Sähkökaapelipaloista aiheutuu merkittävää vaaraa, minkä vuoksi kaapeleiden syttyvyyttä on
viime aikoina pyritty vähentämään sekoittamalla peruspolymeeriin halogeenittomia
palonestoaineita. Kaapeliteollisuudessa on nykyisin yleisenä käytäntönä yhdistää palosuojattu
(Flame-Retardant, FR) vaippa palosuojaamattomiin eristeisiin. Vaipan rikkouduttua
palosuojaamaton eriste altistuu ulkoiselle lämmönlähteelle aiheuttaen vakavan paloriskin, joka
voidaan havaita testattaessa palon leviämistä pystysuunnassa mm. standardien EN 60322 ja UL
1581 mukaisesti sekä laboratoriomittakaavassa tehtävin kartiokalorimetrimittauksin.
Selvittääksemme edelleen tällaisen palovaaran syntyyn liittyviä fysikaalisia ilmiöitä vertaamme
tässä tutkimuksessa kahden erityyppisen kaapelin palo-ominaisuuksia keskenään: toinen
kaapeli (MKEM-HF) koostuu palosuojatusta vaipasta (ATH + peruspolymeeri) sekä johtimesta ja
toinen (XMK-HF) FR-vaipasta (MDH + peruspolymeeri), palosuojaamattomasta eristeestä (XLPE)
sekä johtimesta. Kaapeleita tutkitaan TGA- ja DSC-analyysien sekä kartiokalorimetrin avulla.
Vaippojen TGA- ja DSC-analyysit osoittivat, että MKEM-HF-kaapelissa oleva ATH hajoaa
verrattain alhaisissa lämpötiloissa, kun taas XMK-HF-kaapelin MDH:n pyrolyysi oli lähellä
peruspolymeerin pyrolyysilämpötilaa. Kaapelin syttyvyyttä arvioitiin teholla 50 kW · m−2
suoritetuilla kartiokalorimetrimittauksilla, joissa MKEM-HF:n paloriski aleni säännönmukaisesti
ja XMK-HF:llä osoitettiin tasaisesti kasvava lämmönvapautumisnopeustrendi (Heat Release
Rate, HRR), joka lopulta johti huomattavaan HRR-huippuun. Mainittu trendi aiheutui pääasiassa
vaipan mekaanisesta rikkoutumisesta ajan kuluessa, jolloin XLPE-eristeen paljastuminen
nopeutti materiaalin hajoamista.
Tässä tutkimuksessa korostui, että kaapeleita suunniteltaessa on tärkeää arvioida palotilanteita, jotka voivat johtaa palosuojatun kaapelivaipan alla olevan palosuojaamattoman eristeen syttymiseen. Jatkotutkimusten yhteydessä suoritetaan näiden ilmiöiden numeerinen mallinnus paloriskin arvioimiseksi asuin- ja tuotantoympäristöissä.