Hersteller mobiler Umspannwerke: Schnell einsetzbare Lösungen für die Notfallreparatur von Stromnetzen

TL;DR – Wichtigste Erkenntnisse

Mobiles UmspannwerkDie von einem qualifizierten Hersteller mobiler Umspannwerke gelieferten Systeme können innerhalb von 24 bis 72 Stunden eingesetzt und in Betrieb genommen werden – eine entscheidende Fähigkeit, da jede Stunde Ausfallzeit die Energieversorger schätzungsweise 500.000 bis 1 Million US-Dollar an entgangenen Einnahmen und Netzentschädigungen kostet.

• Mobile Umspannwerke schließen die Lücke: Der Bau von festen Umspannwerken dauert 12 bis 24 Monate; mobile Einheiten sind innerhalb weniger Tage einsatzbereit.
• Katastrophenresilienz ist der wichtigste Faktor: 78 % der mobilen Umspannwerksinstallationen dienen der Notfallwiederherstellung des Stromnetzes nach Hurrikanen, Erdbeben, Überschwemmungen und Waldbränden.
• Saisonale und industrielle Anwendungen nehmen zu: Bergbau, Ölfelder, Großveranstaltungen und Baustellen machen weltweit 22 % der Nutzung mobiler Umspannwerke aus.
• IEC- und IEEE-konforme Designs: Die Geräte erfüllen die Normen IEC 60076, IEC 62271 und IEEE C57 für die weltweite Projektakzeptanz.

Warum ein Hersteller mobiler Umspannwerke bei einem Stromausfall von Bedeutung ist

Wenn ein Hurrikan Küstenstromleitungen zerstört, ein Erdbeben Umspannwerke lahmlegt oder ein Transformatorbrand die Stromversorgung von 50.000 Haushalten unterbricht, bleibt keine Zeit, einen dauerhaften Ersatz zu entwerfen, zu beschaffen und zu bauen. Ein qualifizierter Hersteller mobiler Umspannwerke bietet die einzig praktikable Lösung: ein komplettes, vorgetestetes Umspannwerk in Versorgungsqualität, das auf einem Anhänger angeliefert wird und innerhalb weniger Tage an das Stromnetz angeschlossen werden kann.

Ich habe die letzten fünfzehn Jahre mit Energieversorgungsunternehmen in Asien, Afrika, dem Nahen Osten und Südamerika zusammengearbeitet und persönlich den Einsatz mobiler Umspannwerke unter extrem schwierigen Bedingungen geleitet. 2021 erlebte ich, wie ein mobiles Umspannwerk innerhalb von 38 Stunden nach seiner Ankunft die Stromversorgung einer Kupfermine in Sambia wiederherstellte – einer Mine, die nach einem katastrophalen Transformatorausfall vier Tage lang völlig im Dunkeln gelegen hatte. Da jede Stunde Stillstand im Bergbau Produktionsausfälle von rund 200.000 US-Dollar verursacht, hatte sich die mobile Einheit bereits vor Ende der ersten Woche amortisiert.

Der globale Markt für mobile Umspannwerke wird bis 2030 voraussichtlich ein Volumen von rund 6,2 Milliarden US-Dollar erreichen, angetrieben durch die zunehmende Häufigkeit und Schwere klimabedingter Katastrophen., entsprechend US-EnergieministeriumDieses Wachstum ist keine Spekulation – es spiegelt einen grundlegenden Wandel in der Herangehensweise von Energieversorgungsunternehmen weltweit an die Planung der Netzresilienz wider.

Was genau ist eine mobile Umspannstation?

Eine mobile Umspannstation ist eine in sich geschlossene, auf einem Anhänger oder in einem Container untergebrachte Energieumwandlungseinheit, die einen Abwärts- oder Aufwärtstransformator mit Mittelspannungsschaltanlagen, Schutzrelais, Mess- und Steuerungssystemen in einem einzigen transportablen Paket integriert. Wir bauen diese Einheiten in unserer 120.000 m² großen Produktionsstätte in Ningbo, und ich habe selbst gesehen, wie unser Ingenieurteam die Herausforderung meistert, das, was normalerweise einen Hektar Land einnehmen würde, in einen einzigen 40-Fuß-Anhänger zu komprimieren.

Im Gegensatz zu fest installierten Umspannwerken wird eine mobile Einheit komplett montiert, vollständig geprüft und einsatzbereit geliefert. Zu den Kernkomponenten gehören:

• Leistungstransformator (5–60 MVA): IEC 60076-konform, ölgekühlt, mit Spannungsverhältnissen von 10 kV bis 110 kV.
• Hochspannungsschaltanlagen: C-GIS (gasisolierte Schaltanlagen in Würfelbauweise) oder AIS (luftisolierte Schaltanlagen) mit Vakuum- oder SF6-Leistungsschaltern.
• Schutz- und Bedienfeld: Numerische Relais, SCADA-fähige RTU, Synchronisierungsgeräte und eichfähige Messtechnik.
• Niederspannungsverteilungsabschnitt: Speisesäulen, Kabelanschlüsse und Hilfstransformator für den Bahnhofsbetrieb.
• Anlage: Wetterfester, schallgedämmter Container oder Anhänger mit Klimaanlage, Beleuchtung, Feuerlöschanlage und Zugangskontrolle.

Die Stärke des mobilen Umspannwerks liegt in seiner Integration. Da jede Komponente vor dem Versand im Werk als System getestet wird, wird das Risiko von Fehlern bei der Inbetriebnahme vor Ort drastisch reduziert. Wir haben mobile Umspannwerke in mehr als zwölf Länder geliefert, und die durchschnittliche Inbetriebnahmezeit vor Ort – von der Kabelverbindung bis zur Netzsynchronisation – beträgt weniger als 48 Stunden.

Wie schnell kann eine mobile Umspannstation eingesetzt werden?

Das ist die Frage, die mir Einkaufsleiter am häufigsten stellen, und die Antwort hängt von drei Faktoren ab: der Baustellenbereitschaft, der Komplexität des Netzanschlusses und der Verfügbarkeit von Kranausrüstung. Aber hier ist der ehrliche Maßstab, an dem wir uns orientieren.

Von der Auslieferung ab Werk bis zur Inbetriebnahme kann eine standardmäßige, auf einem Anhänger montierte mobile Umspannstation innerhalb von 72 Stunden vollständig betriebsbereit sein, und in dringenden Fällen mit vorheriger Vorbereitung vor Ort haben wir eine Bearbeitungszeit von 24 Stunden erreicht. Ich erkläre es Ihnen genauer.

Bereitstellungszeitplan: Werksversand und Transport (Standard: 12–24 Stunden, Notfall: 6–8 Stunden), Standortausrichtung und Nivellierung (Standard: 4–6 Stunden, Notfall: 2–3 Stunden), Kabelanschlüsse (Hoch- und Niederspannung) (Standard: 4–8 Stunden, Notfall: 2–4 Stunden), Konfiguration der Schutzrelais (Standard: 2–4 Stunden, Notfall: 1–2 Stunden), Inbetriebnahmeprüfungen und Netzsynchronisation (Standard: 2–4 Stunden, Notfall: 1–2 Stunden). Gesamtzeit bis zur Inbetriebnahme: Standard: 24–48 Stunden, Notfall: 12–24 Stunden.

Ich will ganz offen mit Ihnen sein: Der 24-Stunden-Zeitplan für Notfälle setzt voraus, dass eine Standortbesichtigung bereits abgeschlossen ist und die Kabeltrassen frei sind. Ohne Standortvorbereitung rechnen Sie mit zusätzlichen 8 bis 12 Stunden für das Ausheben von Gräben und die Kabelverlegung. Aber selbst im schlimmsten Fall sprechen wir von Tagen, nicht von Monaten.

Mobile Umspannwerke im Katastrophenschutz: Szenarien aus der Praxis

Wiederherstellung des Stromnetzes nach Hurrikanen und Taifunen

Wenn ein Hurrikan der Kategorie 4 auf Land trifft, kann die primäre Übertragungsinfrastruktur innerhalb eines 50 Kilometer langen Korridors katastrophale Schäden erleiden – umgestürzte Masten, überflutete Umspannwerke und mit Salz kontaminierte Isolatoren machen ganze Abschnitte des Stromnetzes funktionsunfähig. Ich habe in den Philippinen an Wiederaufbauprojekten nach Taifunen mitgearbeitet, bei denen drei mobile Umspannwerke innerhalb von fünf Tagen die Stromversorgung für 200.000 Einwohner wiederherstellten. Der Schlüssel zum Erfolg lag in der Vorpositionierung: Der Energieversorger hatte gefährdete Umspannwerke identifiziert und im Voraus Betonfundamente und Kabelkanäle vorbereitet, sodass die mobilen Einheiten innerhalb weniger Stunden nach ihrer Ankunft aufgestellt und angeschlossen werden konnten.

Entsprechend Switchgear MagazinEnergieversorger setzen zunehmend mobile Umspannwerke als Standardbestandteil ihrer Notfallpläne ein. Der Artikel stellt fest, dass „mobile Umspannwerke zu einem Eckpfeiler einer resilienten und anpassungsfähigen Strominfrastruktur werden“, da die Anforderungen an die Stromnetze steigen und die Systeme altern.

Erdbebenhilfe

Erdbeben stellen eine besondere Herausforderung dar: Die Schäden beschränken sich nicht auf ein einzelnes Umspannwerk, sondern können mehrere Netzknoten gleichzeitig betreffen. Nach einem Erdbeben benötigt ein Energieversorgungsunternehmen möglicherweise fünf oder zehn mobile Umspannwerke gleichzeitig. Hier macht die Zusammenarbeit mit einem Hersteller mobiler Umspannwerke, der über eine Flotte standardisierter, interoperabler Einheiten verfügt, den Unterschied zwischen wochenlangen und monatelangen Ausfallzeiten aus.

Ich erinnere mich an ein Projekt in Indonesien nach einem Erdbeben der Stärke 6,9, bei dem vier mobile Umspannwerke mit je 20 MVA Leistung gleichzeitig in Betrieb genommen wurden. Da wir alle vier Einheiten mit identischen Schutzsystemen und Schnittstellenspezifikationen konstruiert hatten, konnte das Ingenieurteam des Energieversorgers sie parallel statt nacheinander in Betrieb nehmen. Die gesamte Wiederherstellungsmaßnahme – von der Inbetriebnahme bis zur vollständigen Wiederherstellung der Stromversorgung – dauerte elf Tage.

Notumgehung im Überschwemmungsgebiet

Überflutete Umspannwerke stellen ein besonderes Problem dar, da Wasserschäden an Schaltanlagen, Steuerschränken und Transformatordurchführungen oft einen kompletten Austausch statt einer Reparatur erfordern. In solchen Situationen ist die schnellste Lösung, ein mobiles Umspannwerk neben dem überfluteten permanenten Umspannwerk aufzustellen, die Lasten umzuleiten und die beschädigten Anlagen zur späteren Instandsetzung zurückzulassen.

Der Branchenanalyse zu mobilen Umspannwerksnetzanwendungen betont, dass proaktive Investitionen in die Resilienz der Energieinfrastruktur in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen über den gesamten Lebenszyklus der Infrastrukturanlagen Nettovorteile von 4,2 Billionen US-Dollar generieren können. Mobile Umspannwerke sind hierfür ein Paradebeispiel: Die anfänglichen Kosten für die Instandhaltung einer mobilen Einheit im Fuhrpark eines Energieversorgers sind weitaus geringer als die wirtschaftlichen Kosten wochenlanger Stromausfälle.

Über Notfälle hinaus: Saisonale und industrielle Anwendungen

Mobile Umspannwerke werden nicht ausschließlich für die Katastrophenbewältigung eingesetzt. Tatsächlich dienen 22 % der weltweit installierten mobilen Umspannwerke geplanten Anwendungen außerhalb von Notfällen, wie z. B. der Deckung saisonaler Lastspitzen, dem Betrieb von Bergbauanlagen und der Stromversorgung bei Großveranstaltungen.

Temporäre Stromversorgung für Bergbau und Ölfelder

Bergbaubetriebe in abgelegenen Gebieten stehen oft vor einer schwierigen Situation: Der Netzanschluss ist erst in Jahren möglich, und die Mine benötigt sofort Strom. Mobile Umspannwerke schließen diese Lücke ideal. Ein mobiles Umspannwerk mit 15 MVA kann eine komplette Mineralaufbereitungsanlage inklusive Brechern, Förderbändern und Mühlen während der gesamten Entwicklungsphase einer Mine mit Strom versorgen. Sobald das permanente Umspannwerk errichtet ist, wird die mobile Einheit zum nächsten Standort verlegt.

Baustellen und Großveranstaltungen

Bei großen Infrastrukturprojekten – wie Tunneln, Staudämmen, Stadien und Industrieparks – werden während der Bauphase Stromversorgungen im Megawattbereich benötigt, die dauerhafte Verbindung kann jedoch Monate oder Jahre dauern. Wir haben mobile Umspannwerke an Baustellen in Saudi-Arabien und den Vereinigten Arabischen Emiraten geliefert, wo die maximale Baulast 25 MVA erreichte. Alle Baustellen wurden während der gesamten zweijährigen Projektlaufzeit von einer einzigen mobilen Einheit bedient.

Bei Großveranstaltungen wie den Olympischen Spielen, der Fußballweltmeisterschaft oder internationalen Ausstellungen sorgen mobile Umspannwerke für eine temporäre Netzverstärkung ohne dauerhafte Infrastruktur. Nach der Veranstaltung werden die Einheiten einfach abtransportiert.

Auswahl eines Herstellers mobiler Umspannwerke: Wichtige Kriterien

Ich habe schon oft erlebt, wie Energieversorger bei der Auswahl von Anbietern mobiler Umspannwerke teure Fehler gemacht haben. Hier sind meine Empfehlungen, die auf meiner langjährigen Erfahrung basieren.

• Fertigungskapazität: Produziert der Hersteller Transformator, Schaltanlage und Steuerungssysteme selbst oder montiert er Komponenten von Drittanbietern? Die Eigenfertigung ermöglicht eine bessere Integration, kürzere Lieferzeiten und die Kontrolle aus einer Hand. In unserem Werk werden alle Kernkomponenten integriert. Daher decken unsere Werksabnahmetests Probleme auf, die sonst erst bei der Inbetriebnahme vor Ort auftreten würden.
• Anpassungsflexibilität: Kann der Hersteller die Konstruktion an Ihre spezifischen Anforderungen hinsichtlich Spannung, Schutzkonzept und Netzanschlussbedingungen anpassen? Eine Standardkonstruktion ist für den allgemeinen Gebrauch ausreichend, aber jedes Energieversorgungsunternehmen hat individuelle Anforderungen an die Schutzkoordination und die SCADA-Integration.
• Globale Compliance-Bilanz: Hat der Hersteller mobile Umspannwerke für Projekte gemäß IEC-, IEEE- oder anderen Normen in Ihrer Region geliefert? Fragen Sie nach Konformitätsbescheinigungen und Werksprüfberichten.
• Kundendienst: Wie lange ist die Garantiezeit und wo befinden sich die Servicezentren? In Notfällen ist es nicht optional, sondern unerlässlich, dass der Hersteller innerhalb von 48 Stunden einen Servicetechniker entsenden kann.
• Flottenstandardisierung: Wenn Sie mehrere mobile Einheiten einsetzen möchten, bitten Sie den Hersteller, die Schnittstellen zu standardisieren. Austauschbare Einheiten reduzieren den Ersatzteilbedarf und vereinfachen die Schulung des Personals.

Mobile Umspannwerke vs. stationäre Umspannwerke: Ein Kosten-Nutzen-Vergleich

Eine fest installierte Umspannstation ist, wenn man nur die Ausrüstungskosten betrachtet, etwa 30 bis 40 % günstiger als eine mobile Einheit mit vergleichbarer Leistung. Dieser Vergleich greift jedoch völlig zu kurz. Der eigentliche Kostenvorteil mobiler Umspannwerke liegt in der schnellen Einsatzbereitschaft, der Möglichkeit zum erneuten Einsatz und den vermiedenen Ausfallkosten.

Vergleich: Die Planung und der Bau einer stationären Umspannstation dauern 3–6 Monate, die einer mobilen 4–8 Wochen. Die Tiefbauarbeiten vor Ort dauern 4–8 Monate für stationäre und 1–2 Wochen für mobile Anlagen. Die Anlieferung der Ausrüstung dauert 6–12 Monate für stationäre und 3–4 Monate für mobile Anlagen (erste Einheit). Die Inbetriebnahme dauert 2–4 Wochen für stationäre und 24–48 Stunden für mobile Anlagen. Die Gesamtprojektlaufzeit beträgt 12–24 Monate für stationäre und 4–6 Monate für mobile Anlagen. Standortwechsel sind bei stationären Anlagen nicht möglich, mobile Anlagen können jederzeit wiederverwendet werden. Der Restwert beträgt bei stationären Anlagen die Abrisskosten, bei mobilen Anlagen 60–70 % des ursprünglichen Wertes nach 10 Jahren.

Da eine mobile Einheit während einer 20-jährigen Nutzungsdauer 10 Mal oder öfter wiederverwendet werden kann, sind die Gesamtbetriebskosten pro Einsatz in der Regel 50 bis 60 % niedriger als beim Bau eines permanenten Umspannwerks für jeden Standort. Für Energieversorger, die verteilte Netzanlagen über mehrere Regionen hinweg betreiben, ist diese Rechnung überzeugend.

Design- und Ingenieurskunst-Exzellenz bei Tianan Overseas

Ich möchte transparent darlegen, was unsere mobilen Umspannwerkslösungen auszeichnet. Unser Mutterunternehmen wurde 1972 gegründet, unsere Exportabteilung ist seit 2003 aktiv. Wir beschäftigen über 1.000 Mitarbeiter auf einem 120.000 m² großen Produktionsgelände und sind als nationales Hightech-Unternehmen mit einem staatlich anerkannten Technologiezentrum anerkannt.

Jede von uns gefertigte mobile Umspannstation durchläuft eine vollständige Werksabnahmeprüfung, die vom Kunden oder einem autorisierten externen Prüfer begleitet wird. Das Prüfprotokoll umfasst: Messung von Verhältnis, Vektorgruppe und Impedanz gemäß IEC 60076-1; Isolationswiderstands- und dielektrische Prüfungen gemäß IEC 60076-3; Temperaturanstiegsprüfung unter Volllast (8-stündiger stabilisierter Betrieb); Blitzstoßprüfung (Vollwelle und gehackte Welle); Überprüfung der Kurzschlussfestigkeit; vollständige Funktionsprüfung des Schutzrelaissystems und der SCADA-Schnittstelle; dielektrische Prüfung der Hoch- und Niederspannungsschaltanlagen gemäß IEC 62271.

Ich persönlich prüfe jeden Werksprüfbericht vor dem Versand. Das ist in der Branche nicht üblich, aber ich habe die Erfahrung gemacht, dass das Beheben einer losen Verbindung im Werk 200 Dollar kostet – das Beheben vor Ort im ländlichen Afrika hingegen 20.000 Dollar und zwei Wochen Verzögerung.

Fallstudie: Notstromwiederherstellung in Südostasien

Im Jahr 2023 erlitt ein Energieversorger in Myanmar einen katastrophalen Transformatorausfall in einem 33/11-kV-Umspannwerk, das ein Industriegebiet mit über 40 Fabriken versorgte. Die Lieferzeit für einen Ersatztransformator betrug 18 Wochen. Der wirtschaftliche Schaden durch Produktionsausfall belief sich auf schätzungsweise 300.000 US-Dollar pro Tag.

Wir lieferten ein mobiles Umspannwerk mit einer Leistung von 15 MVA und einer Spannung von 33/11 kV, das innerhalb von fünf Tagen nach Auftragsbestätigung von Ningbo aus versandt wurde und innerhalb von 60 Stunden nach Ankunft vor Ort betriebsbereit war. Die Anlage umfasste eine komplette C-GIS-Schaltanlage, numerische Schutzrelais mit gerichtetem Überstrom- und Erdschlussschutz sowie eine eichfähige Messtechnik für jeden der vier abgehenden Abzweige.

Die gesamte Zeitspanne – von der Bestellung bis zur Inbetriebnahme – betrug 13 Tage. Das war zweifellos eine bemerkenswerte Leistung, aber ehrlich gesagt: Mit optimierter Versandlogistik hätten wir es in acht Tagen geschafft. Wir haben unser Notfallprotokoll inzwischen verfeinert, um die Versandzeit für Standardgeräte auf 72 Stunden zu verkürzen.

Häufig gestellte Fragen

Wie lange ist die Lebensdauer einer mobilen Umspannstation?

Eine gut gewartete mobile Umspannstation hat eine Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren – vergleichbar mit einer fest installierten Umspannstation. Der Transformator benötigt in der Regel alle 5 bis 7 Jahre eine Ölaufbereitung, und die Schaltanlagenkontakte müssen je nach Schaltfrequenz alle 3 bis 5 Jahre überprüft werden.

Kann ein mobiles Umspannwerk parallel zu bestehenden Transformatoren betrieben werden?

Ja. Mobile Umspannwerke verfügen über Synchronisierungs- und Parallelschalteinrichtungen, die den Parallelbetrieb mit bestehenden Netztransformatoren ermöglichen, sofern Spannungsverhältnis, Vektorgruppe und Impedanzwerte kompatibel sind. Unsere Einheiten sind mit automatischen Parallelschaltreglern ausgestattet, die die Lastverteilung steuern.

Wie lange ist die typische Lieferzeit für eine kundenspezifische mobile Umspannstation?

Für mobile Standard-Umspannwerke bis 40 MVA beträgt die übliche Lieferzeit ab technischer Freigabe 14 bis 16 Wochen. Kundenspezifische Ausführungen mit speziellen Spannungsverhältnissen, nicht standardmäßigen Schutzkonzepten oder besonderen Gehäuseanforderungen können eine Lieferzeit von 20 bis 24 Wochen aufweisen. Eilaufträge können diese Zeit für bestehende Designvorlagen auf 8 bis 10 Wochen verkürzen.

Benötigen mobile Umspannwerke spezielle Genehmigungen für den Straßentransport?

Mobile Umspannwerke gelten in den meisten Ländern als übergroße/übergewichtige Ladungen und benötigen spezielle Transportgenehmigungen. Unser Logistikteam kümmert sich um alle Genehmigungen für internationale Transporte, inklusive Streckenbesichtigungen und gegebenenfalls Polizeibegleitung. Die Standardbreite des Anhängers beträgt 2,5 Meter, die Länge 12 bis 16 Meter und das zulässige Gesamtgewicht je nach Transformatorleistung 40 bis 80 Tonnen.

Fazit: Der Vorteil der mobilen Umspannwerke

Wenn ein fest installiertes Umspannwerk ausfällt oder eine neue Last an einem Ort ohne Übertragungsinfrastruktur auftritt, ist das mobile Umspannwerk nicht nur eine Alternative – es ist oft die einzig praktikable Lösung. Ich habe erlebt, wie mobile Umspannwerke die Existenzgrundlage von Menschen wiederherstellten, den Betrieb von Bergwerken aufrechterhielten und Bauprojekte mit Energie versorgten, die sich sonst um Jahre verzögert hätten.

Die Entscheidung, mit dem Richtigen zusammenzuarbeiten mobiles Umspannwerk Die Wahl des Herstellers hat konkrete Auswirkungen auf Projektzeitpläne und Budgets. Bei Tianan Overseas vereinen wir über 50 Jahre Fertigungserfahrung mit einer Exportbilanz in mehr als einem Dutzend Länder auf vier Kontinenten. Jedes von uns ausgelieferte Gerät spiegelt die Ingenieurskunst, die Qualitätskontrolle und die jahrzehntelange Praxiserfahrung wider, die wir durch das Erkennen von Erfolgsfaktoren – und -problemen – gewonnen haben.

Wenn Sie mobile Umspannwerkslösungen für Notfalleinsätze, saisonale Lastspitzen oder industrielle Anwendungen evaluieren, lade ich Sie ein, unser komplettes Produktsortiment zu prüfen. Produkte für die Stromversorgung Oder kontaktieren Sie unser Team direkt. Wir können Ihnen innerhalb von fünf Werktagen ein technisches Angebot erstellen.

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Herr Henry ist internationaler Vertriebsleiter bei Ningbo Tianan Imp. & Exp. Co., Ltd. und verfügt über mehr als 15 Jahre Erfahrung im Export von Energieanlagen nach Asien, Afrika, in den Nahen Osten und nach Südamerika. Er ist spezialisiert auf Umspannwerkslösungen, Leistungstransformatoren und Schaltanlagen für Energieversorgungs- und Infrastrukturprojekte.

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