要的作用。
然而，尽管我们对它进行精确设计和周密布置，线路故障仍时有发生。
由于电力输送带来的热力和电磁影响，输电线路经常暴露在极端环境下，在此情况下，比如线路受力不均衡导致的命令、灾害性天气和各种动植物的破坏，导致线路故障的概率大大增加。
对线路故障的定位技术的研究和应用，是保障电网安全、节约能源、满足人们生产生活使用需求的重要手段。
二、输电线路故障定位技术的分类目前，常见的输电线路故障定位技术分为以下两类：1. 传统的基于测量方法的检修与维修技术这类技术是传统的、被广泛使用的定位技术，它们的基本原理是通过测量得到被动和主动信号，来判断线路是否工作正常。
这些被动或主动信号包括高阻、低阻、自感、互感信号、故障电流、故障电压等等。
这些信号与物理参数之间的相互关系，可以通过测量来估计线路状态，并找出故障点。
这些测量方法包括：故障定位阻抗法、电磁波故障定位法、故障电压比较法、故障电流切比较法等等。
这类技术的优点是技术比较成熟，实现简单，可靠性好，但缺点是精度较低，精细的故障点无法准确定位，所以在检修中比较有限。
2. 基于计算机技术的高精度故障定位技术随着计算机技术的不断发展，计算机技术已经成为电力系统的重要辅助手段，在电力系统的故障诊断与定位方面，计算机技术的应用也日益增多。
此类技术的主要思想是通过传感器和数据采集设备获取目标信号，并将其转化为高精度的数字量，利用数学模型，在线路和系统等级上自动执行科学的数据处理和分析算法，精确定位故障点。
这类技术包括：人工智能算法、神经网络算法、遗传算法、模糊综合评估算法、模型预测控制算法、小波变换等等。
这类技术优点是精度高，无需人工干预，可靠且高效。
三、输电线路故障定位技术的应用如今，随着传感器技术、通信技术的快速发展，输电线路故障定位技术的应用被广泛关注，取得了显著的成效。
输电线路故障处理及其防范策略信息化分析
输电线路故障处理及其防范策略信息化分析输电线路故障是电力系统运行中常见的问题，一旦发生故障，不仅会影响电力系统的正常运行，还会给社会生产和人民的生活带来不便。
因此，对于输电线路故障的处理和预防是电力系统运行的关键问题。
本文将从信息化角度分析输电线路故障处理及其防范策略。
一、输电线路故障处理输电线路故障的处理可以分为故障诊断、故障定位和故障修复三个步骤。
1.故障诊断故障诊断是指找出导致线路出现故障的原因，对于线路故障的诊断需要依靠故障报告、巡视和监测等手段，结合现场调查和分析，找出故障的根本原因和范围。
在信息化时代，可以利用大数据分析方法对故障数据进行分析和挖掘，通过对多维数据的比对和模型分析，找出故障发生的规律和影响因素，以便更好地进行故障诊断和处理。
2.故障定位故障定位是指确定线路故障的具体位置，通常采用逐级排除的方法，通过对线路逐级隔离和试验，逐渐缩小故障的范围，最终确定故障位置。
在信息化时代，可以利用智能化监测和控制系统对输电线路进行实时监测，通过数据分析和模型预测，提前发现线路故障并进行定位，缩短故障处理时间，降低停电时间和损失。
3.故障修复故障修复是指对线路故障进行维修和恢复运行，通常需要依靠专业的维修人员和设备，对故障设备进行检修和更换，以便确保线路的正常运行。
在信息化时代，可以利用云计算、人工智能和物联网等技术手段，对设备运行状态进行监测和预测，提前发现设备故障并进行修复，避免设备因长时间运行而出现故障，降低故障率和成本。
除了对输电线路故障进行及时处理外，还需要制定科学合理的防范策略，以减少故障发生的可能性。
1.加强巡视和监测加强对输电线路的巡视和监测，及时发现线路存在的安全隐患和故障风险，采取有效措施进行预防和处理。
在信息化时代，可以利用无人机和智能化传感器等技术手段，对输电线路进行高效、全面、实时的监测，提高故障预警和处理的准确性和效率。
2.完善设备管理加强对输电线路设备的管理，建立健全的设备档案和管理制度，加强维修保养和设备更新，降低设备故障率和维修成本。
《输电线路故障诊断》课件
这份PPT课件将带您深入了解输电线路故障诊断的关键知识。从目的、原理、 类型、方法和步骤到工具和设备，让您掌握一切。
为什么需要输电线路故障诊断？
1 确保电力供应
2 提高安全性
诊断故障可以帮助我们及 时发现和修复线路问题， 保证持续稳定的电力供应。
及早发现故障可以避免潜 在的安全风险，保护人员 和设备的安全。
通过线路电压波形分析发现突变，进一步测量找 到断线位置。
课程总结和结论
内容丰富
在本PPT中，我们详细介绍了输 电线路故障诊断的各个方面， 让您对该领域有全面的了解。
提高能力
通过学习与实例分析，您将提 高故障诊断技能，更好地处理 线路故障。
应用广泛
输电线路故障诊断是电力行业 的核心内容，掌握诊断技术有 广阔的应用前景。
感谢您参与本次《输电线路故障诊断》的学习，希望您能在实践中充分运用所学知识，取得很好的成果。
3 减少停电时间
通过快速而准确地诊断故 障，我们可以缩短停电时 间，减少不必要的损失和 不便。
输电线路故障诊断的基本原理
1 电气特性分析
通过测量和分析电流、电压和阻抗等电气特 性来识别故障类型。
2 故障信号处理
使用信号处理技术对采集到的故障信号进行 分析和处理，以确定故障的位置和性质。
3 数据模型建立
建立故障模型，将采集到的数据与模型进行 比较，以诊断故障。
4 故障定位和诊断
根据分析结果，确定故障位置，并进一步诊 断故障的原因。
常见的输电线路故障类型
短路故障
电流直接从一点流到另一点，造成线路过载。
接地故障
线路与大地发生接触，电流通过地面流动。
断线故障
架空输电线路监测诊断与故障定位技术
架空输电线路监测诊断与故障定位技术随着电网发展，输电线路监测、诊断和故障定位技术变得愈发重要。
在实际输电线路运行中，由于自然灾害、人为操作、设备老化等原因，输电线路经常发生各种故障。
由于输电线路数量巨大，监测、诊断和定位故障十分费时费力。
因此，开展架空输电线路监测、诊断和故障定位技术研究，能够提高输电线路的可靠性和经济性。
传统的输电线路监测技术主要包括手动巡检和定期检测。
这些方法的缺点是比较低效，且在发生故障时效率较低。
随着物联网技术和无线通信技术的发展，越来越多的架空输电线路监测技术被提出，其中主要的技术包括故障特征监测、故障诊断和故障定位。
故障特征监测技术主要基于传感器技术。
传感器可以感知输电线路上的各种参数，比如电流、电压、温度和湿度等。
通过监测这些参数的变化，可以发现输电线路存在的故障和问题。
传感器监测技术主要分为有线和无线两类。
有线监测技术主要采用串行通信和CAN总线通信等技术，具有可靠性高、稳定性好的特点。
无线监测技术则主要采用无线传感器网络（WSN）和移动传感器网络（MANET）等技术，具有灵活性高、安装和移动成本低的特点。
故障诊断技术是一种辅助决策技术，能够帮助工作人员快速确定故障原因。
常用的故障诊断技术包括人工智能技术、机器学习技术和模型法技术。
人工智能技术中，基于神经网络和支持向量机的方法被广泛应用。
模型法技术主要利用输电线路各元件的物理模型进行分析和诊断。
通过对故障现象的特征提取和分析，可以挖掘出故障的潜在原因，从而实现精准诊断。
故障定位技术是指当遇到故障时，能够快速准确地定位故障位置的技术。
常用的故障定位技术有距离保护、读数减数法和全波形反演等。
其中距离保护技术是最常用的一种。
该技术用于定位故障点到该故障点所在线路的两个端点的距离。
读数减数法是在两个测量点上获取的电压和电流数据，通过电阻和电抗的差值计算出故障点的位置。
全波形反演技术则借助大数据技术，通过收集大量测试数据，运用复杂的算法进行分析，并根据这些数据画出故障位置图。
架空输电线路常见故障类型及其特点
架空输电线路常见故障类型及其特点架空输电线路是电力体系与输电网络的主要组成，其担当着大部分的工业与生活输电任务，也是电力体系中最简单发生故障的部分。
其常见故障依照性质划分，主要分为瞬时类故障与永久类故障，其中瞬时类故障主要有雷电过电压引发的闪络与鸟类所导致的短路等，永久性故障多是由于气候或设备本身等缘由引起的，如冰雪类天气或线路老化等所引发的瞬时过电压击穿输电线路绝缘装置，设备安装、风暴、地震等引发的输电线路永久性短路等问题。
依照其详细类区分，可以分为横向与纵向故障，其中横向故障主要为单相、两相与三相短路，纵向故障主要有一相与两相断线问题，这些故障极易引发输电线路消失跳闸等事故，因此需要在发生故障的第一时间找出其故障缘由，有针对性的解决问题，或提前针对某项故障做好预防措施。
1.鸟类危害的特征鸟类会常常降落在架空输电线路上进行休憩，但其对输电线路也是存在危害的，其危害主要来自于筑巢、飞行以及鸟粪等造成的闪络。
鸟类在输电线路上所筑巢穴的材料多为树枝，树枝在干燥的天气中对线路的影响不大，一旦遇到阴雨天气，巢穴极易被风吹落到导线或绝缘子上，简单造成架空输电线路接地短路事故，严峻的可能会消失烧断导地线等事故；且鸟类飞行期间其叼着的树枝等物体也简单降落到输电线路上，一旦这些物体降落在绝缘子均压环或杆塔与导线绝缘之间的缝隙时，极易形成线路故障，而其鸟粪落在杆塔横担上时，会造成线路绝缘子的污染，遇到潮湿的天气或者是大雾天气时会极易产生闪络事故。
2.雷电击打形成的跳闸雷电天气击打架空输电线路极易在线路内部形成过电压，此过电压由于源自电力体系外部，也被称之为外部过电压，通常分为感应与直接雷过电压两种，过电压最易导致线路内部消失闪络与跳闸现象，而雷击闪络放电主要是由跳闸引起的，会在输电线路绝缘子表面形成较为明显的放电痕迹，通常来说，绝缘子受到雷击与放电的影响后，会发生铁件熔化的现象，其瓷质材料表面会有烧伤脱落的状况，玻璃材质的原件将直接形成网状裂纹。
架空输电线路状态检修分析
架空输电线路状态检修分析架空输电线路是电力输送的重要组成部分，对于确保电网的正常运行至关重要。
由于架空输电线路长时间受到风吹日晒、温度变化、雷电等自然环境因素的影响，可能产生各种故障，严重影响输电线路的安全和稳定性。
对架空输电线路进行定期的状态检修分析显得尤为重要。
1.保障输电线路的安全稳定运行架空输电线路作为电网的重要组成部分，一旦出现故障，将会直接影响到电网的供电能力，甚至导致大面积停电。
通过状态检修分析可以及时发现和排除潜在的故障隐患，保障输电线路的安全稳定运行。
2.延长输电线路的使用寿命定期进行状态检修分析，可以及时发现架空输电线路在使用过程中受到的各种破坏和损坏，并及时进行修复和保养，从而有效延长输电线路的使用寿命，减少电网建设和维护成本。
3.提高输电线路的运行效率通过检修分析，可以找出输电线路中存在的问题和隐患，及时进行维护和修复，避免由于输电线路故障带来的停电和电能损失，提高输电线路的运行效率。
1.巡视检查定期进行架空输电线路的巡视检查，包括对输电塔、导线、绝缘子等设备的外观和结构进行检查，发现存在的问题和隐患。
可以通过红外线热像仪对输电线路的热态进行检测，及时发现导线或接头存在的异常情况。
2.电气参数检测通过对输电线路的电气参数进行检测，包括电流、电压、电阻等参数的测量，判断输电线路的运行状态是否正常，是否存在漏电、短路等问题。
3.设备维护对架空输电线路的设备进行定期的维护保养，包括对绝缘子、接地线、牵引线等设备的清洁和涂漆，保证其绝缘性能和导电性能。
4.故障分析对输电线路的历史故障进行分析，找出故障发生的原因和规律，从而预防同类故障的再次发生。
5.技术更新及时了解并采用最新的输电线路维护和修复技术，提高架空输电线路的运行能力和稳定性。
1.自然环境因素的影响架空输电线路长期处于自然环境中，受到风吹日晒、温度变化、雷电等自然环境因素的影响，容易产生各种故障。
如何有效应对这些自然环境因素的影响，是状态检修分析工作中需要重点解决的问题。
输电线路故障智能诊断与定位技术综述
输电线路故障智能诊断与定位技术综述随着电力系统的不断发展和扩大，输电线路故障的发生频率也在逐渐增加。
因此，对输电线路故障进行及时准确的诊断和定位就显得尤为重要。
传统的人工巡检方式已经无法满足大规模电网的需求，而智能诊断与定位技术的应用在一定程度上能够提高故障处理效率和电网的可靠性。
本文将对输电线路故障智能诊断与定位技术进行综述，介绍其原理、方法和应用。
首先，输电线路故障智能诊断与定位技术是基于传感器和通信技术的应用，通过采集线路故障相关的实时数据，并将数据传输至监控中心进行处理分析，从而实现对故障的诊断和定位。
其原理是利用电力系统中的传感器监测线路的电流、电压、温度等参数，并通过通信技术将数据传输至监控中心。
在输电线路故障智能诊断与定位技术的方法方面，主要包括以下几种：模型匹配法、故障特征识别法、模式识别法和机器学习法。
模型匹配法是通过与已知故障模式进行匹配，从而判断故障类型和位置。
故障特征识别法是基于传感器采集到的数据，通过对数据的处理和分析，识别出故障的特征，从而进行诊断和定位。
模式识别法是利用分类器对故障数据进行分类识别，从而判断故障位置。
机器学习法则是通过对大量历史故障数据进行学习和训练，从而提取出故障的规律，并用于未知故障的诊断和定位。
在输电线路故障智能诊断与定位技术的应用方面，主要包括以下几个方面：故障检测与诊断、故障定位、故障预测和故障处理。
故障检测与诊断是通过实时采集的数据，识别出电力系统中存在的故障，并对其进行准确的诊断。
故障定位是根据检测和诊断获得的故障信息，确定故障发生的位置。
故障预测则是通过对历史数据和模型的分析，预测出潜在的故障发生可能性，为故障处理提供参考。
故障处理则是根据诊断和定位结果，采取相应的措施进行故障处理和修复。
智能诊断与定位技术在输电线路故障处理中具有许多优势。
首先，通过实时采集数据和远程监控，可以准确判断故障类型和位置，提高故障处理效率。
其次，能够及时发现潜在故障隐患，并采取相应措施进行预防和修复，提高电网的可靠性和安全性。
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架空输电线路故障诊断及故障点定位
【摘要】本文研究和开发了一种利用信号注入法的新型的、具有高灵敏度和高可靠性10kV配电网架空线路故障指示装置，可迅速判断故障线路并实现故障区域定位，缩短故障查找时间，提高供电可靠性。
【关键词】架空输电线路；故障；诊断
10kV配网线路大多呈辐射状，供电半径大，运行环境恶劣，雷电、大风、暴雨、山体滑坡、外力破坏造成的故障发生率较高。
故障发生后，由于线长面广，采用以往凭经验，分段、逐段、逐基杆塔检查等传统方法进行排查，费时费力，停电范围大、时间长，很难快速、准确查清，隔离故障区段。
同时，由于10kV 线路干线长、支线多，大多线路处在山坡、沟壑之上，故障查找过程中人身安全风险系数增大。
1输电线路故障原因分析
1.1短路故障的原因
产生短路故障的基本原因是不同电位的导体之间的绝缘击穿或者相互短接而形成的。
三相线路短路一般有如下原因造成：线路带地线合闸；倒杆造成三相接地短路；受外力破坏；线路运行时间较长，绝缘性能下降等。
两相短路故障的原因是：线弧垂大，遇到刮大风导线摆动，两根线相碰或绞线形成短路；外力作用，如杂物搭在两根线上造成短路；受雷击形成短路，绝缘击穿，电路中不同电位的导体间是相互绝缘的。
1.2断路故障的原因
断路是最常见的故障。
断路故障最基本的表现形式是回路不通。
在某些情况下，断路还会引起过电压，断路点产生的电弧还可能导致电气火灾和爆炸事故。
断路点电弧故障：电路断线，尤其是那些似断非断点，在断开瞬间往往会产生电弧，或者在断路点产生高温，电力线路中的电弧和高温可能会酿成火灾。
三相电路中的断路故障：三相电路中，如果发生一相断路故障，一则可能使电动机因缺相运行而被烧毁；二则使三相电路不对称，各相电压发生变化，使其中的相电压升高，造成事故。
三相电路中，如果零线（中性线）断路，则单相负荷影响更大。
线路断路一般有如下原因：配电低压侧一相保险丝熔断；架空输电线路的一相导线因故断开；导线接头接触不良或烧断；外力作用造成一相断线等。
1.3线路接地故障原因
线路接地一般有如下原因：线路附近的树枝等碰及导线；导线接头处氧化腐蚀脱落，导线断开落地；外因破坏造成导线断开落地。
如在线路附近伐树倒在线路上，线跨越道路时汽车碰断等；电气元件绝缘能力下降，对附近物体放电。
2输电线路故障诊断技术应用现状
2.1故障诊断系统概述
故障诊断就是利用各种检查和测试方法，发现系统和设备是否存在故障，而进一步确定故障所在大致部位的过程。
系统故障诊断是对系统运行状态和异常情况做出判断，并根据诊断为系统故障恢复提供依据。
要对系统进行故障诊断，首先必须对其进行检测，在发生系统故障时，对故障类型、故障部位及原因进行诊断，最终给出解决方案，实现故障恢复。
故障诊断的主要任务有：故障检测、故障类型判断、故障定位及故障恢复等。
2.2输电线路故障诊断技术应用现状
输电线路故障诊断技术目前主要是借助于专家系统实现输电线路故障的识别与诊断。
专家系统也是目前应用最为广泛和成功的人工智能技术之一。
借助于专家系统，提前将输电线路可能发生的各种类型的故障特征录入专家系统，然后对输电线路设定门槛值，一旦输电线路的特征值达到预先设定的门槛值，且某种逻辑关系成立，则系统判定为发生故障，并根据系统预先设定的故障码给出故障诊断结果，这就是专家系统实现故障诊断的基本原理。
3故障指示定位系统各组成部分动作机理
线路故障指示定位系统是用来对配电网中发生单相接地故障区段进行准确指示的一整套系统，由信号注入柜、故障指示器、中继器和监控软件4部分组成。
3.1信号注入柜的基本工作原理
信号注入柜的作用是作为注入电源，产生频率恒定的特殊电流信号以启动悬挂在线路上的故障指示器。
信号注入柜的内部主要由整流电路、逆变电路滤波电感、滤波电容以及注入升压变压器等组成，各组成部分的参数均经过严格的计算和选择，以确保获得良好的注入波形和较高的注入效率。
电网正常运行时，信号注入柜并不向其注入特殊的电流信号，此时悬挂在输电线路上的指示器也不动作，表示目前电网并没有发生单相接地故障。
3.2线路故障指示器和中继器的工作原理
线路故障指示器以特殊频率的电流信号作为判据，检测相应的故障指示器是否在电网单相接地的故障区间内。
3.3线路故障实时监控软件
开发的监控管理综合软件平台完全建立在标准的浏览器－服务器（bro wser/server，B/S）构架上，采用.NET技术、传输控制协议－因特网互联协议
（Transmission Control Protocol/Inter-net Protocol，TCP/IP）、UPRS等技术处理来自各个现场的报警信息以及各种管理信息。
这些数据通过受理、分析、处理和校验等过程，保证报警信息及时、正确地被记录分析，同时为维护部门提供需要的统计报表等分析数据。
数据传输通道采用成熟的UPRS网络，只要有全球移动通信系统（glob-al system of mobile communication，USM）信号的地方，都能实现可靠通信。
系统设置1台短信报警服务器，当系统监测到故障时，将自动通过短信服务器向指定人员（可同时多人）发送并记录报警信息。
4实例分析
系统建成后，经过实际运行和对功能的不断完善、改进，取得了预期效果。
快速准确的故障诊断、定位，缩短了故障处理时间，提高了供电可靠性。
系统运行两年多以来，已经诊断出线路故障17次，故障定位准确率100%。
以2011年12月13日20：15：57，10kV某架空输电线路发生接地为例：发生故障后，系统反映支线区段发生接地故障，并诊断出支线B相接地，同时系统向运行人员发出501支线接地短信，运行人员迅速对支线的FTU开关进行了远程分闸，开关断开后系统显示接地消失，30min内发现、隔离了故障区段。
后经运行人员采用故障巡查装置监测，不到1小时就检测出故障点，故障原因为景区用户电缆爆裂引起接地。
由于当时大雪过后，道路不通，如采用以往人员徒步巡查、分段推拉、逐基分组排查确定接地点的方式，预计需要1～2天时间。
节约了故障处理成本，降低了故障查找过程中人身安全风险。
在山区地形复杂、路况恶劣，尤其在夜晚、阴雨、大雪、雷季等特殊情况下，按照以往故障处理方式，需与运行班站联动，出动车辆、人力，组织进行全线查巡，不仅费时费力，而且深沟、大山、河流、毒蛇、马蜂等危险源对巡查人员人身安全威胁极大。
通过该系统应用，缩小了故障查巡范围，运行班站3～4人就能准确、快速的完成故障的查巡、隔离、处理，缩短了故障处理时间，节约了故障处理成本，降低了人员的安全风险。
经对安装前后故障处理对比，现每次处理故障可节约成本约0.5万元。
实现对线路运行状况的监控和统计分析，提高了配网线路的运行监测水平。
实现对线路不同区段负荷电流监视（遥测）以及FTU开关工作状态的远程查询（遥信）和控制（遥控），便于运行人员及时掌握线路的运行状态，采集的运行数据为今后电网建设规划和电力需求侧管理提供了准确的数据源。
建设投资少，工期短，日常维护工作量小。
通过对普通柱上真空开关改造，实现了原有开关的再利用，节约了投资成本，缩短了建设工期。
同时利用GSM移动公网、电力线载波相结合方式实现数据传输，有效的降低了运行和维护管理成本。
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