186055. lajstromszámú szabadalom • Nukleáris sugárzással szemben megnövelt ellenállású kábel és eljárás annak előállítására
1 186055 2 A találmány tárgya nukleáris sugárzással szemben megnövelt ellenállású kábel, amelynek középponti részében villamos vezető van elrendezve és ezt koncentrikusan külső cső veszi körül, amely a villamos vezetőtől térközzel van elválasztva. A találmány tárgya továbbá eljárás a nukleáris sugárzással szemben megnövelt ellenállású kábel előállítására, amikor is villamos vezető körül támasztóelemet alakítunk ki és a támasztóelemre külső csövet viszünk fel. A találmány szerinti kábel különösen előnyösen atomreaktorok közelében, atomerőművek primer és szekunder köreiben, hosszú élettartammal használható. Előállítása, különösen a javasolt eljárással, valamint szerelése egyszerű, élettartama hosszú. Alkalmas továbbá energiaátviteli célokra normál körülmények között is. A közép- és nagyfeszültségű kábelek érszigetelését világszerte egyre növekvő mértékben készítik hőre lágyuló műanyagból. Az előállítási technológia viszonylag egyszerű: a műanyagot melegen a vezetőre extrudálják, majd lehűtik. A kábel minősége és élettartama szempontjából igen fontos az esetleges átütések megakadályozása. Ezért kívánatos, hogy az elkészült szigetelés hézagmentesen feszüljön rá a vezetőre, buborékok ne maradjanak benne. A minőség szempontjából lényeges, hogy szennyezésmentes legyen mind a vezető, mind pedig a szigetelés. A gyártás során ezeket a követelményeket csak nehezen lehet teljesíteni. Problémát jelent az is, hogy a lehűlő hőre lágyuló műanyag a lehűlése során elválhat a vezetőtől, belsejében apró buborékok képződhetnek és bár az anyagot általában a lehető leggondosabban készítik elő, mindig visszamaradnak olyan szennyezések, amelyek ugyan mikromennyiségben vannak csak jelen, de alkalmasak az átütési folyamat megindítására. A fenti nehézségek leküzdésére komoly technológiai fegyelmet igénylő eljárásokat és költséges berendezéseket dolgoztak ki. Ezek költségei azonban olyan nagyok, hogy a kábel még nagy mennyiségek gyártása esetén is drága. További problémát jelent az, hogy egyre többször kell a nukleáris sugárzásnak kitett helyeken, például atomerőművek primer és szekunder köreiben kábeleket telepíteni. Az ilyen helyeken üzemeltetett kábelek a velük szemben támasztott igények teljesítése céljából a hőre lágyuló műanyagból készült szigetelést körülvevő külön védelemmel kell ellátni, ugyanis a nagyenergiájú nukleáris sugárzás, valamint a hatására a levegőben keletkező ózon a műanyagokat erőteljesen roncsolja. A védelmet általában ólom köpennyel biztosítják, amely egyrészt elzárja az ózon útját a műanyaghoz, másrészt gyengíti a nukleáris sugárzás erősségét, viszont előállítási költségei megnövekednek, szerelése bonyolultabbá válik. A találmány célja a hőre lágyuló műanyagból készült szigeteléssel ellátott közép- és nagyfeszültségű kábelek ismertetett hiányosságainak megszüntetése. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kábelek minőségét és élettartamát, továbbá nagyenergiájú nukleáris sugárzással szembeni ellenállását jelentősen növelni lehet, ha olyan anyagból alakítjuk ki a szigetelést, amely a kábel üzemi hőmérsékletén folyékony halmazállapotú és egyidejűleg a nukleáris sugárzás hatásával szemben ellenálló. Előnyös, ha ez az anyag a raktározás és a szerelés szokásos hőmérsékletén szilárd halmazállapotú. Tekintettel a kábel üzemi hőmérsékletére, célszerű a paraffin választása. A paraffin még megfelelően választott adalékanyaggal keverve is, szigetelési ellenállását és veszteségi tényezőjét tekintve egyenértékű az eddig alkalmazott legjobb hőre lágyuló műanyagokkal; nukleáris sugárzással szembeni ellenállóképessége jól ismert. Ez az anyag viszonylag alacsony hőmérsékleten hígfolyós és ezért szűrése sokkal egyszerűbben és jóval nagyobb hatásfokkal oldható meg, mint az említetett műanyagok olvadékának szűrése. A paraffin és a hasonló olvadékony anyagok további kedvező jellemzője, hogy bennük a kábel központi vezetőjétől az elektroforetikus hatás következtében a buborékok a kisebb térerő irányában könnyen és gyorsan eltávoznak, így a folyékony halmazállapotú szigetelés önjavító hatású, az átütés nem tud tartós nyomot hagyni benne. Szennyeződés esetén, ezek az anyagok olvasztással és szűréssel könnyen tisztíthatók, majd tisztítás után újból felhasználhatók. A találmány feladata a fentieknek megfelelően normál feltételek között és a nukleáris sugárzás hatásának kitett helyeken jól felhasználható, hosszú élettartamú, könnyen telepíthető és szerelhető kábel létrehozása, illetve a kábel előállítására szolgáló eljárás kidolgozása. A kitűzött feladat megoldására egyrészt olyan, az intenzív élettani hatású nukleáris, tehát mindenek előtt a gamma- és neutronsugárzással szemben megnövelt ellenállású kábelt dolgoztunk ki, amely villamos vezetőt, ezt körbefogó, tőle térközzel elválasztott és a térközön keresztül rá támaszkodó külső csövet tartalmaz, és amelyben a találmány szerint a külső cső és a vezető közötti térköz gamma- és neutronsugárzással szemben ellenálló szigetelőanyaggal, különösen paraffin alapú anyaggal van kitöltve. A szerelés és az előállítás egyszerűségét tekintve különösen előnyösnek bizonyult a külső cső folyadékzáró kialakítása és a térközt kitöltő anyag 40 °C körüli hőmérsékleten olvadó elegyként való választása, amelynek alapja paraffin. A paraffin alapú elegyet és általában a térközt kitöltő anyagot célszerű további, a nagyenergiájú sugárzással szemben ellenállást növelő és/vagy a nedvesség abszorbeálását megakadályozó adalékanyagokkal kiegészíteni. Ily módon a kábel élettartama tovább növelhető. A kitűzött feladat megoldására eljárást is kidolgoztunk, amelynek segítségével nukleáris sugárzással szemben megnövelt ellenállású kábel állítható elő, és amely szerint villamos vezetőn támasztóelemet alakítunk ki, a támasztóelemre külső csövet viszünk fel és a találmány értelmében a külső csövet folyadékzáró módon alakítjuk ki, majd a villamos vezető és a külső cső közötti térközt a nukleáris sugárzással szemben ellenálló, a kábel üzemi hőmérsékletén folyadék halmazállapotú, szobahőmérsékleten szilárd halmazállapotú szigetelőanyaggal, például paraffinnal, vagy paraffin alapú eleggyel töltjük ki. A találmány szerinti kábel a nagyenergiájú nukleáris sugárzással szemben ellenálló, mivel a paraffin és hasonló anyagok a sugárzás hatására a műanyagoknál kevéssé roncsolódnak. A paraffin alkalmazásának megvan az a további előnye is, hogy a legtöbb hőre lágyuló műanyagnál olcsóbb, bejuttatása nem igényel 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
