195357. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliolefin szigetelésű, közép- és nagyfeszültségű kábelek érszigetelésének gyártásához
1 195 357 2 A találmány tárgya eljárás poliolefin szigetelésű, közép- és nagyfeszültségű erősáramú kábelek érszigetelésének aromás amin jellegű adalékokkal is stabilizált poliolefin anyagokból való gyártására. Ismeretes, hogy a közép- és nagyfeszültségű erősáramú kábelekkel szemben támasztott szigorú megbízhatósági követelményeket a poliolefin szigetelésű kábeleknél főleg az érszigetelés korlátozott villamos tartamszilárdsága miatt nehéz kielégíteni, amely részben az alapanyag minőségén, részben a gyártási eljáráson múlik. Ezért e kábelek érszigetelését csak különleges minőségű, gyakran speciális stabilizáló adalékanyagokat is tartalmazó poliolefinekből gyártjuk, olyan eljárással, amely a lehető legteljesebb mértékben megőrzi az alapanyagban rejlő villamos tartamszilárdsági jellemzőket, és — a technológiai korlátok határain belül — homogén, technológiai hibáktól (így pl. gáz- és idegen anyag zárványoktól) mentes szigetelést eredményez. A szakirodalomban ismertetett eljárások főként a poliolefin alapanyagok extrudálási és az egymásra extrudált rétegek hűtési paramétereit határolják be (Kabelitems of Union Carbide Corp., Wire and Cable, No. 147 /1976/; Research and Development in the Hungarian Cable Works /1981 / pp. 58-89; US Patent 4,078,111), törekedve a villamos szempontból előnyösnek ítélt, olykor több koncentrikus rétegből álló szigetelő szerkezet minél pontosabb előállítására (US Patent 3,885,085). Eközben a választott alapanyagok többnyire csak fizikai állapotváltozásokon mennek keresztül, és a teljes gyártási folyamatból — legjobb esetben is — változatlan tulajdonságokkal, így változatlan villamos tartamszilárdsággal kerülnek ki. Ez alól bizonyos szempontból kivételnek tekinthető a térhálós polietilén szigetelésű kábelek gyártása, amikor is hő-, illetve részecske sugárzással késztetik az anyag láncmolekuláit arra, hogy oldalláncaik révén kémiailag összekapcsolódjanak. Ez utóbbi eljárások azonban csak a szigetelés termomechanikai tulajdonságait javítják, és ' nem eredményezik a villamos tartamszilárdság számottevő és tartós növekedését (IEEE,EI—12/1977/6 pp. 395-401). A találmány elé célul tűztük ki egy olyan eljárás kidolgozását, amelynek foganatosításával növelt villamos tartamszilárdságú szigetelőanyag állítható elő. Felismertük azt, hogy a célszerűen megválasztott alapanyagok aromás amin jellegű stabilizáló adalékait ultraibolya fény segítségével az eredetinél is hatásosabb stabilizáló anyagokká alakíthatjuk át. Ez a felismerés azért meglepő, mert a poliolefinek önmagukban közismerten érzékenyek az ultraibolya fényre, amely roncsolja őket, és eközben fíziko-kémiai tulajdonságaik romlanak. Ezért egyáltalán nem volt várható, hogy éppen az ultraibolya fény kedvező hatású is lehet. E korábbi tapasztalatokkal ellentétes viselkedés azonban érthetővé válik, ha olyan adalék olt poliolefin rendszert használunk, amelynek a funkcionálisan döntő jó tulajdonságát főként az adalékanyag határozza meg, és ez a hatás ráadásul az ultraibolya besugárzás következtében még tovább fokozódik. Mivel pedig ez a stabilizálásra használt aromás amin jellegű vegyületeknél már viszonylag kis ultraibolya sugárdózis hatására is bekövetkezik, az eközben fellépő esetleges poliolefin roncsolódás elhanyagolható, többszörösen megtérülő veszteség. A kitűzött célt a bevezetőben említett eljárással a találmány szerint úgy értük el, hogy az alapanyagot és/vagy az abból extrudált kábel érszigetelést 250—450 nm hullámhosszú, a besugárzandó anyag felületére vonatkoztatott 0,4—25 kJ/sm2 fajlagos teljesítményű ultraibolya fénnyel sugározzuk be, az anyag rétegvastagságára vonatkoztatott 2 x 104 - 1 x 106 s/m fajlagos időtartamig. Besugározhatjuk már magát az alapanyagot is, amelyik granulátum vagy por alakban van. Célszerű azonban az ultraibolya besugárzást az extrudált kábelszigetelésen, illetve azon is elvégezni, akár az extruder fejből való kilépés helyétől kezdődően, akár pedig a kábelgyártás folyamatának valamely közbenső fázisában . A besugárzás más technológiai folyamatokkal egyidejűleg is végezhető (pl. a hűtéssel együtt), feltéve, hogy az azokhoz használt technológiai segédanyagok nem nyelik el számottevően az ultraibolya fényt. A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajzokon szemléltetett megoldási példákkal, illetve mérési eredmények segítségével ismertetjük. Ezek közül az 1. ábra egy lehetséges kábelgyártó gépsor vázlatos oldalnézetben, fölé rajzolva a készülő kábelt félnézet-félmetszetben, míg a 2. ábra egy másik lehetséges kiviteli alak vázlata, szintén oldalnézetben, de fölötte látható egy keresztmetszeti kép is, alatta pedig a készülő kábel rajza félnézet-félmetszetben. A 3. ábra besugárzás nélküli és besugárzott szigetelés modellek kumulatív élettartam eloszlását szemlélteti, azonos villamos igénybevétel mellett. Az 1. ábrán látható gépsor vázlata a poliolefin alapanyag besugárzására szolgáltat megoldási példát. A besugárzáshoz szükséges ultraibolya fényt a 7 fényfonások állítják elő. A fény terelését a 8 reflektor végzi. Az alattuk lévő 5 szállító hevederen a polietilén alapanyag mindkét változatát feltüntettük, az eredeti összetételű, feniléndiamin jellegű adalékot is tartalmazó 6 alapanyagot és annak ultraibolya fénnyel besugárzott módosulatát, a 9 módosult alapanyagot is. Az eddig ismertetett részegységeket egészítik ki a 6 alapanyag tárolására, illetve szállítására szolgáló egységek, úm. az 1 hordó, a 3 tartály, az alján lévő 4 tolózárral, az őket összekötő 2 csővezeték, továbbá a 9 módosult alapanyag feldolgozására szolgáló egységek, úm. a 12 extruder a 10 garattal, a 14 félvezető extruder, az extruderekre szerelt 13 kettős extruder fej, a hozzá kapcsolódó 15 hűtéegység, valamint az azt követő 17 kihúzómű. A 13 kettős extruder fejen, a 15 hűtőegységen, továbbá a 17 kihúzó művön át van fűzve a 11 árnyékolt kábelér, illetve a 16 kábel, amely 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
