高压电缆——高度绝缘的重型电缆

高压 （HV） 电缆是高压输电所必需的高度绝缘的重型电缆。它用于仪器、点火系统以及许多环境中的交流电 （AC） 和直流电 （DC） 电力传输。

高压电缆在电动汽车 （EV） 中用于将电力从电池传输到电机、逆变器和充电器，并用于将信号传输到车辆监控和管理系统。电动汽车的电压可能高达 1500V，需要更厚的绝缘层和更重、更硬的电缆。重量会影响性能和续航里程。刚度给车内的电缆布线带来了挑战。

高压电缆的结构元件包括一个或多个导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层和保护套。全额定绝缘系统由绝缘层、半绝缘层和金属屏蔽层组成。为了防止因 2K 伏及以上的电应力而导致故障，绝缘系统中需要额外的内层来控制导体周围和之间的电场。

“高压电线或电缆的主要特性是它能够在其使用寿命中承受交流或直流电流中的高压应用，大约20,000小时，”Axon' Cable的研发技术员Eric Coulon说，他在测试高压电缆方面具有专业知识。他说，在确定满足 HV 客户要求所需的最小绝缘厚度时，产品应用的温度是选择绝缘材料的决定性因素。“温度是一个重要的参数，因为热塑性材料并不都在相同的温度范围内工作。”

用于恶劣环境的 AXOVOLT 高压微型电缆和电缆组件，来自 Axon' Cable

其他需要考虑的因素包括环境中的辐射;高压或低压应用、化学品暴露以及应用是静态还是动态。

电缆的绝缘不得因高压应力、空气中放电产生的臭氧或电痕（在绝缘材料表面形成导电路径）而劣化。电缆接头和端子的设计还必须能够控制可能导致绝缘击穿的高压应力。

高压电缆可能需要几英尺的短长度用于设备或机械，或者需要更长的长度在建筑物内运行，埋在工业厂房中，用于配电，甚至在海底进行电力传输。

设计说明

导电材料：铜（柔性、优良导体）或铝（重量更轻、更便宜，但导体质量不如人）

绝缘材料： 使用各种热塑性塑料。根据应用，选择的材料具有耐环境条件和高介电强度。常见的选择是交联聚乙烯 （XLPE）、乙丙橡胶 （EPR），在某些情况下，聚氯乙烯 （PVC） 因其耐火性和柔韧性而被使用。其他选择包括氟化热塑性塑料（耐高温性高达 300 °C、耐化学腐蚀、介电强度高）、聚酰亚胺热塑性塑料（高辐射/抗紫外线性和原子电阻 [LEO]、高达 230 °C 的耐高温性、高介电强度）和 PEEK 热塑性塑料（非常高的耐辐射性、高达 200 °C 的耐高温性、高介电强度）。

Teledyne 的 Quiet Line 产品是连续挤压的高压电缆，在中心导体上直接涂有高电感芯。这种高电感“损耗磁芯”可耗散高频信号，使其成为过滤掉不需要的射频和抑制外部 EMI 的绝佳选择。穿过中心导体的高频信号与所使用的电缆长度成比例衰减。

护套材料： 电缆外侧的护套提供环境保护。它通常是聚乙烯 （PE） 或 PVC。金属护套用于水下或地下应用。

环境考虑因素：根据应用，高压电缆必须能够承受各种条件，包括：

高真空应用：低释气

高压和低压

高温和低温

辐射（总电离剂量高达 70 MGy）

紫外线

原子氧（在太空中）

高机械阻力

化学品暴露

水/湿气暴露

使用寿命长（> 25 年）

JPC Connectivity 的 PSL200 高压电缆用于 BMS 和储能应用中的电池组之间的连接。

电气性能： 对于使用交流电 （AC） 的系统，通常认为高压高于 1000V，对于直流电 （DC） 高于 1500V。但是，高压的定义因应用而异。例如，航空中的高压范围为 540V-3000V;在石油和天然气中，它是1000V到8000V;在研究中，它是 1000V 到 30,000V。

规格：通常介于 2 AWG 和 28 AWG 之间。

额定电压（最大安全电压）： 高压电缆通常从 1000V （1 kV） 开始，最高可达 35 kV 或更高，以实现最大额定电压。为了安全和保护绝缘，额定电压必须与系统的工作电压相匹配。

温度范围： 指示电缆组件可以安全承受的最高和最低温度。许多高压电缆的温度在 –40 °C 至 90 °C 之间，但 XLPE 和 EPR 可以适应更宽的范围（75 ⁰C 至 +250 ⁰C），非常适合高热应力环境。

市场 

军事与航空航天，工业，汽车，运输，医疗

应用

海底作业、空间应用、核聚变与研究、航空、国防、石油和天然气勘探、医疗设备、研究和测试、电动汽车、发电厂、风能和太阳能农场、工业设备、公共交通和铁路以及采矿