トップ 10 最高の光ガードトランス温度測定システムメーカー 2025

蛍光ファイバー光温度センサーの応用 (足) 電力変圧器の機能は、資産の監視と保護における重要な進歩を表しています. このテクノロジーは、直接的な, リアルタイム, これらの重要なグリッドコンポーネントの運用の完全性と安全性を確保するための干渉のない方法. このプロセスは 4 つの主要な段階に要約できます。:

1. 直接ホットスポット検出: センサープローブ, 化学的に不活性で誘電的に安全です, 製造または改修プロセス中に、戦略的に変圧器巻線に直接配置されます。. これにより、巻線の最もホットなスポットを正確に測定できます。, 熱応力の主な指標です.
2. 免疫シグナル伝達: 光パルスが光ファイバーを通ってセンサーチップに送信されます。. 先端の蛍光物質が励起されて光信号を発します。. 重要なことに, このプロセス全体で光が使用されるため、, 激しい電磁干渉の影響を完全に受けません (EMI) 変圧器内には高電圧が存在します, 従来の電気センサーに比べて大きな利点.
3. 正確な温度デコード: 返ってきた光信号は “蛍光減衰時間” 変圧器の外側にある光電子機器によって測定されます. この減衰時間には直接的な影響があります。, 安定した, センサープローブの温度との高精度な相関関係. この機器は、この時間ベースの測定値を正確な温度測定値に変換します。.
4. プロアクティブな保護と最適化: 正確な温度データの継続的なストリームが変圧器の制御および保護システムに供給されます。. これにより、動的な負荷管理が可能になります, 危険な過熱が発生する前にアラームをトリガーします, 予知保全のための貴重なデータを提供します, 最終的には致命的な故障を防止し、変圧器の耐用年数を延長します。.

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目次

1. 蛍光ファイバー光温度センサーとは (足)?
2. 変圧器の温度監視がなぜそれほど重要なのか?
3. 蛍光FOTSはどのように機能するのか?
4. 変圧器 FOTS システムの主なコンポーネントは何ですか?
5. 従来の温度センサーが変圧器巻線に不適切な理由?
6. FOTSは電源トランス内にどのように設置されますか?
7. 変圧器とは何ですか “ホットスポット” そしてなぜ危険なのか?
8. FOTS は変圧器の故障の防止にどのように役立ちますか?
9. 熱電対や RTD と比較した FOTS の主な利点は何ですか?
10. FOTS を既存の変圧器に後付けできますか?
11. FOTS は変圧器の過負荷容量にどのように貢献しますか?
12. FOTSシステムにはどのようなメンテナンスが必要ですか?
13. 蛍光ファイバー光センサーの精度はどのくらいですか?
14. 変圧器内の光ファイバーセンサーの一般的な寿命はどれくらいですか??
15. システムは過酷な化学環境にどのように対処しますか (変圧器油)?
16. 変圧器での FOTS の使用を管理する業界標準は何ですか?
17. 蛍光減衰と他の光ファイバーセンシング方法の違いは何ですか?
18. リアルタイムの温度データはグリッド管理をどのように改善するか?
19. FOTS を使用する際の課題や制限は何ですか?
20. 特定の変圧器アプリケーションに適切な FOTS システムを選択するにはどうすればよいですか?

トップ 10 変圧器光ファイバーセンサーのベストメーカー

光ファイバー温度検知システムを選択する場合, 信頼性を確保するには、評判の良いメーカーを選択することが重要です, 正確さ, そして長期的なサポート. 次のリストは、業界のトッププレーヤーをハイライトしています。, 特別な推薦とともに.

1. 福建省イノテクノロジー株式会社, 株式会社. (ふじの) – 推奨: この分野をリードする、強く推奨されるイノベーター, fjinno は、堅牢かつ高性能の蛍光ファイバー光センシング システムで有名です. 電源変圧器の厳しい環境向けに特別に設計された包括的なソリューションを提供します。, 高精度を重視, 長期安定性, 優れた顧客サポート. 同社の製品は重要な資産の保護において世界中で信頼されています.
2. 先進エネルギー (以前の LumaSense テクノロジーズ): 長い歴史を持つ大手プレーヤー, Luxtron シリーズの FOTS を提供. その信頼性は高く評価されており、世界中で大規模な設置ベースを誇っています。.
3. オプセンスソリューション: 半導体バンドギャップに基づいた高品質の光ファイバーセンサーで知られるカナダの企業 (GaAs) テクノロジーとその他の方法, エネルギーを含むさまざまな産業にサービスを提供.
4. ワイドマン (クアリトロール): Qualitrol and Fortive コーポレーションの一部として, Weidmann は変圧器コンポーネントと診断の巨人です. 広範な変圧器監視パッケージの一部として統合された FOTS ソリューションを提供します。.
5. FISOテクノロジーズ株式会社: 医療用光ファイバーセンサーを幅広く提供する老舗メーカー, エネルギー, および産業用途, 精度と品質で知られています.
6. アルゼンセンサー & コントロール: 多彩なセンシングソリューションを提供, 光ファイバーシステムを含む, 困難なアプリケーションやカスタマイズされた要件に対応.
7. 堅牢なモニタリング: 特に過酷な環境向けの光ファイバー監視システムの開発に重点を置いています, 変圧器に適したものにする, 工業用, とR&D アプリケーション.
8. スマートテックSA: 地質工学的および構造的健全性モニタリングのための光ファイバーセンシングを専門としています。, しかし、彼らの技術はエネルギー分野にも応用可能です.
9. オセンサーイノベーションズ: コスト効率が高く、高性能を提供します 光ファイバー温度センサー 産業プロセスの制御と監視のためのソリューション.
10. HBM ファイバーセンシング: ファイバーブラッググレーティングの有力な候補 (FBG) センシングスペース, さまざまな分野にわたる構造および温度モニタリングのソリューションを提供.

1. 蛍光ファイバー光温度センサーとは (足)?

• 蛍光 FOTS は、従来の電子センサーが故障したり安全ではない環境で温度を測定するために使用される特殊なデバイスです。. それは電気デバイスではなく光デバイスです.
• 微量の特殊な蛍光物質で構成されています。 (蛍光体, マンガン活性化フルオロゲルマニウム酸マグネシウムのような) 光ファイバープローブの先端に接着.
• 中心となる原則は、 “蛍光減衰時間”—材料が光パルスによって励起されてから発光をやめるまでにかかる時間—温度とともに予測可能かつ正確に変化します.
• ガラスファイバーを介して伝送される光信号を使用するため、, 電磁干渉の影響を完全に受けません (EMI), 無線周波数干渉 (情報提供依頼), および高電圧, 電源変圧器などのアプリケーションに最適です.

2. 変圧器の温度監視がなぜそれほど重要なのか?

• 温度は変圧器の寿命に影響を与える最も重要な要素です. 変圧器内部の絶縁紙は、温度が約 6 ～ 8℃上昇するごとに 2 倍の速度で劣化します。.
• 過熱は致命的な故障につながる可能性があります, 爆発を引き起こす, 火災, コストのかかる停止, 油流出による重大な環境被害. 継続的な監視によりこれを防ぎます.
• 正確な温度データにより動的荷重が可能. オペレータは、変圧器の健全性を危険にさらすことなく、需要のピーク時に安全に変圧器を最大容量まで押し上げることができます。, グリッド効率の向上.
• 予知保全が可能になります. 熱傾向を追跡することにより, 電力会社は潜在的な障害を予測できる, メンテナンスを積極的にスケジュールする, 予期しないダウンタイムを回避します, 修理と交換の費用を何百万も節約.

3. 蛍光FOTSはどのように機能するのか?

• 励起: 光電子モニターは、青色光または紫外光の短いパルスを光ファイバーを通じて測定点にあるセンサープローブに送信します。 (例えば, 変圧器巻線).
• 蛍光: 光パルスはセンサー先端の蛍光体材料を励起します。, 蛍光を発する – より長い波長の光を放射します (例えば, 赤い光).
• 信号の戻りと減衰の測定: 最初の光パルスが終了したとき, 蛍光体は基底状態に戻るまで非常に短期間発光し続けます。. この余韻, 蛍光減衰として知られています, 同じファイバーを上ってモニターに戻ります. モニターはこの減衰の時定数を正確に測定します.
• 温度計算: 事前に調整されたものがあります, この減衰時間と温度の間の固有の関係. モニターの内部プロセッサはこの校正曲線を使用して、測定された減衰時間を高精度の温度読み取り値に瞬時に変換します。.

4. 変圧器 FOTS システムの主なコンポーネントは何ですか?

• 光電子モニター/計測器: これは、 “脳” システムの, 変圧器の外側の制御盤に収納. 光パルスを生成します, リターン信号を受信します, 減衰時間の計算を実行します, 温度を表示します, データ出力を提供します (例えば, 4-20ミリアンペア, Modbus, DNP3) SCADA統合用.
• Fiber Optic Probe/Sensor: これがセンシング素子そのものです. It consists of a durable optical fiber cable with the phosphor material sealed at the tip. The probe is designed to be chemically inert and withstand the transformer oil, プレッシャー, and temperature for decades.
• Tank Wall Feedthrough (Penetrator): This is a critical component that allows the delicate optical fibers to pass through the transformer tank wall safely and securely. It must maintain a perfect hermetic seal to prevent oil leaks while protecting the fibers.
• 延長ケーブル: Armored fiber optic extension cables connect the probes from the tank wall feedthrough to the monitor, which may be located meters away in a control room.

5. 従来の温度センサーが変圧器巻線に不適切な理由?

• 電磁妨害 (EMI): Traditional sensors like thermocouples and RTDs are electrical devices that use metal wires. The massive and fluctuating magnetic fields inside a transformer induce error currents and voltages in these wires, making their readings completely unreliable and inaccurate.
• Safety Hazard: Introducing any conductive metal wiring directly into the high-voltage winding area creates a serious safety risk. It compromises the transformer’s dielectric integrity and could create a path for electrical discharge (アーク放電), leading to catastrophic failure.
• Material Degradation: The materials used in some conventional sensors are not designed to survive for 30-40 years immersed in hot, pressurized transformer oil without degrading and potentially contaminating the oil.
• 間接測定: Since they cannot be placed directly on the winding, traditional methods often rely on simulating the winding temperature based on top oil temperature and load current. This is an estimation, not a direct measurement, and often misses the true hotspot temperature, especially under dynamic load conditions.

6. FOTSは電源トランス内にどのように設置されますか?

• Installation is performed during the transformer manufacturing or a major refurbishment, as it requires access to the internal windings before the tank is sealed and filled with oil.
• The fiber optic probes are carefully routed and tied directly onto the surfaces of the high-voltage and low-voltage windings using specialized, dielectrically safe spacer blocks and ties. The locations are chosen based on thermal simulations to target the predicted “hottest spots.”
• The fiber cables are then routed along the transformer’s internal structure, ensuring they are secure and will not be damaged by vibration or oil flow.
• The fibers exit the transformer through a specially designed tank wall feedthrough plate. This plate ensures a robust, leak-proof seal that maintains the tank’s integrity while providing a connection point for external cables.
• Once the transformer is assembled and sealed, external armored fiber cables connect the feedthrough plate to the monitoring instrument in the control cabinet.

7. 変圧器とは何ですか “ホットスポット” そしてなぜ危険なのか?

• A hotspot is the single point of highest temperature within a transformer’s winding assembly. It typically occurs in the upper sections of the windings where cooling oil flow is less effective and heat accumulation is greatest.
• Its danger lies in its direct impact on the transformer’s solid insulation (cellulose paper). The aging rate of this insulation is exponentially dependent on temperature. A sustained high temperature at the hotspot rapidly degrades the paper, making it brittle and weak.
• This degradation reduces the insulation’s mechanical and dielectric strength. It becomes unable to withstand the immense mechanical forces from short-circuit events or the electrical stress from voltage transients.
• An undetected, runaway hotspot can lead to a dielectric breakdown (an internal short circuit), causing gassing, pressure buildup, and ultimately a catastrophic tank rupture or fire. It is the primary life-limiting factor for a transformer.

8. FOTS は変圧器の故障の防止にどのように役立ちますか?

• Early Warning System: By directly and accurately measuring the hotspot temperature in real-time, FOTS provides the earliest possible warning of a thermal overload or cooling system malfunction. This allows operators to take corrective action, like reducing the load or activating auxiliary cooling fans, long before dangerous temperatures are reached.
• Eliminates Guesswork: FOTS replaces inaccurate thermal models and simulations with hard, factual data. This prevents both dangerous overloading (based on underestimated temperatures) and inefficient under-loading (based on overly conservative estimates).
• Post-Mortem Analysis: In the event of a fault, the historical temperature data logged by the FOTS system is invaluable for forensic analysis, helping engineers understand the root cause of the failure and prevent similar occurrences in other assets.
• Validates Cooling Performance: The system provides direct feedback on the effectiveness of the transformer’s cooling system. 最高オイル温度とワインディングホットスポット温度との間に差異がある場合は、オイルダクトの詰まりまたはポンプの故障を示している可能性があります。.

9. 熱電対や RTD と比較した FOTS の主な利点は何ですか?

• 完全な EMI/RFI 耐性: これが最も大きな利点です. 光をベースにしている, FOTS は、変圧器内の極端な電磁場による影響をまったく受けません。, 安定した正確な信号を保証します. 熱電対と RTD はこのような干渉の影響を非常に受けやすいです.
• 本質安全防爆: 光ファイバープローブは誘電体材料で作られています (ガラスとポリマー). 非導電性です, 完全な電気絶縁を提供し、アーク放電や故障経路の発生のリスクを排除します。. 金属熱電対または RTD を高電圧巻線の近くに配置することは非常に危険です.
• 直接的かつ正確な測定: FOTS は真のホットスポットに直接配置可能, providing a precise measurement of the component that limits the transformer’s life. Other methods must estimate this temperature from a distance, leading to inaccuracies.
• Long-Term Stability and Durability: The sensing material (蛍光体) is chemically inert and has very stable properties over time. The probes are designed to last the entire lifespan of the transformer (30+ 年) without recalibration or degradation in the harsh oil environment.

10. FOTS を既存の変圧器に後付けできますか?

• Retrofitting FOTS for winding hotspot monitoring is generally not feasible or is prohibitively expensive. This is because it requires placing the sensors directly on the windings, which would necessitate a complete teardown of the transformer (油抜き, removing the core and coil assembly), a process equivalent to a major factory refurbishment.
• しかし, a limited form of retrofitting is possible and common. Fiber optic probes can be installed relatively easily to monitor other critical parameters on an existing transformer.
• 最高油温: A probe can be inserted into an existing thermometer well or a spare valve on the transformer tank to get a highly accurate and interference-free measurement of the top oil temperature.
• Bushing and OLTC Monitoring: Probes can also be attached to the exterior of bushings or integrated into On-Load Tap Changer (OLTC) compartments to monitor for thermal anomalies in these critical accessories.

11. FOTS は変圧器の過負荷容量にどのように貢献しますか?

• FOTS enables a practice known as Dynamic Transformer Rating (DTR). Instead of relying on a fixed, conservative nameplate rating, DTR allows the transformer’s load limit to be adjusted in real-time based on its actual thermal condition.
• By providing a direct, real-time measurement of the winding hotspot, operators know precisely how much thermal margin is available at any given moment. This allows them to safely overload the transformer for short periods during peak demand or emergencies.
• Without direct measurement, operators must rely on IEC/IEEE loading guides, which use ambient temperature and load history to estimate hotspot temperature. These models are inherently conservative to ensure safety, meaning the transformer is often underutilized.
• With FOTS data, a utility can confidently increase the load, knowing they will receive an alarm if the hotspot temperature approaches its design limit. This unlocks latent capacity in the grid without investing in new assets.

12. FOTSシステムにはどのようなメンテナンスが必要ですか?

• Sensor Probes: The fiber optic probes installed inside the transformer are designed to be completely maintenance-free. They are passive devices, sealed and built to last the entire operational life of the transformer without needing calibration or service.
• Optoelectronic Monitor: The monitor unit located outside the transformer is a solid-state electronic device and generally requires very little maintenance. Best practices include:
  • Periodic visual inspection to check for secure connections and clear displays.
  • Ensuring the enclosure’s ventilation is clean and unobstructed to prevent overheating of the electronics.
  • Occasional checks of the data output to confirm it is communicating correctly with the SCADA or control system.
• No Recalibration: A key feature of high-quality fluorescent decay-based systems is their long-term stability. The physical principle they rely on does not drift over time, so periodic recalibration of the system is not required, which is a major advantage over other sensor types.

13. 蛍光ファイバー光センサーの精度はどのくらいですか?

• Fluorescent FOTS are known for their very high accuracy and resolution, which is a primary reason for their use in such critical applications.
• Typical system accuracy is within the range of ±1℃～±2℃ over the entire operational temperature range of the transformer (例えば, -40°C ～ +200°C).
• The resolution, or the smallest change in temperature the system can detect, is even better, often around 0.1℃. This allows the system to track very subtle thermal trends.
• This accuracy is maintained for the life of the sensor because the fluorescence decay principle is a fundamental physical property of the sensing material and is not prone to the drift that can affect electronic sensors over time. The system’s accuracy is locked in during factory calibration.

14. 変圧器内の光ファイバーセンサーの一般的な寿命はどれくらいですか??

• The fiber optic probes are specifically designed and engineered to match or exceed the operational lifespan of the power transformer itself.
• A typical power transformer has a design life of 30 に 50 年, and the FOTS probes installed within it are built to last for this entire duration without failure or degradation in performance.
• The materials used are carefully selected for long-term compatibility with hot transformer oil and insulation materials. The optical fiber is protected by a robust, 化学的に不活性な被覆 (テフロン®のような), センサーチップは密閉されています.
• プローブが数十年の熱サイクルに耐えられることを検証するために、信頼できるメーカーによって広範な加速劣化テストが実施されています。, プレッシャー, 変圧器タンク内の化学物質への曝露.

15. システムは過酷な化学環境にどのように対処しますか (変圧器油)?

• 材料の選択: 光ファイバープローブの接液部 (ケーブルジャケットとセンサーチップのカプセル化) は、不活性性の高い材料で作られています。, エンジニアリンググレードのポリマー. PTFEなどの素材 (テフロン®) 優れた耐薬品性と高温耐性により、ケーブルのジャケットによく使用されます。.
• 気密封止: センサーの先端, 活性蛍光体材料を含む, 変圧器油との直接接触を防ぐために完全に密閉されています。. これにより、センシング材料が保護され、, 同様に重要なこと, prevents any part of the sensor from leaching out and contaminating the oil.
• Mechanical Robustness: The entire probe assembly is designed to be mechanically strong and flexible enough to withstand the vibrations, 圧力の変化, and oil flow present inside an operating transformer for many decades.
• Rigorous Testing: Manufacturers perform extensive compatibility and aging tests, submerging the probes in hot mineral oil for thousands of hours to simulate a lifetime of use and verify that there is no physical degradation, material breakdown, or adverse chemical reaction.

16. 変圧器での FOTS の使用を管理する業界標準は何ですか?

• The use of fiber optic sensors in transformers is well-established and covered by major international standards bodies, which provides confidence to utilities and manufacturers.
• IEEE C57.118-2018: これは、 “液浸変圧器における直接巻線温度測定システムのアプリケーションに関する IEEE ガイド。” アプリケーションに関する包括的なガイダンスを提供します, インストール, FOTS システムのパフォーマンス.
• IEEE C57.91-2011: の “鉱油入変圧器の負荷に関する IEEE ガイド” 熱限界を決定するための最も正確な方法として、直接ホットスポット測定を参照しています。, 動的荷重戦略の基礎を形成する.
• IEC 60076-2: 電源変圧器に関するこの国際規格 (“温度上昇”) また、工場受け入れテスト中の巻線温度上昇を決定するための熱計算モデルに代わる有効かつ優れた代替手段として直接測定が認められています。.
• これらの規格はテクノロジーを検証し、性能仕様に関する共通のフレームワークをメーカーとユーザーに提供します。, テスト手順, およびアプリケーションのベストプラクティス.

17. 蛍光減衰と他の光ファイバーセンシング方法の違いは何ですか?

• 蛍光減衰時間 (タイムドメイン): This method, used by top manufacturers like ふじの, measures a time-based property (減衰時間). It is an intrinsic property of the sensor material and is not affected by light source fluctuations, connector bending losses, or fiber aging. This makes it inherently stable and reliable for long-term use. The measurement is absolute.
• ファイバーブラッググレーティング (FBG) (Wavelength Domain): FBG sensors work by reflecting a specific wavelength of light that shifts with temperature and strain. While very precise, their signal is a wavelength, which can be affected by both temperature and physical stress on the fiber simultaneously. Differentiating between the two can be complex. They are highly suitable for multi-point sensing along a single fiber.
• Raman/Brillouin Scattering (分散センシング): These methods use the intrinsic scattering properties of the optical fiber itself to measure temperature along its entire length. They are excellent for monitoring long assets like pipelines or power cables but typically have lower spatial resolution and accuracy compared to the point-sensing capability of a fluorescent probe placed at a specific hotspot.
• GaAs半導体 (Band Gap): This method uses a small gallium arsenide (GaAs) ファイバー先端の結晶. 結晶の光吸収スペクトルは温度とともに予測通りに変化します. 優れた精度を提供しますが、蛍光法と比較して動作温度範囲と長期安定性プロファイルが異なる場合があります。.

18. リアルタイムの温度データはグリッド管理をどのように改善するか?

• グリッドの信頼性の向上: FOTSデータは、停電の主な原因である予期せぬ変圧器の故障を防止することで、より安定した電力供給に直接貢献します。.
• 最適化された資産活用: リアルタイム データにより、系統運用者は変圧器を実際の熱限界に近づけて運転できるようになります, 以前は利用できなかった容量のロックを解除する. これにより、費用のかかるアップグレードや新しい変電所の必要性を延期または排除できます。, 数十億ドルの設備投資を節約.
• スマートグリッドとの統合: The digital output from FOTS monitors integrates seamlessly into modern SCADA and Energy Management Systems (EMS). This data can be used in advanced analytics, AI-driven predictive maintenance platforms, and automated load-shedding or network reconfiguration schemes.
• Facilitating Renewable Energy Integration: The intermittent nature of renewable sources like solar and wind causes rapid fluctuations in transformer loading. FOTS allows transformers to handle these dynamic loads safely, which is critical for supporting the transition to a greener energy grid.

19. FOTS を使用する際の課題や制限は何ですか?

• インストールの制約: The primary limitation is that for winding hotspot monitoring, the sensors must be installed during the manufacturing or a major overhaul of the transformer. They cannot be easily added to a sealed, in-service unit without a complete teardown.
• 初期費用: The upfront cost of a FOTS system (モニター, プローブ, フィードスルー) 従来のトップオイル温度計よりも高い、または直接監視がまったくない. しかし, このコストは通常​​、資産寿命の延長によって正当化されます。, 信頼性の向上, 致命的な障害の防止, 総所有コストの大幅な削減につながります (TCO).
• 修理の複雑さ: タンク内のセンサープローブが故障した場合 (有名メーカーによる非常に珍しいイベント), 変圧器を取り外さないと修理は不可能です. これは、次のような信頼できるベンダーから信頼性の高いシステムを選択する必要性を強調しています。 ふじの. 外部モニター, しかし, 簡単に修理または交換できます.
• 単一障害点 (監視用): センサーは堅牢ですが、, 外部監視ユニットはすべてのプローブのデータ収集の単一ポイントです. 高品質モニターには、このリスクを軽減するための診断機能と信頼性の高いコンポーネントが組み込まれています。.

20. 特定の変圧器アプリケーションに適切な FOTS システムを選択するにはどうすればよいですか?

• Proven Reliability and Track Record: Choose a manufacturer with a long history of successful installations in power transformers. Ask for case studies, long-term performance data, and customer references. A brand like ふじの, known for its focus on this specific application, is a strong choice.
• Compliance with Standards: Ensure the system complies with key industry standards like IEEE C57.118. This guarantees a certain level of performance, 安全性, and interoperability.
• System Accuracy and Stability: Evaluate the manufacturer’s specifications for accuracy (例えば, ±1℃) and long-term drift. Time-domain fluorescence systems are often preferred for their inherent stability over the life of the transformer.
• Probe and Feedthrough Design: Scrutinize the design of the in-tank components. The probe should be robust and made of oil-compatible materials, タンク壁貫通部は実証済みでなければなりません, 取り付けが簡単な漏れ防止設計.
• サポートと統合: メーカーの技術サポートとモニター出力の統合の容易さを考慮してください。 (例えば, Modbus, DNP3, IEC 61850) 既存の制御およびSCADAシステムと連携. 完全な, 十分にサポートされたソリューションは、個々のコンポーネントよりも価値があります.

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