安科瑞 周菁
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰

摘要

    本文簡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理，分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用中的設(shè)計(jì)依據(jù)和相關(guān)規(guī)范。后通過安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)在南禪寺地鐵上蓋物業(yè)項(xiàng)目的實(shí)例介紹，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)及其重要意義。

關(guān)鍵詞： 電氣火災(zāi)；消防設(shè)備電源；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000/B；AFPM100;南禪寺地鐵； 

0 概述

    本項(xiàng)目為南禪寺站1號(hào)出入口上蓋配套設(shè)施，面積1329.65平方，高度17.6米。本工程屬多層建筑，消防及地下二層用電負(fù)荷等級為一級，其余用電負(fù)荷等級為三級，采用380V低壓供電。

    本項(xiàng)目電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控范圍為南禪寺地鐵上蓋物業(yè)樓層配電箱內(nèi)的6只ARCM200系列儀表。本項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)監(jiān)控現(xiàn)場分布于配電箱中低壓出線的漏電狀況，及時(shí)提醒消控室值班人員，以防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。現(xiàn)場儀表采用總線方式連接至消控中心Acrel-6000/B壁掛式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

    本項(xiàng)目消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍為南禪寺地鐵上蓋物業(yè)消防設(shè)備電源回路，共9臺(tái)三相雙電源配電箱。本項(xiàng)目在消防負(fù)荷配電箱內(nèi)安裝消防設(shè)備電源電壓信號(hào)傳感器，消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器設(shè)置于消防控制室內(nèi)，系統(tǒng)采用總線形式組網(wǎng)。

1 參考標(biāo)準(zhǔn)

1.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

1) GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

2) GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

3) GB14287.1-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》

4) GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》

5) GB14287.3-2005《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》

6) GB13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》

7) GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》

1.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

1) GB/50198《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

2) GB28184-2011《消防設(shè)備電源監(jiān)控系》

3) GB25506-2010《消防控制室通用技術(shù)要求》

4) GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》        

5) GB50303-2002《建筑電氣裝置工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》  

6) JGJ 16-2008 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》           

2 系統(tǒng)組成

2.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)組成

    南禪寺地鐵上蓋物業(yè)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目由電氣火災(zāi)監(jiān)測后臺(tái)，電氣火災(zāi)探測器以及漏電流互感器組成。本項(xiàng)目通訊采用1條RS485通訊總線接入壁掛式后臺(tái)。箱體中漏電流互感器通過電流線接入漏電探測器，漏電探測器實(shí)時(shí)顯示漏電情況。以上所述組成一套信號(hào)穩(wěn)定，精度可靠的電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)組網(wǎng)共分為三層：

1）站控管理層

  站控管理層針對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如觸摸屏、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件對現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場運(yùn)情況。

  監(jiān)控主機(jī)：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和分析工作。

  UPS：保證計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生供電問題時(shí)，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行。

后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備設(shè)置在消控室中。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

  通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時(shí)通訊。

3）現(xiàn)場設(shè)備層

  現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM200系列剩余式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如下：   

2.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)組成

    南禪寺地鐵上蓋物業(yè)項(xiàng)目消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)采用消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器+電壓傳感器的二層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)模式。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際要求，為該項(xiàng)目配置消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的電壓傳感器型號(hào)為：AFPM3-2AV，消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器型號(hào)為：AFPM100/B；AFPM100/B設(shè)置在消防控制室內(nèi)，引出1根RS485總線及DC24V電源線與現(xiàn)場配電箱內(nèi)的傳感器相連。系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖：

3 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備

3.1、 Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控后臺(tái)：

主要技術(shù)參數(shù)

電源：

① 額定工作電壓AC220V（-15% ～ +10%）

② 備用電源：主電源欠壓或停電時(shí)，維持監(jiān)控設(shè)備工作時(shí)間 ≥4小時(shí)

工作制：

24小時(shí)工作制

通訊方式：

RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離

監(jiān)控容量：

① 監(jiān)控設(shè)備高可監(jiān)控200個(gè)監(jiān)控單元（探測器）

② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測器

監(jiān)控報(bào)警項(xiàng)目：

① 剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）

② 溫度報(bào)警（超溫）： 故障單元屬性（部位、類型）

③ 電流故障（過流）： 故障單元屬性（部位、類型）

監(jiān)控報(bào)警響應(yīng)時(shí)間： ≤30s 

監(jiān)控報(bào)警聲壓級（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)控報(bào)警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持，直至手動(dòng)復(fù)位 

監(jiān)控報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)

故障報(bào)警項(xiàng)目：

① 監(jiān)控設(shè)備與探測器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路

② 監(jiān)控設(shè)備主電源欠壓或斷電

③ 給電池充電的充電器與電池之間的連接線發(fā)生斷路或短路

故障報(bào)警響應(yīng)時(shí)間：≤100s 

監(jiān)控報(bào)警聲壓級（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)控報(bào)警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持至故障排除

故障報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)

故障期間，非故障回路的正常工作不受影響

控制輸出：

報(bào)警控制輸出：1組常開無源觸點(diǎn)，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

自檢項(xiàng)目：

① 指示燈檢查：報(bào)警、故障、運(yùn)行、主電源、備用電源指示燈 

② 顯示屏檢查

③ 音響器件檢查 

自檢耗時(shí) ≤60s 

事件記錄：

① 記錄內(nèi)容：記錄類型、發(fā)生時(shí)間、探測器編號(hào)、區(qū)域、故障描述，可存儲(chǔ)記錄不少于2萬條

② 記錄查詢：根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢

操作分級：

① 日常值班級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢

② 監(jiān)控操作級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢

③ 系統(tǒng)管理級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢，監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)查詢、監(jiān)控設(shè)備各模塊單獨(dú)檢測、操作員添加與刪除

使用環(huán)境條件：

① 工作場所：消防控制室內(nèi)、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內(nèi)墻壁上

② 工作環(huán)境溫度：0℃～40℃

③ 工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH

④ 海拔高度：≤2500m

3.2、ARCM200系列儀表

    ARCM200型剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度、過電流、過電壓等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生，并實(shí)現(xiàn)了對多種電力參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測,為能耗管理提供的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品采用的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化于一身，是建筑電氣火災(zāi)預(yù)防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。產(chǎn)品符合 GB14287.2-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3、 Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控后臺(tái)：

主要技術(shù)參數(shù)

電源：

①主電源：AC220V 50Hz（允許85%－110%范圍內(nèi)變化）

②備用電源：主電源低電壓或停電時(shí)，維持監(jiān)控設(shè)備工作時(shí)間≥8h

③監(jiān)控器為連接的模塊（電壓/電流信號(hào)傳感器）提供DC24V電源

工作制：24小時(shí)工作制

通訊方式：Modbus-RTU通信協(xié)議，RS485半雙工總線方式，傳輸距離500m（若超過可通過中繼器延長通訊傳輸距離）。

監(jiān)控容量：≤128點(diǎn)

操作分級

① 日常值班級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢。

② 監(jiān)控操作級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位。

③ 系統(tǒng)管理級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位、探測器參數(shù)遠(yuǎn)程修改、監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定與修改、操作員添加與刪除。

使用環(huán)境條件

① 工作場所：消防控制室內(nèi)，或與消防控制臺(tái)并列安裝

② 工作環(huán)境溫度：-10℃～+55℃

③ 工作環(huán)境相對濕度：≤95%不結(jié)露

④ 海拔高度：≤2500m

⑤ 污染等級：Ⅲ級，安裝類別：Ⅲ級

主要組成部件

① 顯示方式：320*240點(diǎn)陣液晶；

② 輸入輸出模塊：內(nèi)置遠(yuǎn)程智能I/O模塊；

③ 聲光報(bào)警模塊：內(nèi)置喇叭、蜂鳴器和LED指示燈；

④ 備用電源：DC24V，10Ah(可選配你更大容量電池)

3.4、AFPM3系列儀表

    實(shí)時(shí)監(jiān)測一路三相交流電壓/電流、或兩路三相電壓；具有過壓、欠壓、缺相、錯(cuò)相、過流（具有電流檢測產(chǎn)品）報(bào)警；提供一路或兩路（監(jiān)控兩路三相交流電壓產(chǎn)品）開關(guān)量輸入功能，可監(jiān)測開關(guān)狀態(tài)；提供一路繼電器輸出，可連接報(bào)警控制回路；具有事件存儲(chǔ)功能，報(bào)警器能夠記錄報(bào)警發(fā)生的時(shí)間、類型、參數(shù)，根據(jù)報(bào)警記錄可以分析現(xiàn)場情況，為消除故障提供依據(jù)；采用現(xiàn)場總線通信技術(shù)，上位機(jī)管理軟件可以時(shí)刻監(jiān)控現(xiàn)場的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警信息。通過RS485接口，標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議可以與各種標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)相連；集成度高，網(wǎng)絡(luò)化，智能化程度高，動(dòng)作特性合理；

4 系統(tǒng)功能

4.1.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能

4.1.1.監(jiān)控報(bào)警功能：

    監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測器的漏電、溫度信息，報(bào)警時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警”指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型，記錄報(bào)警時(shí)間，聲光報(bào)警一直保持，直至按顯示屏“復(fù)位”按鈕遠(yuǎn)程對探測器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用顯示屏“消聲”按鈕手動(dòng)消除。

4.1.2.故障報(bào)警功能

    通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測器之間發(fā)生通訊故障時(shí)，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報(bào)警聲音。

    電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響。

4.1.3.自檢功能

    檢查設(shè)備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。

4.1.4.報(bào)警記錄存儲(chǔ)查詢功能

    當(dāng)發(fā)生漏電、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí)，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

4.1.5.電源功能

    當(dāng)主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備可自動(dòng)切換到備用電源工作，當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電時(shí)，自動(dòng)切回到主電源，切換過程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。

4.1.6.對探測器控制功能

    通過監(jiān)控軟件操作，可對連接到本設(shè)備的所有探測器進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制。

4.1.7.權(quán)限控制功能

    為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運(yùn)行，監(jiān)控設(shè)備軟件操作權(quán)限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權(quán)限。

4.2.消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)功能

4.2.1.監(jiān)控報(bào)警功能

被監(jiān)控設(shè)備電源回路開關(guān)狀態(tài)

被監(jiān)控設(shè)備電源的工作狀態(tài)（電壓、電流及報(bào)警狀態(tài)信息）

報(bào)警響應(yīng)時(shí)間：≤100s

報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)

報(bào)警光信號(hào)：紅色LED指示燈常亮

4.2.2控制輸出功能

對個(gè)別或全部被監(jiān)控設(shè)備的報(bào)警繼電器進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作

監(jiān)控器控制輸出：常開無源觸點(diǎn)，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

4.2.3.故障報(bào)警功能

監(jiān)控器與模塊（電壓/電流信號(hào)傳感器）之間的連接線斷路、短路

監(jiān)控器主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過壓（≥110%主電源電壓）

監(jiān)控器與其分體電源間連接線斷路、短路

當(dāng)監(jiān)控器出現(xiàn)以上故障時(shí)，能發(fā)出與監(jiān)控報(bào)警信號(hào)有明顯區(qū)別的聲光故障報(bào)警信號(hào)

故障報(bào)警響應(yīng)時(shí)間：≤100s

故障報(bào)警聲信號(hào)：手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)

故障報(bào)警光信號(hào)：黃色LED指示燈常亮

故障期間，非故障回路的正常工作不受影響

4.2.4.自檢功能

連接檢查：通信線路及分體電源線路的斷路、短路

設(shè)備自檢：手動(dòng)檢查或系統(tǒng)自檢

自檢耗時(shí)：≤60s

4.2.5.報(bào)警記錄功能

記錄10000條相關(guān)故障報(bào)警信息

報(bào)警類型：故障類型、發(fā)生時(shí)間、故障描述

報(bào)警事件查詢 

報(bào)警記錄打印

4.2.6.打印功能

監(jiān)控系統(tǒng)可漢字打印，可打印報(bào)警事件及時(shí)間、故障事件及時(shí)間。

4.2.7.消音

    在發(fā)生報(bào)警或故障等警報(bào)情況下，監(jiān)控設(shè)備的揚(yáng)聲器會(huì)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警聲加以提示，按“消音”鍵揚(yáng)聲器終止發(fā)出警報(bào)，報(bào)警指示燈綠燈亮。期間工作人員可以對有關(guān)故障進(jìn)行處理。一切回歸正常，報(bào)警指示燈滅。如有新的故障發(fā)生時(shí)，消音指示燈滅，揚(yáng)聲器將再次發(fā)出警報(bào)聲。

5 結(jié)束語

    南禪寺地鐵上蓋物業(yè)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置Acrel-6000/B、漏電火災(zāi)探測器漏電火災(zāi)探測器ARCM200組成。Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是本公司自主研發(fā)的用于接收剩余電流式電氣火災(zāi)探測器等現(xiàn)場設(shè)備信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制、管理的運(yùn)行于計(jì)算機(jī)的工業(yè)級硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)應(yīng)用于大型商場、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎(chǔ)、辦公大樓、商場酒店、醫(yī)院等區(qū)域的消防控制中心，對分散在建筑內(nèi)的探測器進(jìn)行遙測、遙調(diào)、遙控、遙信，方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus現(xiàn)場總線將具有通信功能的探測器相互連接起來，當(dāng)現(xiàn)場保護(hù)線路中的被探測參數(shù)超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)、控制信號(hào)，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息。現(xiàn)場儀表采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000/B壁掛式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有安裝運(yùn)輸方便、性價(jià)比高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

    南禪寺地鐵上蓋物業(yè)項(xiàng)目消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)ο涝O(shè)備的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，通過檢測消防設(shè)備電源的電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)等有關(guān)設(shè)備電源信息，從而判斷電源設(shè)備是否有斷路、短路、過壓、欠壓、缺相、錯(cuò)相以及過流（過載）等故障信息并報(bào)警、記錄。此系統(tǒng)具有可靠性、實(shí)時(shí)性并具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化和連續(xù)監(jiān)控的特性。實(shí)時(shí)反映出被監(jiān)控設(shè)備電源的狀況，并集中顯示，從而可以避免在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防設(shè)備由于電源故障而無法正常工作的危急情況，大限度的保障消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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