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交流用超伝導ケーブル導体の安定性向上と応用のための基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 09450116
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電気機器工学
研究機関早稲田大学

研究代表者

石山 敦士  早稲田大学, 理工学部, 教授 (00130865)

研究分担者 金 錫範  早稲田大学, 理工学部, 助手(平成9) (00287963)
若尾 真治  早稲田大学, 理工学部, 教授 (70257210)
小貫 天  早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063428)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
1999年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1998年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1997年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード超伝導 / 交流応用 / より線ケーブル導体 / 高温超伝導 / 過渡安定性 / 超伝導限流器 / 超伝導リニア誘導機 / 有限要素法解析 / 撚線ケーブル導体 / 常伝導伝播特性 / 超伝導リニア誘導器 / 超電導 / 常電導伝播特性 / 超電導限流器 / 超電導リニア誘導機
研究概要

1.交流用超伝導撚線導体の過渡安定性評価:3本撚線導体を対象とし、通電電流と最小クエンチエネルギーの関係曲線を過渡安定性の評価曲線として実験と数値解析に基づく検討を行った。主に母材中に銅を複合させたときの効果と、銅配置の影響について定量的な評価を行った。その結果、銅により常電導転移に伴う素線間電流再配分領域が長くなり、素線間の横断電流による発熱密度が低下するため安定性が向上すること、銅を素線表面付近に配置することにより、擾乱熱や横断電流による発熱を拡散させる効果があることなどを明らかにした。また、S/N転移型限流器について、実用時に想定される電流上昇速度における常電導転移・伝播に伴う常電導抵抗値の時間変化について詳細に評価を行った。
2.垂直円筒型超伝導リニア誘導モータの試作:実機運転環境下での超伝導導体の特性を明らかにするため、交流一次巻線を超伝導化した円筒型短一次リニア誘導モータを試作した。そして二次導体(アルミ円筒)の突入・脱出時の交流巻線の電磁的、機械的特性を調べるとともに、三相不平衡電流の抑制、一次電流分布の最適化、超伝導一次コイルが常伝導転移したときのクエンチ保護装置の試作・開発など、実機運転で必要となる事項について成果・知見を得た。
3.高温超伝導線材・コイルの安定性評価:本研究は低温金属系線材の交流応用を対象に計画されたが、その後、高温酸化物超伝導線材の開発が急速に進んだ。そこで、高温超伝導線材・コイルに関して、主としてこれを冷凍機により伝導冷却した際の熱的挙動について実験と数値シミュレーションの両面から検討を行い、従来の低温金属系超伝導線材・コイルとの相違点を明らかにした。また、コイル電流が変動する際の過渡特性に焦点を当て、従来の金属系に比べ熱的に安定であること、電流変動や過電流に対する耐量が大きいことなどを定量的に明らかにした。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (104件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (104件)

  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Measurement of Cross Contact Resistance in Rutherford Cables"Proc. 16^<th>Int. Cryogenic Engineering Conf.. Part 2. 1239-1242 (1997)

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  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Numerical Experiments for Transient Stability in Dry-winding Superconducting Magnets"Proc. 16^<th>Int. Cryogenic Engineering Conf.. Part 2. 1281-1284 (1997)

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  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Transient Stability Analysis in Bi-2223/Ag Superconducting Tapes"IEEE Transactions on Applied Superconductivity(ASC'96). 7・2. 203-206 (1997)

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  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Improvement of Transient Stability on Non-insulated AC Multi-strand Superconducting Cables"IEEE Transactions on Applied Superconductivity(ASC'96). 7・2. 231-234 (1997)

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  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "An Optimal Design Method for High-Field Superconducting Magnets with Ferromagnetic Shields"IEEE Transactions on Applied Superconductivity(ASC'96). 7・2. 439-442 (1997)

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  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Design and Characteristics Analysis of Superconducting Tubular Linear Induction Motors"IEEE Transactions on Applied Superconductivity(ASC'96). 7・2. 660-663 (1997)

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  • [文献書誌] T.Onuki et al.: "Induction Motor with Helical Motion by Phase Control"IEEE Transactions on Magnetics. 33・5. 4218-4220 (1997)

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  • [文献書誌] T.Onuki et al.: "Optimal Rotor Constrauction of Synchronous Motor with Plural Permanent Magnets per pole"IEEE proceedings of Electrical Machines and Devices. 444. 31-35 (1997)

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  • [文献書誌] W.J.Jeon and T.Onuki: "Rotary-LIM Composed of Four Primaries with Independently Energized Ring-Windings"Conf. Record of 32^<nd> IEEE-IAS Annual Meeting. 1. 365-372 (1997)

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  • [文献書誌] 小貫天 他: "二方向二相巻線を用いた二方向リニア誘導機の駆動特性"電気学会論文誌D. 117-D. 1384-1389 (1997)

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  • [文献書誌] T.Onuki et al.: "A Novel Method for Evaluating the Iron Loss in Linear Synchronous Motors"Proc. of the Int. Conf. on Electrical Machines. 2. 1077-1082 (1998)

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  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Experimental and Analytical Estimation for Transient Stability in AC Multi-strand Superconducting Cables"Proc. for 17^<th>Int. Cryogenic Engr. Conf.. 365-368 (1998)

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  • [文献書誌] 石山敦士 他: "感度解析を取り入れた高磁界・高均一超電導マグネットの最適化設計"電気学会論文誌B. 118B. 1103-1109 (1998)

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  • [文献書誌] 小貫天 他: "短二次片側式リニアモータのブロック給電長を短縮化する新たなスイッチング法"電気学会論文誌D. 118D. 1103-1109 (1998)

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  • [文献書誌] 石山敦士 他: "有限要素法による磁気遮へい型超電導限流器の基礎特性評価"電気学会論文誌B. 119B. 1201-1208 (1999)

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  • [文献書誌] S.Odaka, A.Ishiyama et al.: "Development of kA-class Gas-cooled THS Current Lead for Superconducting Fault Current Limiter"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 9・2. 491-494 (1999)

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  • [文献書誌] O.Tsukamoto, A.Ishiyama et al.: "Recent Technical Trends of Superconducting Magnets in Japan(Part 1)"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 9・2. 547-550 (1999)

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  • [文献書誌] T.Takao, A.Ishiyama et al.: "Recent Technical Trends of Superconducting Magnets in Japan(Part 2)"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 9・2. 600-603 (1999)

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  • [文献書誌] S.Noguchi, A.Ishiyama et al.: "Transient Stability of Large Aluminum Stabilized Superconductors"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 9・2. 624-627 (1999)

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  • [文献書誌] S.Shimizu, A.ishiyama et al.: "Quench Propagation Properties in HTS Pancake Coil"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 9・2. 1077-1080 (1999)

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  • [文献書誌] N.Yanagi, A Ishiyama et al.: "Stability Test Results on the Aluminum Stabilized Superconductor for the Helical Coils LHD"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 9・2. 1113-1116 (1999)

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  • [文献書誌] A.ishiyama et al.: "Design and Construction of a Superconducting Cylindrical Linear Induction Motor with AC Superconducting Primary Windings"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 9・2. 1217-1220 (1999)

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  • [文献書誌] J.Nakatsugawa, A.Ishiyama et al.: "Magnetic Characteristics of a High-Te Superconducting Cylinder for Magnetic Shielding Type Superconducting Fault Current Limiter"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 9・2. 1373-1376 (1999)

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  • [文献書誌] 田宇鎮, 小貫天 他: "回転-リニア併進誘導機の性能向上に関する研究"電気学会論文誌D. 119・3. 321-326 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Onuki et al.: "Driving characteristics of X-Y linear induction motor with two-dimensional primary winding"Scripta Technica(A Subsidiary of John Wiley & Sons, Inc.). 128・2. 83-90 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.J.Jeon, T.Onuki et al.: "Dynamic characteristics of the synchronous motors applying plural sub-magnets scheme to the rotor"IEEE Transactions on Magnetics. 35・5. 3574-3576 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Onuki et al.: "Characteristics analysis of linear induction motor with two types of secondary structures based on electromagnetic field and electric circuit analysis"IEEE Transactions on Magnetics. 35・5. 4022-4024 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.J.Jeon, T.Onuki et al.: "Propulsive characteristics of a novel linear hybrid motor with both induction and synchronous operations"IEEE Transactions on Magnetics. 35・5. 4025-4027 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Wakao et al.: "Design optimization of axially laminated rotors of synchronous reluctance motors"Journal of Applied Physics. 87・8(掲載決定). (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Measurement of Cross Contact Resistance in Rutherford Cables"Proc. 16ィイD1thィエD1 Int. Cryogenic Engineering Conf.. Part 2. 1239-1242 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Numerical Experiments for Transient Stability in Dry-winding Superconducting Magnets"Proc. 16ィイD1thィエD1 Int. Cryogenic Engineering Conf.. Part 2. 1281-1284 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Transient Stability Analysis in Bi-2223/Ag Superconducting Tapes"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.7. 203-206 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Improvement of Transient Stability on Non-insulated AC Multi-strand Superconducting Cables"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.7. 231-234 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "An Optimal Design Method for High-Field Superconducting Magnets with Ferromagnetic Shields"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.7. 439-442 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Design and Characteristics Analysis of Superconducting Tubular Linear Induction Motors"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.7. 660-663 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Onuki et al.: "Induction Motor with Helical Motion by Phase Control"IEEE Transactions on Magnetics. Vol. 33. 4218-4220 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Onuki et al.: "Optimal Rotor Constrauction of Synchronous Motor with Plural Permanent Magnets per pole"IEE proceedings of Electrical Machines and Devices. 444. 31-35 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.J.Jeon and T. Onuki: "Rotary-LIM Composed of Four Primaries with Independently Energized Ring-Windings"Conf. Record of 32ィイD1ndィエD1 IEEE-IAS Annual Meeting. 1. 365-372 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Onuki et al.: "Driving Characteristics of X-Y Linear Induction Motor with Two-dimensional Primary Winding"Trans. IEE of Japan. Vol.117-D. 1384-1389 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Onuki et al.: "A Novel Method for Evaluating for Iron Loss in Linear Synchronous Motors"Proc. of the Int. Conf. On electrical Machines. 2. 1977-1082 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Experimental and Analytical Estimation for Transient Stability in AC Multi-strand Superconducting Cables"Proc. of the 17ィイD1thィエD1 Cryogenic Engineering Conf. 365-368

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "An Optimal Design Method for High-Field and Highly Homogeneous Superconducting Mgnets"Trans. IEE of Japan. Vol.118-B. 1103-1109 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Onuki et al.: "A Novel Switchng Method for Shortening Block Seeding Caution in Short-secondary Member Linear Motors"Trans. IEE of Japan. Vol.117-D. 1103-1109 (1998)

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  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Fundamental Characteristic Estimation Based on Finite Element Method for Magnetic Shielding Type Superconducting Faul Current Limiter"Trans. IEE of Japan. Vol.119-B. 1201-1209 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Odaka, A.Ishiyama et al.: "Development of kA-class Gas-cooled HTS Current Lead for Superconducting Fault Current Limiter"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.9. 491-494 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O.Tsukamoto, A.Ishiyama et al.: "Recent Technical Trends of Superconducting Magnets in Japan (Part1)"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.9. 547-550 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Takao, A.Ishiyama et al.: "Recent Technical Trends of Superconducting Magnets in Japan (Part2)"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.9. 600-603 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Noguchi, A.Ishiyama et al.: "Transient Stability of Large Aluminum Stabilized Superconductors"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.9. 624-627 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Shimizu and A.Ishiyama et al.: "Quench Propargation Properties in HTS Pancake Coils"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.9. 1077-1080 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Yanagi, A.Ishiyama et al.: "Stability Test Results on the Aluminum Stabilized Superconductor for the Helical Coils LHD"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.9. 1113-1116 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Ishiyama et al.: "Design and Construction of a Superconducting Cylindrical Linear Induction Motor With AC Superconducting Primary Windings"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.9. 1217-1220 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Nakatsugawa, A.Ishiyama et al.: "Magnetic Characteristics of a High-Te Superconducting Cylinder for Magnetic Shielding Type Superconducting Fault Current Lmiter"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. VOL. 9. 1373-1376 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.J.Jeon, T.Onuki et al.: "An Approach for Enhacing the Performance of Rotary-Linear Induction Motor"Trans. IEE of Japan. Vol.119-D. 321-326 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Onuki et al.: "Driving characteristics of X-Y linear induction motor with two-dimensional primary winding"Scripta Technica (A Subsidiary of John Wiley & Sons, Inc.). 128. 83-90 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.J.Jeon, T.Onuki et al.: "Dynamic characteristics of the synchronous motors applying plural sub-magnets scheme to the rotor"IEEE Trans. On Magnetics. Vol.35. 3574-3576 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Onuki et al.: "Characteristics analysis of linear induction motor with two types of secondary structures based on electromagnetic field and electric circuit analysis"IEEE Trans. On Magnetics. Vol.35. 4022-4024 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.J.Jeon, T.Onuki et al.: "Propulsive sharacteristics of a novel linear hybrid motor with both induction and synchronous operations"IEEE Trans. On Magnetics. Vol.35. 4025-4027

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Wakao et al.: "Design optimization of axially laminated rotors of synchronous reluctance motors"Journal of Applied Physics. Vol.87 (to be published). (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石山敦士 他: "有限要素法による磁気遮へい型超電導限流器の基礎特性評価"電気学会論文誌. 119-B・11. 1201-1208 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Odaka,A.Ishiyama et aol.: "Development of KA-class Gas-cooled HTS Current Lead for Superconducting Fault Current Limiter"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 9・2. 491-494 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] O.Tsukamoto,A.Ishiyama et al.: "Recent Technical Trends of Superconducting Magnets in Japan (Part1)"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 9・2. 547-550 (1999)

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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