source ground/zero sequence ground sensor - power ......zero sequence sensing, also referred to as...

Instructions for Series NRX Neutral Source Ground and Zero Sequence Ground Sensor

• WARNING(1) ONLY QUALIFIED ELECTRICAL PERSONNEL SHOULD BE PERMITTED TO WORK ON THE EQUIPMENT. (2) ALWAYS DE-ENERGIZE PRIMARY AND SECONDARY CIRCUITS IF A CIRCUIT BREAKER CANNOT BE REMOVED TO A SAFE WORK LOCATION. (3) DRAWOUT CIRCUIT BREAKERS SHOULD BE LEVERED (RACKED) OUT TO THE DISCONNECT POSITION. (4) ALL CIRCUIT BREAKERS SHOULD BE SWITCHED TO THE OFF POSITION AND MECHANISM SPRINGS DISCHARGED. FAILURE TO FOLLOW THESE STEPS FOR ALL PROCEDURES DESCRIBED IN THIS INSTRUCTION LEAFLET COULD RESULT IN DEATH, BODILY INJURY, OR PROPERTY DAMAGE.

• WARNINGTHE INSTRUCTIONS CONTAINED IN THIS IL AND ON PRODUCT LABELS HAVE TO BE FOLLOWED. OBSERVE THE FIVE SAFETY RULES: – DISCONNECTING – ENSURE THAT DEVICES CANNOT BE ACCIDENTALLY RESTARTED – VERIFY ISOLATION FROM THE SUPPLY – EARTHING AND SHORT-CIRCUITING – COVERING OR PROVIDING BARRIERS TO ADJACENT LIVE PARTS DISCONNECT THE EQUIPMENT FROM THE SUPPLY. USE ONLY AUTHORIZED SPARE PARTS IN THE REPAIR OF THE EQUIPMENT. THE SPECIFIED MAINTENANCE INTERVALS AS WELL AS THE INSTRUCTIONS FOR REPAIR AND EXCHANGE MUST BE STRICTLY ADHERED TO PREVENT INJURY TO PERSONNEL AND DAMAGE TO THE SWITCHBOARD.

effective November 2012supersedes January 2011 Series NRXInstruction Leaflet IL01301031E

Instructions apply to:

1600 NRX SUB-TITLE IMAGE (12/15/2010)

Series NRX, Type NF Frame ANSI, UL1066, UL489 / IEC, IZMX16, IZM91

Series NRX, Type RF Frame IEC, IZMX40

4000 NRX RF DRAWOUT SUBTITLE IMAGE (12/15/2010)

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Instructions for Series NRX Neutral Source Ground and Zero Sequence

Ground Sensor

EATON CORPORATION www.eaton.com

Instruction Leaflet IL01301031Eeffective November 2012

Section 1: General informationGround Fault Trip used in Series NRX can detect ground faults via the Source Ground or Zero Sequence fault sensing methods. This I.L. applies to these two sensing methods only. Reference IL01301051E for more application information.

Figure 1.

min 5.8” / 14,73 cm

min 8.2” / 20,82 mm

max 1.7” / 4,32 mm

Polarity Mark

10-32 Plain Brass Slot Head Screws

min 1.00” / 2,54 cm

Ground Current Sensor

Figure 2.

Sensor

Grounding Electrode Series NRX

Secondary Contracts

Jumper

17 18 19 20

Source Ground Sensing (NEMA)

Figure 3.

Sensor

Grounding Electrode Series NRX

Secondary Contracts

Jumper

17 18 19 20

Source Ground Sensing (IEC)

Figure 4.

Series NRX

Jumper

17 18 19 20

N

Zero Sequence Sensing (NEMA)

Figure 5.

Series NRX

Jumper

17 18 19 20

N

Zero Sequence Sensing (IEC)

3


Instructions for Series NRX Neutral Source Ground and Zero SequenceGround Sensor


The Digitrip 520 and 1150 for the Series NRX circuit breakers uses three modes of sensing to detect ground fault currents: residual, source ground, and zero sequence (see Table 1). Series NRX circuit breakers can accommodate all three types, including 4-pole circuit breakers. The breaker secondary contact inputs are used to configure the three schemes. The absence of a jumper from terminal 19 to 20 programs the unit for a residual ground fault scheme. Installing a jumper from 19 to 20 programs the trip unit for either a source ground or zero sequence configuration. If a Communications Adapter Module (CAM) unit is availiable, the jumper will be installed on its faceplate. If present, this jumper resides on the stationary side of the switchgear assembly for a drawout circuit breaker. In all three schemes, the proper current sensor required is displayed in Table 1.

Table 1. Series NRX/Digitrip Ground Fault Sensing Modes

Series NRX Circuit Breaker Frame

Ground (Earth) Sensing Method

RequiredSensor(IZMX TypeCoding)

Breaker Secondary Contacts Required

Neutral Input Contacts

Ground Sensor Input Contacts

NF Residual NFNCTKIT(IZMX-CT16-N)

No Jumper 15, 16

RF Residual RFNCTKIT(IZMX-CT40-N)

No Jumper 15, 16

NF or RF SourceGround

NFGFSKIT(IZMX-CT-NGS)

Jumper 19 to 20

17, 18

NF ZeroSequence

NFGFSKIT(IZMX-CT-NGS)

Jumper 19 to 20

17, 18

This information applies to Trip Units with Ground.

For circuit breakers employing a communication module, the enabling jumper is located on this module.

Source Ground SensingDepending upon the installation requirements, alternate ground fault sensing schemes may be dictated. The ground return method is usually applied when ground fault protection is desired only on the main circuit breaker in a simple radial system. This method is also applicable to double-ended systems where a mid-point grounding electrode is employed. For this mode of sensing, a single current sensor mounted on the equipment-bonding jumper directly measures the total ground current flowing in the grounding electrode conductor. The wiring is as displayed in Figure 2 and 3.

Zero Sequence SensingZero Sequence Sensing, also referred to as vectorial summation, is applicable to mains, feeders and special schemes involving zone protection. The wiring is as displayed in Figure 4 and 5.

Table 2. Ground (Earth) Fault Current Settings - Source Ground/Zero Ground Fault Settings

Ground Fault Current Settings (Amperes)

Available Ground Fault Setting /n

.25 .30 .35 .40 .50 .60 .75 1.0

Any Rating Plug 100A 120A 140A 160A 200A 240A 300A 400A

The current sensor NFGFSKIT (400:1 ratio or 4000:1 equivalently) has been set up such that it will read out Source Ground current directly on PH.5 of the Series NRX Digitrip 520M or IG(s) for Digitrip 1150. If other current sensor ratios are to be employed, contact Eaton. The Digitrip 1150 also offers current sensor ratio settings programmable for corresponding sensor ratios of 10A to 1000A.

Performance Testing for Ground Fault Circuit BreakersCode RequirementsThe National Electric Code under Article 230-95-C requires that any ground-fault protection system be performance tested when installed. The test shall be conducted in accordance with approved instructions provided with the equipment. A written record of this test shall be made available to the authority having inspection jurisdiction.

Standards RequirementsIn addition to the basic N.E.C. performance requirements stated above, UL Standard No. 1053 requires that certain minimum instructions accompany each ground fault protection system.

General Test InstructionsThe interconnect system shall be evaluated in accordance with the equipment assembler’s detailed instructions by qualified personnel.

The polarity of the sensor connection (if used) must agree with equipment assembler’s detailed instructions to avoid improper operation following apparently correct stimulated test operations. If there are questions, consult the specifying engineer and/or equipment assembler.

The grounding points of the system shall be verified to determine that ground paths do not exist that would bypass the sensors. High-voltage testers and resistance bridges may be used.

Using a low voltage (0-24v) high current AC source, apply a test current of 125% of the ground fault pick-up setting through one phase of the circuit breaker as displayed in Figures 6 to 9. This should cause the breaker to trip in less than 1 second, and if an alarm indicator is supplied, it should operate. Reset the breaker and the alarm indicator.

• WARNINGELECTRICAL SHOCK OR BURN INJURY CAN OCCUR WHEN WORKING ON POWER SYSTEMS. ALWAYS TURN OFF POWER SUPPLYING CIRCUIT BREAKER BEFORE CONDUCTING TESTS. TEST OUT OF THE CELL, IF POSSIBLE.

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Ground Sensor



Figure 6.

17 18 19 20

Low Voltage Source

Series NRX

Source Ground Trip Test (NEMA)

Figure 7.

G

17 18 19 20

Low Voltage Source

Series NRX

Source Ground Trip Test (IEC)

Figure 8.

17 18 19 20

Series NRX

N

Zero Sequence Ground Trip Test (NEMA)

Figure 9.

G

17 18 19 20

Series NRX

N

Zero Sequence Ground Trip Test (IEC)

• WARNINGFIELD TESTING SHOULD BE USED FOR FUNCTIONAL TESTING, NOT FOR FIELD CALIBRATION. IT TEMPORARY CONNECTIONS WERE MADE FOR THE PURPOSE OF CONDUCTING TESTS, RESTORE PROPER OPERATING CONDITIONS BEFORE RETURNING THE BREAKER TO SERVICE.

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Instructions for Series NRX Neutral Source Ground and Zero SequenceGround Sensor


6


Ground Sensor



Power Chain Management is a registered Trademark of Eaton Corporation

All other Trademarks are property of their respective owners.

Eaton CorporationElectrical Group1000 Cherrington ParkwayMoon Township, PA 15108United States877-ETN-CARE (877-386-2273)Eaton.com

© 2012 Eaton CorporationAll Rights ReservedPrinted in USAPublication No. IL01301031EH04November 2012

Disclaimer of warranties and limitation of liability

The information, recommendations, descriptions, and safety notations in this document are based on Eaton Corporation’s (“Eaton”) experience and judgment, and may not cover all contingencies. If further information is required, an Eaton sales office should be consulted.

Sale of the product shown in this literature is subject to the terms and conditions outlined in appropriate Eaton selling policies or other contractual agreement between Eaton and the purchaser.

THERE ARE NO UNDERSTANDINGS, AGREEMENTS, WARRANTIES, EXPRESSED OR IMPLIED, INCLUDING WARRANTIES OF FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE OR MERCHANTABILITY, OTHER THAN THOSE SPECIFICALLY SET OUT IN ANY EXISTING CONTRACT BETWEEN THE PARTIES. ANY SUCH CONTRACT STATES THE ENTIRE OBLIGATION OF EATON. THE CONTENTS OF THIS DOCUMENT SHALL NOT BECOME PART OF OR MODIFY ANY CONTRACT BETWEEN THE PARTIES.

In no event will Eaton be responsible to the purchaser or user in contract, in tort (including negligence), strict liability, or otherwise for any special, indirect, incidental, or consequential damage or loss whatsoever, including but not limited to damage or loss of use of equipment, plant or power system, cost of capital, loss of power, additional expenses in the use of existing power facilities, or claims against the purchaser or user by its customers resulting from the use of the information, recommendations, and descriptions contained herein.

The information contained in this manual is subject to change without notice.

Montageanweisung für Series NRX Fehlerstromquelllen- und Summen-stromwandler

• WARNUNG(1) DIE INSTANDHALTUNG DARF NUR DURCH ENTSPRECHEND ELEKTRONTECHNISCH QUALIFIZIERTES PERSONAL ERFOLGEN. (2) VOR BEGINN DER ARBEITEN MUSS DER SPANNUNGSFREIE ZUSTAND DER SCHALTANLAGE HERGESTELLT UND WÄHREND DER ARBEITEN SICHERGESTELLT SEIN. (3) SCHALTER IN AUSFAHRTECHNIK MÜSSEN IN TRENNSTELLUNG GEFAHREN WERDEN. (4) DIE SCHALTER SIND AUF AUS ZU STELLEN UND DER FEDERSPEICHER IST ZU ENTSPANNEN. BEIM BETRIEB ELEKTRISCHER GERÄTE STEHEN ZWANGSLÄUFIG BESTIMMTE TEILE DIESER GERÄTE UNTER GEFÄHRLICHER SPANNUNG. UNSACHGEMÄSSER UMGANG MIT DIESEN GERÄTEN KANN DESHALB ZU TOD ODER SCHWEREN KÖRPERVERLETZUNGEN SOWIE ERHEBLICHEN SACHSCHÄDEN FÜHREN.

• WARNUNGBEACHTEN SIE BEI INSTANDHALTUNGSMASSNAHMEN AN DIESEM GERÄT ALLE IN DIESER AWA UND AUF DEM PRODUKT SELBST AUFGEFÜHRTEN HINWEISE. DIE FÜNF SICHERHEITSREGELN SIND EINZUHALTEN – FREISCHALTEN – GEGEN WIEDEREINSCHALTEN SICHERN – SPANNUNGSFREIHEIT FESTSTELLEN – ERDEN UND KURZSCHLIESSEN – BENACHBARTE, UNTER SPANNUNG STEHENDE TEILE ABDECKEN ODER ABSCHRANKEN DAS GERÄT IST VOM NETZ ZU TRENNEN. ES DÜRFEN NUR VOM HERSTELLER ZUGELASSENE ERSATZTEILE VERWENDET WERDEN. DIE VORGESCHRIEBENEN WARTUNGSINTERVALLE SOWIE DIE ANWEISUNGEN FÜR REPARATUR UND AUSTAUSCH SIND UNBEDINGT EINZUHALTEN, UM SCHÄDEN AN PERSONEN UND ANLAGEN ZU VERMEIDEN.

gültig ab November 2012ersetzt Januar 2011 Series NRXInstruction Leaflet IL01301031E

Die Montageanweisung ist für folgende Baugrößen gültig:

1600 NRX SUB-TITLE IMAGE (12/15/2010)

Series NRX, Type NF Frame ANSI, UL1066, UL489 / IEC, IZMX16, IZM91

Series NRX, Type RF Frame IEC, IZMX40

4000 NRX RF DRAWOUT SUBTITLE IMAGE (12/15/2010)

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Montageanweisung für Series NRX Fehlerstromquelllen- und Summen-

stromwandler


Instruction Leaflet IL01301031Egültig ab November 2012

Abschnitt 1: Allgemeine InformationenDer Erdschlussauslöser kann Erdschlusszustände unter anderem mittles Fehlerstromquellenmessung und Nullmesung erkennen. Die Montageanweisung bezieht sich nur auf diese beiden Messmethoden. Für weitere Informationen siehe IL01301051E.

Abbildung 1.

min 5.8” / 14,73 cm

min 8.2” / 20,82 mm

max 1.7” / 4,32 mm

Polaritäts-markierung

10-32 Messing-schrauben

min 1.00” / 2,54 cm

Stromwandler Erdschluss (IZMX-CT-NGS)

Abbildung 2.

Wandler

Erdungs-elektrode

Leistungsschalter

Steuerleitungs-anschlüsse

Brücke

17 18 19 20

Fehlerstromquellenmessung (NEMA)

Abbildung 3.

Wandler

Erdungs-elektrode

Leistungsschalter

Steuerleitungs-anschlüsse

Brücke

17 18 19 20

Fehlerstromquellenmessung (IEC)

Abbildung 4.

Leistungsschalter

Brücke

17 18 19 20

N

Nullmessung (NEMA)

Abbildung 5.

Leistungsschalter

Brücke

17 18 19 20

N

Nullmessung (IEC)

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Tabelle 1. Digitrip Messmethoden für Erdschluss

Baugröße Erdschluss-messung Stromwandlertypen SteuerleitungsanschlüsseSteuerleitungsanschlüsse für Neutraleingang

Steuerleitungsanschlüsse für Erdschlussmessung

NF Fehlerstrommessung NFNCTKITIZMX-CT16-N

Keine Brücke 15, 16

RF Fehlerstrommessung RFNCTKITIZMX-CT40-N

Keine Brücke 15, 16

Alle Baugrößen Fehlerstromquellenmessung NFGFSKITIZMX-CT-NGS

Brücke von 19 nach 20 17, 18

NF Nullmessung NFGFSKITIZMX-CT-NGS

Brücke von 19 nach 20 17, 18

Informationen beziehen sich nur auf Auslöseelektroniken mit Erdschlussschutz.

Wenn ein Kommunikationsmodul verwended wird, dann wird die Fehlerstromquellenmessung mittels der Brücke am Kommunikationsmodul aktiviert.

Digitrip 520 und Digitrip 1150 Auslöseelektroniken bieten drei verschiedene Messmethoden zur Erkennung von Erdschlussströmen an: Fehlerstrommessung, Fehlerstromquellenmessung und Nullmessung (siehe Tabelle 1). Eaton Leistungsschalter eignen sich für alle drei Messarten. Die Steuerleitungsanschlüsse werden für die Konfiguration der Schalterzellenstellungen für die drei Messmethoden verwendet. Für die Fehlerstrommessung wird keine Brücke von Position 19 nach Position 20 verwendet. Bei der Konfiguration für entweder die Fehlerstromquellenmessung oder die Nullmessung wird eine Brücke von Position 19 nach Position 20 verwendet. Falls vorhanden, befindet sich diese Brücke an der festen Seite der Schaltanlagenbaugruppe. Wenn ein Kommunikationsmodul genutzt wird, dann wird die Brücke auf der Vorderseite des Kommunikationsmoduls installiert. Bei allen drei Methoden ist ein korrekter Stromwandlereingang an den externen Sensoreingangsanschlussklemmen der Steuerleitungsanschlüsse erforderlich (siehe Tabelle 1).

Fehlerstromquellenmessung

Je nach Montageanforderungen können verschiedene Erdschlussmessmethoden verwendet werden. Die Methode mit Erde als Rückleitung kommt in der Regel zum Einsatz, wenn Erdschlussschutz nur für den Hauptschalter in einem einfachen Strahlennetz gewünscht wird. Diese Methode gilt auch für symmetrische Netze mit geerdetem Mittelpunktleiter. Bei dieser Messmethode erfolgt eine direkte Messung des gesamten Erdschlussstromes in der Rückleitung zum zentralen Erdungspunkt. Siehe Abbildung 2 und 3 für den Schaltplan.

Nullmessung

Die auch als vektorielle Summenstrombildung bezeichnete Nullmessung eignet sich für Einspeiseleitungen, Abgangsleitungen und spezielle Schaltungen mit logischer Selektivität. Siehe Abbildung 4

und 5 für den Schaltplan.

Tabelle 2. Erdschlussstromeinstellungen—Fehlerstromquellenmessung/Nullmessung

Erdschlussstromeinstellungen (Ampere)

Wählbare Parameter In

0,25 0,30 0,35 0,40 0,50 0,60 0,75 1,00

Bemessungsstrom-modul

100A 120A 140A 160A 200A 240A 300A 400A

Der Stromwandler NFGFSKIT (Verhältnis 400:1 oder entsprechende 4000:1) ist so eingestellt, dass er Erdschlussstromquellen direkt an PH.5 von Digitrip 520 Auslöseelektroniken oder IG(s) von Digitrip 1150 Auslöseelektroniken ausliest. Falls andere Verhältnisse der Stromwandler eingesetzt werden sollen, setzen Sie sich bitte mit Eaton in Verbindung. Mit Digitrip 1150 Auslöseelektroniken ist es weiterhin

4


stromwandler



möglich Einstellungen für die jeweiligen Stromwandlerverhältnisse von 10A bis 1000A vorzunehmen.

Abschnitt 2: Funktionsprüfung für Leistungss-chalter mit ErdschlussschutzPrüfanforderungen für Nordamerika und andere Länder

In Nordamerika und bestimmten anderen Ländern ist es vorgeschrieben, dass jedes Erdschlussgerät vor der ersten Inbetriebnahme einer Funktionsprüfung unterzogen wird (siehe National Electric Code Artikel 230-95-C). Führen Sie die Prüfung gemäß der genehmigten und mit der Ausrüstung gelieferten Anleitung durch und fertigen Sie einen schriftlichen Bericht über die Durchführung des Tests an.

Normen

Als Zusatz zu den grundlegenden von der NEC vorgeschriebenen Leistungsanforderungen wird durch UL-Norm 1053 gefordert, dass jedem Erdschlussschutzsystem eine Anleitung mit einem bestimmten Mindestumfang beigelegt werden muss.

Allgemeine Prüfhinweise

Das vernetzte System muss von qualifizierten Fachleuten gemäß den detaillierten Anweisungen des Geräteherstellers beurteilt werden.

Um einen nicht ordnungsgemäßen Betrieb nach offensichtlich korrekt simulierten Prüfoperationen zu vermeiden, muss die Polarität der Neutralwandlerkontakte (falls verwendet) mit den detaillierten Anweisungen des Geräteherstellers übereinstimmen. Wenden Sie sich bei Fragen an den zuständigen Ingenieur und/oder den Gerätehersteller.

Prüfen Sie die Erdungspunkte des Systems mithilfe von Hochspannungsprüfern und Widerstandsbrücken, um sicherzustellen, dass keine an den Wandlern vorbeiführenden Erdleitungen existieren.

Verwenden Sie eine Niederspannungs- (0 bis 24 V), Hochstrom-AC-Quelle, um einen Prüfstrom von 125 Prozent des Ansprechwertes des Erdschlussauslösers an eine Phase des Leistungsschalters anzulegen (siehe Abbildung 6 bis 9). Dies sollte zu einer Auslösung des Schalters innerhalb einer Sekunde führen und die Alarmanzeige (falls vorhanden) aktivieren. Setzen Sie Schalter und Alarmanzeige in den Ausgangszustand zurück. Wiederholen Sie diese Prüfung für die anderen beiden Phasen.

Legen Sie denselben Strom (s.o.) an zwei beliebige Phasen des Schalters an. Der Schalter sollte nicht ausgelöst werden und die Alarmanzeige (falls vorhanden) sollte nicht in Betrieb sein. Wiederholen Sie diese Prüfung für die anderen beiden möglichen Phasenkombinationen oder durch eine Phase mit Rückführung durch den Neutralleiter. Halten Sie die Prüfergebnisse auf den Prüfformular fest.

• WARNUNGBEI DER ARBEIT AN STROMVERSORGUNGSSYSTEMEN BESTEHT IMMER DIE GEFAHR EINES ELEKTRISCHEN SCHLAGS ODER EINES ELEKTROBRANDS. SCHALTEN SIE VOR DURCHFÜHRUNG DER PRÜFUNGEN IMMER DEN SCHALTER FÜR DIE STROMVERSORGUNG AB. ENTFERNEN SIE DEN SCHALTER WENN MÖGLICH IMMER AUS DER KASSETTE.

Abbildung 6.

17 18 19 20

Niederspannungsquelle

Leistungsschalter

Funktionsprüfung Fehlerstromquellenmessung (NEMA)

Abbildung 7.

G

17 18 19 20

Niederspannungsquelle

Leistungsschalter

Funktionsprüfung Fehlerstromquellenmessung (IEC)

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Abbildung 8.

17 18 19 20

Leistungsschalter

N

Funktionsprüfung Nullmessung (NEMA)

Abbildung 9.

G

17 18 19 20

Leistungsschalter

N

Funktionsprüfung Nullmessung (IEC)

• WARNUNGFUNKTIONSPRÜFUNGEN SOLLTEN NUR ZUR SICHERSTELLUNG DER FUNKTIONALITÄT DES LEISTUNGSSCHALTERS VORGENOMMEN WERDEN, NICHT ZUR KALIBRIERUNG DES SCHALTERS. STELLEN SIE NACH DER FUNKTIONSRPÜFUNG ALLE EINSTELLUNGEN DES LEISTUNGSSCHALTERS IN IHREN AUSGANGSZUSTAND ZURÜCK UND ENTFERNEN SIE ALLE FÜR DIE PRÜFUNG VORGENOMMENEN VERBINDUNGEN ZU DEN PRÜFGERÄTEN BEVOR DER SCHALTER WIEDER IN BETRIEB GENOMMEN WIRD.

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stromwandler



Power Chain Management is a registered Trademark of Eaton Corporation

All other Trademarks are property of their respective owners.

Eaton CorporationElectrical Group1000 Cherrington ParkwayMoon Township, PA 15108United States877-ETN-CARE (877-386-2273)Eaton.com

© 2012 Eaton CorporationAll Rights ReservedPrinted in USAPublication No. IL01301031EH03November 2012

source ground/zero sequence ground sensor - power ......zero sequence sensing, also referred to as...

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