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施工用电培训讲义

《施工用电》培训讲义

-----主讲人:

顾晓敏

第一部分临时用电

认为临时用电是临时的,只要能满足施工动力和照明的需要即可是错误的。

客观上建筑工地环境复杂多变,给施工用电带来很多不安全因素,给施工用电带来很大的安全隐患。

国家规定了《施工现场临时用电安全技术规范》提出用电防护措施,希望消除事故隐患,给保障用电安全起到积极的作用,建筑施工现场临时用电必须符合以下基本原则:

1采用三级配电系统

2采用TN-S零保护系统

3采用二级漏电保护系统

1、三级配电系统

1.1三级配电结构

采用三级配电结构。

所谓三级配电是指施工现场从电源进线开始至用电设备中间应经过三级配电装置配送电力,即由总配电箱经分配电箱,到开关箱分三个层次逐级配送电力。

而开关箱作为末级配电装置,与用电设备之间必须实行“一机一闸制”,即每一台用电设备必须有自己专用的控制开关箱,而每一个开关箱只能用于控制一台用电设备。

总配电箱、分配电箱内开关电器可设若干分路,且动力与照明宜分路设置。

1.2系统的基本结构

三级配电是指施工现场从电源进行开始至用电设备之间,应经三级配电装置配送电力。

按照《规范》的规定,即由总配电箱或配电室的配电柜开始,依次经由分配电箱、开关箱到用电设备。

这种分三个层次逐级配送电力的系统就称为三级配电系统。

 

1.3系统的设置规则

三级配电系统应遵守四项规则,即分级分路规则,动、照分设规则,压缩配电间距规则,环境安全规则。

(1)分级分路

1从一级总配电箱向二级分配电箱配电可以分路。

即一个总配电箱可以分若干分路向若干分配电箱配电;每一分路也可分支支接若干分配电箱。

2从二级分配电箱向三级开关箱配电同样也可以分路。

即一个分配电箱也可以分若干分路向若干开关箱配电,而且每一分路也可以支接或链接若干开关箱。

3从三级开关箱向用电设备配电实行所谓“一机一闸”制,不存在分路问题。

即每一开关箱只能联结控制一台与其相关的用电设备,包括一组不超过30A负荷的照明器,或每一台用电设备必须有其独立专用的开关箱。

按照分级分路规则的要求,在三级配电系统中,任何用电设备均不得越级配电,即其电源线不得直接联结与分配电箱或总配电箱;任何配电装置不得挂接其他临时用电设备。

否则,三级配电系统的结构形式和分级分路规则将被破坏。

(2)动照分设

1动力配电箱与照明配电箱宜分别设置;若动力与照明合置与同一配电箱内共箱配电,则动力与照明应分路配电。

2动力开关箱必须与照明开关箱分箱设置,不存在共箱分路设置问题。

(3)压缩配电间距

压缩配电检举规则是指除总配电箱、配电室外,分配电箱与开关箱之间,开关箱与用电设备之间的空间检举应尽量缩短。

按照《规范》的规定,压缩配电间距规则可用以下三个要点说明:

1分配电箱应设在用电设备或负荷相对集中的场所。

2分配电箱与开关箱的距离不得超过30m。

3开关箱与其他供电的固定式用电设备的水平距离不宜超过3m

(4)环境安全

环境安全规则是指配电系统对其设置和运行环境安全因素的要求。

2、TN-S零保护系统

2.1TN-S系统

(一)

TN-S接地、接零保护系统是指在施工用电工程中采用具有专用保护零线、电源中性点直接接地的220/380V三相四线制低压电力系统,或称三相五线系统,该系统主要技术特点是:

1电力变压器低压侧中性点直接接地,接地电阻值不大与4Ω;

2电力变压器低压侧工引出5条线,其中除引出三条分别为黄、绿、红的绝缘线相线L1、L2、L3外,尚须于变压器二次侧中性点接地处同时引出二条零线,一条叫做工作零线,另一条叫做保护零线。

其中工作零线与相线一起作为三相四线制工作线路使用;保护零线只作电气设备接零保护使用,即只用于联接电气设备正常情况下不带电的金属外壳、基座等。

二种零线不得混用,为防止无意识混用,保护零线应采用具有绿/黄双色绝缘标志的绝缘铜线,以与工作零线和相线区别。

同时,为保证接地、接零保护系统可靠,在整个施工现场的PE线上还应作不少于3处的重复接地,且每处接地电阻值不得大于10Ω。

2.2TN-S系统

(二)

在TN系统中,如果中性线或零线分为二条线,其中一条零线用作工作零线,用N表示;另一条零线用作接地保护线,用PE表示,即将工作零线与保护零线分开使用,这样的接零保护系统称为TN-S系统。

 

 

(1)TN-S系统的确定

①在施工现场用电工程专用的电源中性点直接接地的220/380V三相四线制低压电力系统中,必须采用TN-S接零保护系统,严禁采用TN-C接零保护系统。

②当施工现场与外电线路共用同一供电系统时,电气设备的接地、接零保护应与原系统保持一致。

不得一部分设备作保护接零,另一部分设备作保护接地。

当采用TN系统作保护接零时,工作零线必须通过总漏电保护器,保护零线必须由电源进线零线重复接地处或总漏电保护器电源侧零线处引出形成局部TN-S接零保护系统。

1)PE线的引出位置。

对于专用变压器供电时的TN-S接零保护系统,PE线必须由工作接地线、配电室电源侧零线或总漏电保护器电源侧零线处引出;对于共用变压器三相四线供电时的局部TN-S接零保护系统,PE线必须由电源进线零线重复接地处或总漏电保护器电源侧零线处引出。

2)PE线与N线的连接关系。

经过总漏电保护器PE线和N线分开,其后不得再作电气连接。

3)PE线与N线的应用区别。

PE线是保护零线,只用于连接电气设备外漏可导电部分,在正常工作情况下无电流通过,且与大地保持等电位;N线是工作零线,作为电源线用于连接单相设备或三相四线设备,在正常工作情况下会有电流通过,被视为带电部分,切对地呈现电压。

所以,在实用中不得混用或乱用。

4)PE线的重复接地。

PE线的重复接地不应少于三处,应分别设置于供配电系统的首端、中间、未端处,每处重复接地电阻值不应大于10Ω。

重复接地必须与PE线相连接,严禁与N线相连接,否则N线中的电流将会分流经大地或电源中性点工作接地处形成回路,使PE线对地电位升高而带电。

PE线重复接地的目的,一是降低PE线的接地电阻,二是防止PE线断线而导致接地保护失效。

5)PE线的绝缘色。

为了明显区分PE线和N线以及相线,按照国际同一标准,PE线一律采用绿/黄双色绝缘线。

顺便指出,在施工现场用电工程的用电系统中,作为电源的电力变压器和发电机中性点直接接地的工作接地电阻值,在一般情况下都取不大于4Ω。

3.采用二级漏电保护

3.1两级漏电保护

两级漏电保护和两道防线包括两个内容,即:

一是设置两级漏电保护系统,二是实施专用保护零线PE,二者组合形成了施工现场的防触电的两道防线.

(1)两级漏电保护是指在整个现场临时用电工程中,总配电箱中必须装设漏电开关,所有开关箱中必须装设漏电开关.

(2)保护零线的实施是临时用电的第二道安全防线.

在施工现场用电工程中,采用TN-S系统,是在工作零线以外又增加了一条保护零线,是十分必要的.当三相火线用电量不均匀时,工作零线N就容易带电,而PE线始终不带电,那么随着PE线在施工现场的敷设和漏电保护器的使用,就形成了一个覆盖整个施工现场防止人身触电的安全保护系统。

因此TN-S接地接零保护系统与两级漏电保护系统一起称为防触电保护系统的两道防线。

3.2漏电保护系统设置要点

(1)采用二级漏电保护系统。

是指在施工现场基本供配电系统的总配电箱和开关箱首、末二级配电装置中,设置漏电保护器。

其中,总配电箱重点漏电保护器可以设置于总路,也可以设置于各分路,但不必重叠设置。

(2)实行分级、分段漏电保护的具体体现是合理选择总配电箱、开关箱中漏电保护器的额定漏电工作参数。

《规范》从确保防止人体间接接触触电危害角度出发,对设置于开关箱和总配电箱的漏电柜的漏电保护器的漏电工作参数作出了如下规定:

1)开关箱中的漏电保护器,其额定漏电动作电流I为:

一般场所T≯30mA,潮湿与腐蚀介质场所I≯15mA;其额定漏电动作时间为T≯0.1s。

2)总配电箱中的漏电保护器,其额定漏电保护工作电流为I≯30mA,额定漏电动作时间为T>0.1s,但其额定漏电动作电流与额定漏电动作时间的乘机I·T应不超过安全界限值30mA·s,即I·T≯30mA·s。

(3)漏电保护器极数和线数必须与负荷的相数和线数保持一致。

(4)漏电保护器必须与用电工程合理的接地系统配合使用,才能形成完备、可靠的防触电保护系统。

 

(5)漏电保护器的电源进线类别必须与其进线端标记一一对应,不允许交叉混接。

更不允许将PE线当N线接入漏电保护器。

(6)漏电保护器在结构选型时,宜选用无辅助电源型产品,或选用辅助电源故障时能自动断开的辅助电源型产品。

不能选用辅助电源故障时不能断开的辅助电源型产品。

4.用电管理

按照《规范》的规定:

“施工现场用电设备在5台及以上或设备总容量在50kW及以上者,应编制用电组织设计。

编制用电组织设计的目的是知道建造适应施工现场特点和用电特性的用电工程,并且指导,并且知道所建用电工程的正确使用。

用电组织设计应由电气工程技术人员组织编写。

4.1施工现场用电组织设计的基本内容

(1)现场勘测。

(2)确定电源进线、变电所、配电装置、用电设备位置及线路走向。

(3)负荷计算

负荷是电力负荷的简称,是指电器设备中的电流和功率。

负荷在配电系统设计是选择电器、导线、电缆,以及供电变压器和发电机的重要依据。

(4)选择变压器

施工现场电力变压器的选择主要是指为施工现场用电提供电力的10/0.4kV级电力变压器的形式和容量的选择。

(5)配电系统

配电系统主要由配电线路、配电装置和接地装置三部分组成。

其中配电装置是整个配电系统的枢纽,经过配电线路、接地装置的联接,形成一个分层次的配电网络,这是配电系统。

(6)设计防雷装置

施工现场的防雷主要是防直击雷,对于施工现场专设的临时变压器还要考虑防感应雷的问题。

施工现场防雷装置设计的主要内容是选择和确定防雷装置设置的位置、防雷装置的型式、防雷接地的方式和防雷接地电阻值。

按照《规范》的规定,所有防雷冲击接地电阻值均不得大于30Ω。

(7)确定防护措施

施工现场在电气领域里的防护主要是指施工现场外电线路和电器设备对易燃易爆物、腐蚀介质、机械损伤、电磁感应、静电等危险环境因素的防护。

(8)制定安全用电措施和电气放火措施

安全用电措施和电气防火措施是指为了正确使用现场用电工程,并保证其安全运行,防止各种触电事故和电气火灾事故而制定的技术性和管理性规定。

对于用电设备在5台以下和设备总容量在50kW以下的小型施工现场,按照《规范》的规定,可以不系统编制用电组织设计,但仍应制定安全用电措施和电气防火措施,并且要旅行与用电组织设计相同的“编、审、批”程序。

4.2安全技术档案

按照《规范》的规定,施工现场用电安全技术档案应包括以下八个方面的内容,他们是施工现场用电安全管理工作重点的集中体现。

(1)施工现场用电组织设计的全部资料。

(2)修改施工现场用电组织设计资料。

(3)用电技术交底资料。

(4)施工现场用电工程检查验收表。

(5)电气设备试、检验凭单和调试记录。

(6)接地电阻、绝缘电阻、漏电保护器漏电动作参数测定记录表。

(7)定期检查表。

(8)电工安装、巡检、维修、拆除工作记录。

5.配电装置

配电装置是配电系统中电源与用电设备之间传输,分配电力的电气装置,是联系电源和用电设备的枢纽。

施工现场的配电装置是指施工现场用电工程配电系统中设置的总配电箱、分配电箱和开关箱。

为叙述方便起见,以下将总配电箱和分配电箱合称配电箱

5.1配电装置的箱体结构

这里所谓配电装置的箱体结构,主要是指适合于施工现场用电工程配电系统使用的配电箱、开关箱的箱体结构。

(1)箱体材料

配电箱、开关箱的箱体一般应采用铁板制作,亦可采用优质绝缘板制作,但不得采用木板制作。

宜采用冷轧铁板,铁板厚度1.5~2.0mm为宜。

(2)配置电器安装板

配电箱、开关箱内配置的电器安装板用以安装所配置的电器和接线端子板等。

当铁质电器安装板与铁质箱体之间采用折页作活动联接时,必须在二者之间跨接编织软铜线。

(3)加装N、PE接线端子板

配电箱、开关箱中应设置N线和PE线端子板,以防止N线和PE线混接、混用。

1N、PE端子板必须分别设置,固定安装在电器安装板上,并作符号标记,严禁合设在一起。

其中N端子板与铁质电器安装板之间必须保持绝缘;而PE端子板与铁质电器安装板之间必须保持电器连接。

当采用铁箱配装绝缘电器安装板时,PE端子板应与铁质箱体作电气连接。

2PE端子板的接线端子数应与箱的进线和出线的总线路数保持一致。

3PE端子板应采用紫铜板制作。

5.2配电装置的电器配置与接线

在施工现场用电工程配电系统中,配电装置的电器配置与接线为与基本供配电系统和基本保护系统相适应,必须具备以下三种基本功能:

(1)电流隔离功能。

(2)正常接通与分断电路功能。

(3)过载、短路、漏电保护功能。

1.总配电箱的电器配置与接线

(1)总箱的电器配置与接线

1)当总路设置总漏电保护器时,还应装设总隔离开关、分路隔离开头以及总断路器、分路断路器或总熔断器、分路熔断器。

2)当各分路设置分路漏电保护器时,还应装设总隔离开关、分路隔离开头以及总断路器、分断路器或总熔断器、分路熔断器。

3)隔离开关应设置于电源进线端,应采用具有可见分断点并能同时断开电源所有极或彼此靠近的单极隔离电器,不得采用不具有可见分断点的电器。

(2)总配电箱的电器接线

采用TN-S接零保护系统时,总配电箱的典型电器配置与接线可有二种基本型式。

 

 

 

1)电箱电器配置接线图一的说明

①电器接线图为单线图。

②采用一总路、二分路型式。

3DK为总电源隔离开关,采用3极刀型开关,设于总电源进户端;1DK、2DK分别为二分路电源隔离开关,均采用3极刀型开关,分别设于二分路电源端。

4RCD为总漏电断路器,设于总路电源隔离开关负荷侧,采用3极4线型产品。

51KK、2KK分别为二分路断器,分别设于二分路电源隔离开关1DK、2DK的负荷侧,均为3极型产品。

6总电源进线为三相五线形式。

L1、L2、L3直接进入总电源隔离开关DK,N线直接进入总漏电断路器RCD电源侧N端,PE线进入PE端子板,PE端子板接地。

7配出二分路均为三相五线形式。

其中N线均由N端子板引出;PE线均由PE端子板引出。

2)总配电箱电器配置接线图二的说明

①电气接线图为单线图。

②电采用一总路、二分路。

3DK为总电源隔离开关,采用3极刀型开关,设于总电源进户端;1DK、2DK分别为二分路电源隔离开关,均采用3极刀型开关,分别设于二分路电源端。

41RCD、2RCD分别为二分路漏电断路器,分设于二分路电源隔离开关的负荷侧,均采用3级4线型产品。

5KK为总断路器,设于总电源隔离开关的负荷侧,采用3极型产品。

6总电源进线为三相五线型式。

L1、L2、L3直接进入总电源隔离开关DK,N线经N端子板分线接二分路漏电断路器1RCD、2RCD的电源侧N端,PE线进入PE端子板,PE端子板接地。

7配出二分路均为三相五线型式,其中各分路N线为分路专用,不得混接;而PE线则均由PE端子板引出。

2.分配电箱的电器配置

(1)配电箱的电器配置

在采用二级漏电保护的配电系统中,分配电箱中不要求设置漏电保护器,此时分配电箱的电器配置应符合下述原则:

1)总路设置总隔离开关,以及总断路器或总熔断器。

2)分路设置分路隔离开关以及分路断路器或分路熔断器。

3)隔离开关设置于电源进线端。

根据这些原则,分配电箱应装设两类电源,即隔离电器和短路与过载保护电器,其配置顺序依次是隔离电器、短路与过载保护电器,不可颠倒。

3.开关箱的电器配置

开关箱的电器配置与接线要与用电设备负荷类别相适应。

以下介绍几种典型开关箱的电源配置与接线。

(1)三相动力开关箱

一般三相动力开关箱的电器配置与接线如图所示:

 

 

1)DK为电源隔离开关,采用三极刀型开关,设于电源进线端。

2)RCD为漏电断路器,采用3极3线型产品。

3)进线L1~L3和PE,出线为L1~L3和PE

4)DK可用刀熔开关替代。

5)当RCD只有漏电保护功能时,需在DK和RCD之间加装断路器或熔断器。

6)如PE线要作重复接地,则只需要将PE端子板接地即可。

此箱可用作混凝土搅拌机、物料提升机、钢筋机械、木工机械、水泵、桩工机械等设备的开关箱。

(2)单相照明开关箱的电器配置与接线

单相照明开关箱的电器配置与接线如图所示

 

1)DK为电源隔离开关,采用2极刀型开关,设于电源进线端。

2)RCD为漏电断路器,采用1极2线型产品。

3)进线为L、N、PE,出线那为L、N、PE。

4)DK可用到刀熔开关替代。

5)当RCD只有漏电保护功能时,需要在DK和RCD之间加装断路器或熔断器。

6)如PE线要作重复接地,则只需要将PE端子接地即可。

此箱可用作具有金属外罩照明器或单相手持式电动工具的开关箱。

5.3配电装置的使用与维护

配电装置的使用:

(1)配电装置的箱门处均应有名称、用途、分路标记,及内部电器系统接线图,以防误操作。

(2)配电装置均应配锁,并由专人负责开启和关闭上锁。

(3)电工和用电人员工作时,必须按规定穿戴绝缘、防护用品,使用绝缘工具。

(4)配电装置送电和停电时,必须严格遵循下列操作顺序:

送电操作顺序为:

总配电箱-分配电箱开关箱

停电操作顺序为:

开关箱-分配电箱-总配电箱

(5)如遇发生人员触电或电气火灾的紧急情况,则允许就地,就近迅速切断电源。

(6)施工现场下班停止工作时,必须将班后不用的配电装置分闸断电并上锁。

班中停止作业1h及以上时,相关动力开关箱应断电上锁。

暂时不用的配电装置也应断电上锁。

(7)配电装置必须按其正常工作位置安装牢固、稳定、端正。

固定式配电箱、开关箱的中心点与地面的垂直距离应为1.4m~1.6m;移动式配电箱、开关箱的中心点与地面的垂直距离宜为0.8~1.6m。

(8)配电箱、开关箱内的电气配置和接线严禁随意改动,并不得随意挂接其他用电设备。

(9)配电装置的漏电保护器应于每次使用时用试验按钮试跳一次,只有试跳正常才可继续使用。

6.配电线路

6.1配电线路的选择

配电线的选择,实际上就是架空线路导线、电缆线路电缆,室内线路导线、电缆,以及配电母线的选择。

1、架空线的选择

架空线的选择主要是选择架空线路导线的种类和导线的截面,其选择依据主要是线路敷设的要求和线路负荷计算的电流。

架空线中各导线截面与线路工作制的关系为:

三相四线制工作时,N线和PE线截面不小于相线截面的50%;单相线路的零线截面与相线截面相同。

架空线的绝缘色标准:

架空线的绝缘色应符合下述统一规定。

当考虑架空线像序排列时L1-黄色;L2-绿色;L3-红色。

另外,N线-淡蓝色;PE线-绿/黄双色。

2.电缆的选择

电缆的选择主要是选择电缆的类型、截面和芯线配置,其选择依据主要是线路敷设的要求和线路负荷计算的计算电流。

根据基本供配电系统的要求,电缆中必须包含线路工作制所需要的全部工作芯线和PE线。

特别需要指出,需要三相四线制配电的电缆线路必须采用五芯电缆,而采用四芯电缆外加一条绝缘线等配置方法都是不规范的。

五芯电缆中,除包含三条相线外,还必须包含用作N线的淡蓝色芯线和用作PE线的绿/黄双色芯线。

其中,N线和PE线的绝缘色规定,同样适用于四芯、三芯等电缆。

而五芯电缆中相线的绝缘色则一般由黑、棕、白色中的二种搭配。

3.室内配线的选择

室内配线必须采用绝缘导线或电缆。

除以上三种配线方式以外,在配电室里还有一个配电母线的问题。

由于施工现场配电母线常常采用裸扁铜板或裸扁铝板制作成所谓的裸母线,因此其安装时,必须用绝缘子支撑固定在配电柜上,以保持对地绝缘和电磁稳定性。

6.2电缆线路的敷设

电缆敷设应采用埋地或架空两种方式,严禁沿地面明设,以防机械损伤和介质腐蚀。

直埋电缆在穿越建筑物、构筑物、道路、易受机械损伤、介质腐蚀场所及引出地面从2m高到地下0.2m处必须加设防护套管,防护套管内径不应小于电缆外径的1.5倍。

电缆接线盒应能防水、防尘、防机械损伤,并远离易燃易爆易腐蚀场所。

6.3室内配线的敷设

安装在现场办公室、生活用房、加工厂房等暂设建筑内的配电线路,通称为室内配电线路。

简称室内配线。

室内配线分为明敷设和暗敷设两种。

(1)明敷设可采用瓷瓶、瓷夹配线,嵌绝缘槽配线和钢索配线三种方式。

不得悬空乱拉。

明敷设主干线的距地高度不得小于2.5m。

(2)暗敷设可采用绝缘导线穿管埋墙或埋地的方式和电缆直埋墙或直埋地方式。

1)暗敷设线路部分不得有接头。

2)暗敷设金属穿套管应作等电位连接,并与PE线相连接。

3)潮湿场所或埋地非电缆配线必须穿管敷设,管口和管接头应密封。

严禁将绝缘导线直埋地下。

7.用电设备

用电设备是配电系统的终端设备,是最终将电能转化为机械能、光能等其他形式能量的设备。

在施工现场中里,用电设备就是直接服务于施工作业的生产设备。

施工现场的用电设备基本上可分为三大类,电动机械、电动工具、照明器。

通常以触电危险程度来考虑,施工现场的环境可划分为三类:

(1)一般场所

相对湿度≤75%以上的潮湿场所;无导电粉尘场所;气温不高于30℃场所;有不导电地板场所等均一般场所。

(2)危险场所

相对湿度长期处于75%以上的潮湿场所;露天并且能遭受雨雪侵袭的场所;气温高于30℃的炎热场所;有导电粉尘的场所;有导电泥、混凝土或金属结构地板场所;施工中常处于水湿润的场所等均属于危险场所。

(3)高度危险场所

相对湿度接近100%场所;蒸汽环境场所;有活化学媒质放出腐蚀性气体或液体场所;具有两个及以上危险场所特征场所等均属于高度危险场所。

7.1电动机械的使用

1.起重机械的使用

起重机械主要有塔式起重机、外用电梯、物料提升机等。

(1)塔式起重机

1)塔式起重机的集体必须作防雷接地,同时必须与配电系统PE线相连接,除此以外,PE线与接地体之间还必须有一个直接独立的连接点。

轨道式塔式起重机的防雷接地可以籍助于机轮和轨道的连接,但应附加措施。

2)塔式起重机运行时注意与外电接空线路或其防护设施保持安全距离。

(2)外用电梯

外用电梯通常属于载人、载物的客货两用电梯,所以其安全使用尤为重要。

要设置单独的开关箱,特别是要有可靠的极限控制、通信联络。

(3)物料提升机

物料提升机是只许运送物料,不允许载人的垂直运输机械,通常都是由电动经变速器直接驱动升降运动。

2.桩工机械的使用

桩工机械主要有潜水式钻孔机、潜水电机等。

桩工机械是一种与水密切接触的机械,因此其使用的主要安全问题是防水、防潮、防漏电。

(1)潜水式钻孔机的漏电保护要符合配电系统关于潮湿场所咯保护的要求。

(2)潜水点机的负荷线应用防水橡皮护套铜芯软电缆,电缆护套不得有裂纹和破损。

3.夯土机械的使用

夯土机械的金属外壳与PE线的连接点不得小于二处;其漏电保护必须适应潮湿场所的要求。

夯土机械的负荷线应采用耐气候型橡皮护套铜芯软电缆。

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