(57)【要約】【課題】試験対象物の絶縁試験後に絶縁試験装置を容易に復旧可能とする。【解決手段】交流試験電圧発生器１１０と、インパルス試験電圧発生器１３０と、試験対象物１５１が内部に設置される供試器１５０と、交流試験電圧発生器１１０およびインパルス試験電圧発生器１３０のうちのいずれか一方と供試器１５０とを選択的に電気的に接続する接続切換器１２０と、接続切換器１２０と供試器１５０との間に挟まれて、接続切換器１２０および供試器１５０を互いに電気的に接続する緩衝器１４０とを備える。緩衝器１４０は、接続切換器１２０との境界に位置して導体１４１を筒状容器１４８に対して絶縁支持する第１絶縁スペーサ１４２、および、供試器１５０との境界に位置して導体１４１を筒状容器１４８に対して絶縁支持する第２絶縁スペーサ１４３を含む。第１絶縁スペーサ１４２は、上記軸方向において第２絶縁スペーサ１４３より大きな絶縁耐力を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に第１絶縁媒体が充填され、交流試験電圧を発生する交流試験電圧発生器と、
インパルス試験電圧を発生するインパルス試験電圧発生器と、
内部に第２絶縁媒体が充填され、前記交流試験電圧または前記インパルス試験電圧が印加される試験対象物が内部に設置される供試器と、
内部に第３絶縁媒体が充填され、前記交流試験電圧発生器および前記インパルス試験電圧発生器のうちのいずれか一方と前記供試器とを選択的に電気的に接続する接続切換器と、
前記接続切換器と前記供試器との間に挟まれて位置して内部に第４絶縁媒体が充填され、前記接続切換器および前記供試器を互いに電気的に接続する緩衝器と
を備え、
前記緩衝器は、前記第４絶縁媒体が充填される筒状容器、該筒状容器の軸方向に該筒状容器内を貫通して前記交流試験電圧または前記インパルス試験電圧が印加される導体、前記接続切換器との境界に位置して前記導体を前記筒状容器に対して絶縁支持しつつ前記第３絶縁媒体と前記第４絶縁媒体とを隔離する環状の第１絶縁スペーサ、および、前記供試器との境界に位置して前記導体を前記筒状容器に対して絶縁支持しつつ前記第２絶縁媒体と前記第４絶縁媒体とを隔離する環状の第２絶縁スペーサを含み、
前記第２絶縁媒体と前記第４絶縁媒体とが同一の絶縁媒体からなり、
前記第１絶縁スペーサは前記第２絶縁スペーサより大きな絶縁耐力を有する、絶縁試験装置。
【請求項２】
前記第３絶縁媒体と前記第４絶縁媒体とが互いに異なる絶縁媒体である、請求項１に記載の絶縁試験装置。
【請求項３】
前記第２絶縁スペーサが絶縁性樹脂の成型体で構成されている、請求項１または２に記載の絶縁試験装置。
【請求項４】
前記交流試験電圧発生器と前記接続切換器とは互いに隣接して位置し、
前記交流試験電圧発生器は、前記第１絶縁媒体が充填されるタンク、および、前記接続切換器との境界に位置して前記交流試験電圧が印加される導体を前記タンクに対して絶縁支持しつつ前記第１絶縁媒体と前記第３絶縁媒体とを隔離する環状の第３絶縁スペーサを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の絶縁試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁試験装置に関し、特に、静止誘導機器などの電気機器の絶縁試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁試験装置の構成を開示した先行文献として、特開昭６０−２０１５６号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された絶縁試験装置は、交流試験電圧発生器とインパルス試験電圧発生器と接続切換器と供試器とを備えている。
【０００３】
交流試験電圧発生器、接続切換器および供試器の各内部には絶縁ガスまたは絶縁油などの絶縁媒体が充填されている。接続切換器の第１の端子が、ブッシングを間に挟んでインパルス試験電圧発生器に接続されている。接続切換器の第２の端子が、ブッシングを間に挟んで交流試験電圧発生器に接続されている。接続切換器の第３の端子が、ブッシングを間に挟んで供試器に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−２０１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
絶縁試験装置において交流試験電圧またはインパルス試験電圧を印加した際、試験対象物以外の部位で放電が発生して絶縁破壊が起きることがある。
【０００６】
たとえば、絶縁ガスが充填された接続切換器と絶縁油が充填された供試器との境界に位置するブッシングが絶縁破壊した場合、供試器の内部の絶縁油が接続切換器の内部に侵入する。このような場合、接続切換器の内部を清浄にして再び絶縁ガスを充填しなければならず、絶縁試験装置の復旧の障害となっていた。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、試験対象物の絶縁試験後に容易に復旧可能な絶縁試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に基づく絶縁試験装置は、内部に第１絶縁媒体が充填されて交流試験電圧を発生する交流試験電圧発生器と、インパルス試験電圧を発生するインパルス試験電圧発生器と、内部に第２絶縁媒体が充填され、交流試験電圧またはインパルス試験電圧が印加される試験対象物が内部に設置される供試器と、内部に第３絶縁媒体が充填され、交流試験電圧発生器およびインパルス試験電圧発生器のうちのいずれか一方と供試器とを選択的に電気的に接続する接続切換器と、接続切換器と供試器との間に挟まれて位置して内部に第４絶縁媒体が充填され、接続切換器および供試器を互いに電気的に接続する緩衝器とを備える。緩衝器は、第４絶縁媒体が充填される筒状容器、この筒状容器の軸方向に筒状容器内を貫通して交流試験電圧またはインパルス試験電圧が印加される導体、接続切換器との境界に位置して導体を筒状容器に対して絶縁支持しつつ第３絶縁媒体と第４絶縁媒体とを隔離する環状の第１絶縁スペーサ、および、供試器との境界に位置して導体を筒状容器に対して絶縁支持しつつ第２絶縁媒体と第４絶縁媒体とを隔離する環状の第２絶縁スペーサを含む。第２絶縁媒体と第４絶縁媒体とは同一の絶縁媒体からなり、第１絶縁スペーサは第２絶縁スペーサより大きな絶縁耐力を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、試験対象物の絶縁試験後に絶縁試験装置を容易に復旧できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係る絶縁試験装置の構成を示す回路図である。
【図２】接続切換器と緩衝器との接続部を拡大して示す断面図である。
【図３】緩衝器と供試器との接続部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る絶縁試験装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態１に係る絶縁試験装置について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００１２】
(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る絶縁試験装置の構成を示す回路図である。図１に示すように、本発明の実施形態１に係る絶縁試験装置１００は、交流試験電圧発生器１１０とインパルス試験電圧発生器１３０と供試器１５０と接続切換器１２０と緩衝器１４０とを備える。
【００１３】
交流試験電圧発生器１１０と接続切換器１２０とは、互いに隣接して位置し、かつ互いに電気的に接続されている。接続切換器１２０とインパルス試験電圧発生器１３０とは、互いに電気的に接続されている。接続切換器１２０と緩衝器１４０とは、互いに隣接して位置し、かつ互いに電気的に接続されている。緩衝器１４０と供試器１５０とは、互いに隣接して位置し、かつ互いに電気的に接続されている。緩衝器１４０と供試器１５０とは、着脱自在に接続されている。
【００１４】
交流試験電圧発生器１１０は、開口を有する金属製のタンク１１８と、タンク１１８内に充填された第１絶縁媒体１１９と、タンク１１８の外側に配置された交流電源１１３と、交流電源１１３と電気的に接続されてタンク１１８内に配置された１次巻線側導体１１１と、タンク１１８内に配置された２次巻線側導体１１２と、２次巻線側導体１１２の他端に取り付けられたブッシング１６０とを含む。
【００１５】
本実施形態においては、第１絶縁媒体１１９は絶縁油であるが、第１絶縁媒体１１９はＳＦ6ガスなどの絶縁ガスでもよい。ブッシング１６０においては、絶縁油を含浸した紙とアルミ箔とが２次巻線側導体１１２の他端に巻き付けられてコンデンサを形成しており、この２次巻線側導体１１２の他端が碍管内に挿入されている。
【００１６】
１次巻線側導体１１１の他端側および２次巻線側導体１１２の一端側の各々は接地されている。１次巻線側導体１１１および２次巻線側導体１１２の各々は銅線などからなる。１次巻線側導体１１１の巻線部と、２次巻線側導体１１２の巻線部とは磁気結合している。２次巻線側導体１１２の巻線部の巻数は、１次巻線側導体１１１の巻線部の巻数より多い。これにより、交流試験電圧発生器１１０は、交流電源１１３から供給された交流電圧を昇圧して交流試験電圧を発生させる。
【００１７】
インパルス試験電圧発生器１３０は、内部の回路定数を変更することによって、雷インパルス試験電圧および開閉インパルス試験電圧のいずれかを選択的に発生することができる。すなわち、インパルス試験電圧発生器１３０は、雷インパルス試験電圧と開閉インパルス試験電圧とを切り替えて発生させることができる。
【００１８】
インパルス試験電圧発生器１３０は、導体１３１の一端に接続されている。導体１３１の他端にはブッシング１６１が取り付けられている。ブッシング１６１においては、導体１３１の他端が碍管内に挿入されている。導体１３１は銅線などからなる。
【００１９】
供試器１５０は、開口を有する金属製のタンク１５８と、タンク１５８内に充填された第２絶縁媒体１５９と、タンク１５８の内部に設置されて交流試験電圧またはインパルス試験電圧が印加される試験対象物１５１と、試験対象物１５１に一端が接続された導体１５２とを含む。タンク１５８は接地されている。導体１５２は銅線などからなる。
【００２０】
本実施形態においては、試験対象物１５１は変圧器またはリアクトルなどの静止誘導機器であるが、試験対象物１５１はこれに限られず、開閉器などでもよい。また、第２絶縁媒体１５９は絶縁油であるが、第２絶縁媒体１５９はＳＦ6ガスなどの絶縁ガスでもよい。
【００２１】
接続切換器１２０は、３つの開口を有する金属製の容器１２８と、容器１２８内に充填された第３絶縁媒体１２９と、容器１２８内に配置された切換部１２１と、容器１２８内に配置された第１〜第３導体１２２〜１２４とを含む。本実施形態においては、第３絶縁媒体１２９はＳＦ6ガスなどの絶縁ガスであるが、第３絶縁媒体１２９は絶縁油でもよい。第１〜第３導体１２２〜１２４は銅線などからなる。
【００２２】
切換部１２１は、第１端子１２１ａ、第２端子１２１ｂ、第３端子１２１ｃおよび可動接触子１２１ｄから構成されている。可動接触子１２１ｄの一端は、第３端子１２１ｃに固定されている。可動接触子１２１ｄの他端は、第１端子１２１ａおよび第２端子１２１ｂのいずれか一方に選択的に接続される。すなわち、可動接触子１２１ｄが第３端子１２１ｃを中心に回動することによって、第１端子１２１ａと第３端子１２１ｃとが電気的に接続される状態と、第２端子１２１ｂと第３端子１２１ｃとが電気的に接続される状態とを切り替えることができる。
【００２３】
第１端子１２１ａは、第１導体１２２の他端に接続されている。第１導体１２２の一端は、ブッシング１６０の碍管内に挿入されて、交流試験電圧発生器１１０の２次巻線側導体１１２の他端と電気的に接続されている。
【００２４】
第２端子１２１ｂは、第２導体１２３の他端に接続されている。第２導体１２３の一端は、ブッシング１６１の碍管内に挿入されて、インパルス試験電圧発生器１３０の導体１３１の他端と電気的に接続されている。
【００２５】
第３端子１２１ｃは、第３導体１２４の他端に接続されている。第３導体１２４の一端は、後述する緩衝器１４０の導体１４１の他端と電気的に接続されている。
【００２６】
容器１２８の第１開口は、ブッシング１６０を間に挟んで、交流試験電圧発生器１１０のタンク１１８の開口と隣接している。すなわち、容器１２８の第１開口およびタンク１１８の開口の各々は、ブッシング１６０によって閉塞されている。
【００２７】
容器１２８の第２開口は、ブッシング１６１によって閉塞されている。容器１２８の第３開口は、後述する第１絶縁スペーサ１４２を間に挟んで、緩衝器１４０の筒状容器１４８の一端側開口と隣接している。すなわち、容器１２８の第３開口および筒状容器１４８の一端側開口の各々は、第１絶縁スペーサ１４２によって閉塞されている。
【００２８】
緩衝器１４０は、接続切換器１２０と供試器１５０との間に挟まれて位置して、接続切換器１２０および供試器１５０を互いに電気的に接続する。
【００２９】
具体的には、緩衝器１４０は、両端が開口した筒状容器１４８と、筒状容器１４８内に充填された第４絶縁媒体１４９と、筒状容器１４８の軸方向に筒状容器１４８内を貫通する導体１４１とを含む。導体１４１は、筒状容器１４８の中心軸上に延在するように設けられている。本実施形態においては、筒状容器１４８は円筒状の外形を有している。
【００３０】
また、緩衝器１４０は、接続切換器１２０との境界に位置して導体１４１を筒状容器１４８に対して絶縁支持しつつ第３絶縁媒体１２９と第４絶縁媒体１４９とを隔離する円環状の第１絶縁スペーサ１４２と、供試器１５０との境界に位置して導体１４１を筒状容器１４８に対して絶縁支持しつつ第２絶縁媒体１５９と第４絶縁媒体１４９とを隔離する円環状の第２絶縁スペーサ１４３とを含む。本実施形態においては、第４絶縁媒体１４９は絶縁油であるが、第４絶縁媒体１４９は、第２絶縁媒体１５９と同一の絶縁媒体であればよく、ＳＦ6ガスなどの絶縁ガスでもよい。
【００３１】
図２は、接続切換器と緩衝器との接続部を拡大して示す断面図である。図３は、緩衝器と供試器との接続部を拡大して示す断面図である。
【００３２】
図２に示すように、第１絶縁スペーサ１４２は、接続切換器１２０側に凸面、緩衝器１４０側に凹面、径方向の端部に平坦部、および、中央部に貫通孔を有している。第１絶縁スペーサ１４２は、固体絶縁物から形成されている。具体的には、第１絶縁スペーサ１４２は、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂の成形体で構成されている。
【００３３】
第１絶縁スペーサ１４２の平坦部が、容器１２８の第３開口の継手部１２８ｆと筒状容器１４８の一端側開口の継手部１４８ｆとの間に挟持されることにより、第１絶縁スペーサ１４２が容器１２８および筒状容器１４８に対して固定されている。第１絶縁スペーサ１４２の貫通孔には、導体１４１の他端が挿入されている。
【００３４】
図３に示すように、第２絶縁スペーサ１４３は、緩衝器１４０側に凸面、供試器１５０側に凹面、径方向の端部に平坦部、および、中央部に貫通孔を有している。第２絶縁スペーサ１４３は、固体絶縁物から形成されている。具体的には、第２絶縁スペーサ１４３は、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂の成形体で構成されている。
【００３５】
第２絶縁スペーサ１４３の平坦部が、筒状容器１４８の他端側開口の継手部１４８ｔとタンク１５８の開口の継手部１５８ｆとの間に挟持されることにより、第２絶縁スペーサ１４３が筒状容器１４８およびタンク１５８に対して固定されている。第２絶縁スペーサ１４３の貫通孔には、導体１４１の一端が挿入されている。
【００３６】
図２，３に示すように、筒状容器１４８の内側に位置する部分の第１絶縁スペーサ１４２の直径Ｌ1は、筒状容器１４８の内側に位置する部分の第２絶縁スペーサ１４３の直径Ｌ2より大きい。また、筒状容器１４８の軸方向と直交する方向に導体１４１から等距離だけ離れた位置において、第１絶縁スペーサ１４２および第２絶縁スペーサ１４３の各々の筒状容器１４８の軸方向における厚さは、第１絶縁スペーサ１４２の方が第２絶縁スペーサ１４３より厚い。
【００３７】
このように第１絶縁スペーサ１４２および第２絶縁スペーサ１４３を構成することにより、第１絶縁スペーサ１４２は、筒状容器１４８の軸方向において第２絶縁スペーサ１４３より大きな絶縁耐力を有する。すなわち、第１絶縁スペーサ１４２は、導体１４１に沿った放電に対して、第２絶縁スペーサ１４３より絶縁破壊しにくい。
【００３８】
上記のように、交流試験電圧発生器１１０とインパルス試験電圧発生器１３０と供試器１５０と接続切換器１２０と緩衝器１４０とを接続することにより、接続切換器１２０を切り替えることによって、交流試験電圧発生器１１０およびインパルス試験電圧発生器１３０のうちのいずれか一方と供試器１５０とを選択的に電気的に接続することができる。
【００３９】
その結果、供試器１５０に設置された試験対象物１５１に対して、交流試験電圧、雷インパルス試験電圧または開閉インパルス試験電圧を選択的に印加して、試験対象物１５１の絶縁試験を行なうことができる。
【００４０】
上述のように、絶縁試験において、交流試験電圧またはインパルス試験電圧を印加した際、試験対象物１５１以外の部位で放電が発生することがある。本実施形態に係る絶縁試験装置１００において試験対象物１５１以外の部位で放電が発生する場合、相対的に絶縁耐力の低い緩衝器１４０の第２絶縁スペーサ１４３で放電が発生する。
【００４１】
放電エネルギーが大きい場合、第２絶縁スペーサ１４３で発生した放電が、第２絶縁スペーサ１４３の外表面に沿って進行しつつ筒状容器１４８の軸方向に向きを変えて、第２絶縁スペーサ１４３を貫通することがある。すなわち、第２絶縁スペーサ１４３が放電によって絶縁破壊することがある。
【００４２】
しかし、第１絶縁スペーサ１４２は、第２絶縁スペーサ１４３より大きな絶縁耐力を有しており、第１絶縁スペーサ１４２は第２絶縁スペーサ１４３に比較して絶縁破壊しにくくなっている。
【００４３】
本実施形態においては、上記のように、供試器１５０のタンク１５８内の第２絶縁媒体１５９が絶縁油であり、緩衝器１４０の筒状容器１４８内の第４絶縁媒体１４９も同一の絶縁油である。一方、接続切換器１２０の容器１２８内の第３絶縁媒体１２９が絶縁ガスであり、第３絶縁媒体１２９と第４絶縁媒体１４９とは互いに異なる絶縁媒体である。
【００４４】
このように、緩衝器１４０を設けて、第２絶縁スペーサ１４３より第１絶縁スペーサ１４２の方が絶縁破壊しにくくすることにより、試験対象物１５１の絶縁試験後に容易に絶縁試験装置１００を復旧することが可能となる。
【００４５】
具体的には、第２絶縁スペーサ１４３が放電によって絶縁破壊した場合、供試器１５０のタンク１５８の内部と、緩衝器１４０の筒状容器１４８の内部とが、第２絶縁スペーサ１４３の貫通孔を通じて連通する。その結果、タンク１５８内の第２絶縁媒体１５９と筒状容器１４８内の第４絶縁媒体１４９とが混じり合う。
【００４６】
しかし、第２絶縁媒体１５９と第４絶縁媒体１４９とは同一の絶縁媒体からなるため、第２絶縁媒体１５９と第４絶縁媒体１４９とが混じり合った場合に、第２絶縁スペーサ１４３を新品に入れ替えて、第２絶縁媒体１５９および第４絶縁媒体１４９の各々を補充するだけで絶縁試験装置１００を復旧することができる。
【００４７】
一方、第１絶縁スペーサ１４２を絶縁破壊しにくくすることにより、接続切換器１２０の内部に第４絶縁媒体１４９が侵入する可能性を低減できる。仮に、絶縁ガスが充填されている接続切換器１２０の内部に第４絶縁媒体１４９である絶縁油が侵入した場合には、絶縁試験装置１００の復旧において、接続切換器１２０の内部から絶縁油を除去する清浄作業が必要になる。このような事態の発生を抑制することによっても、絶縁試験装置１００の復旧を容易にすることができる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、第２絶縁スペーサ１４３が絶縁性樹脂の成型体で構成されているため、第２絶縁スペーサ１４３がブッシングで構成されている場合に比較して、新品の第２絶縁スペーサ１４３を用意するための製作時間および製作コストを低減することができる。また、緩衝器１４０と供試器１５０とが着脱自在に接続されているため、第２絶縁スペーサ１４３の交換を容易に行なうことができる。
【００４９】
よって、第１絶縁スペーサ１４２、第２絶縁スペーサ１４３および第４絶縁媒体１４９を有する緩衝器１４０を設けることにより、試験対象物１５１の絶縁試験後に容易に絶縁試験装置１００を復旧することが可能となる。
【００５０】
以下、本発明の実施形態２に係る絶縁試験装置について説明する。なお、本実施形態に係る絶縁試験装置２００は、ブッシング１６０の代わりに第３絶縁スペーサ１７０を用いる点のみ実施形態１に係る絶縁試験装置１００と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
【００５１】
(実施形態２)
図４は、本発明の実施形態２に係る絶縁試験装置の構成を示す回路図である。図４に示すように、本発明の実施形態２に係る絶縁試験装置２００においては、交流試験電圧発生器１１０は、接続切換器１２０との境界に位置して２次巻線側導体１１２をタンク１１８に対して絶縁支持しつつ第１絶縁媒体１１９と第３絶縁媒体１２９とを隔離する円環状の第３絶縁スペーサ１７０を含む。第３絶縁スペーサ１７０は、第１絶縁スペーサ１４２と同様の構造を有している。第３絶縁スペーサ１７０の貫通孔に、２次巻線側導体１１２の他端が挿入されている。
【００５２】
第３絶縁スペーサ１７０は、ブッシング１６０に比較して長さが短い。そのため、ブッシング１６０に代えて第３絶縁スペーサ１７０を用いることにより、交流試験電圧発生器１１０および接続切換器１２０の各々の図４中の左右方向の長さを短くすることができる。その結果、絶縁試験装置２００を絶縁試験装置１００に比較して小型化することができる。
【００５３】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１００，２００  絶縁試験装置、１１０  交流試験電圧発生器、１１１  １次巻線側導体、１１２  ２次巻線側導体、１１３  交流電源、１１８，１５８  タンク、１１９  第１絶縁媒体、１２０  接続切換器、１２１  切換部、１２１ａ  第１端子、１２１ｂ  第２端子、１２１ｃ  第３端子、１２１ｄ  可動接触子、１２２  第１導体、１２３  第２導体、１２４  第３導体、１２８  容器、１２８ｆ，１４８ｆ，１４８ｔ，１５８ｆ  継手部、１２９  第３絶縁媒体、１３０  インパルス試験電圧発生器、１３１，１４１，１５２  導体、１４０  緩衝器、１４２  第１絶縁スペーサ、１４３  第２絶縁スペーサ、１４８  筒状容器、１４９  第４絶縁媒体、１５０  供試器、１５１  試験対象物、１５９  第２絶縁媒体、１６０，１６１  ブッシング、１７０  第３絶縁スペーサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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