高壓電纜——高度絕緣的重型電纜

來(lái)源：?作者：線束世界?2025-02-08 10:09

高壓（HV）電纜是高壓輸電所必需的高度絕緣的重型電纜。它用于儀器、點(diǎn)火系統(tǒng)以及許多環(huán)境中的交流電（AC）和直流電（DC）電力傳輸。

高壓電纜在電動(dòng)汽車(chē) （EV）中用于將電力從電池傳輸?shù)诫姍C(jī)、逆變器和充電器，并用于將信號(hào)傳輸?shù)杰?chē)輛監(jiān)控和管理系統(tǒng)。電動(dòng)汽車(chē)的電壓可能高達(dá) 1500V，需要更厚的絕緣層和更重、更硬的電纜。重量會(huì)影響性能和續(xù)航里程。剛度給車(chē)內(nèi)的電纜布線帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

高壓電纜的結(jié)構(gòu)元件包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、金屬屏蔽層和保護(hù)套。全額定絕緣系統(tǒng)由絕緣層、半絕緣層和金屬屏蔽層組成。為了防止因 2K 伏及以上的電應(yīng)力而導(dǎo)致故障，絕緣系統(tǒng)中需要額外的內(nèi)層來(lái)控制導(dǎo)體周?chē)椭g的電場(chǎng)。

“高壓電線或電纜的主要特性是它能夠在其使用壽命中承受交流或直流電流中的高壓應(yīng)用，大約20,000小時(shí)，”Axon' Cable的研發(fā)技術(shù)員Eric Coulon說(shuō)，他在測(cè)試高壓電纜方面具有專(zhuān)業(yè)知識(shí)。他說(shuō)，在確定滿足 HV 客戶要求所需的最小絕緣厚度時(shí)，產(chǎn)品應(yīng)用的溫度是選擇絕緣材料的決定性因素。“溫度是一個(gè)重要的參數(shù)，因?yàn)闊崴苄圆牧喜⒉欢荚谙嗤臏囟确秶鷥?nèi)工作?！?/span>

用于惡劣環(huán)境的 AXOVOLT 高壓微型電纜和電纜組件，來(lái)自?Axon' Cable

其他需要考慮的因素包括環(huán)境中的輻射;高壓或低壓應(yīng)用、化學(xué)品暴露以及應(yīng)用是靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)。

電纜的絕緣不得因高壓應(yīng)力、空氣中放電產(chǎn)生的臭氧或電痕（在絕緣材料表面形成導(dǎo)電路徑）而劣化。電纜接頭和端子的設(shè)計(jì)還必須能夠控制可能導(dǎo)致絕緣擊穿的高壓應(yīng)力。

高壓電纜可能需要幾英尺的短長(zhǎng)度用于設(shè)備或機(jī)械，或者需要更長(zhǎng)的長(zhǎng)度在建筑物內(nèi)運(yùn)行，埋在工業(yè)廠房中，用于配電，甚至在海底進(jìn)行電力傳輸。

設(shè)計(jì)說(shuō)明

材料規(guī)格

導(dǎo)電材料：銅（柔性、優(yōu)良導(dǎo)體）或鋁（重量更輕、更便宜，但導(dǎo)體質(zhì)量不如人）

絕緣材料：?使用各種熱塑性塑料。根據(jù)應(yīng)用，選擇的材料具有耐環(huán)境條件和高介電強(qiáng)度。常見(jiàn)的選擇是交聯(lián)聚乙烯（XLPE）、乙丙橡膠（EPR），在某些情況下，聚氯乙烯（PVC）因其耐火性和柔韌性而被使用。其他選擇包括氟化熱塑性塑料（耐高溫性高達(dá) 300 °C、耐化學(xué)腐蝕、介電強(qiáng)度高）、聚酰亞胺熱塑性塑料（高輻射/抗紫外線性和原子電阻 [LEO]、高達(dá) 230 °C 的耐高溫性、高介電強(qiáng)度）和 PEEK 熱塑性塑料（非常高的耐輻射性、高達(dá) 200 °C 的耐高溫性、高介電強(qiáng)度）。

Teledyne 的 Quiet Line 產(chǎn)品是連續(xù)擠壓的高壓電纜，在中心導(dǎo)體上直接涂有高電感芯。這種高電感“損耗磁芯”可耗散高頻信號(hào)，使其成為過(guò)濾掉不需要的射頻和抑制外部 EMI 的絕佳選擇。穿過(guò)中心導(dǎo)體的高頻信號(hào)與所使用的電纜長(zhǎng)度成比例衰減。

護(hù)套材料：?電纜外側(cè)的護(hù)套提供環(huán)境保護(hù)。它通常是聚乙烯（PE）或 PVC。金屬護(hù)套用于水下或地下應(yīng)用。

環(huán)境考慮因素：根據(jù)應(yīng)用，高壓電纜必須能夠承受各種條件，包括：

高真空應(yīng)用：低釋氣

高壓和低壓

高溫和低溫

輻射（總電離劑量高達(dá) 70 MGy）

紫外線

原子氧（在太空中）

高機(jī)械阻力

化學(xué)品暴露

水/濕氣暴露

使用壽命長(zhǎng)（> 25 年）

JPC Connectivity 的 PSL200 高壓電纜用于 BMS 和儲(chǔ)能應(yīng)用中的電池組之間的連接。

電氣性能：?對(duì)于使用交流電（AC）的系統(tǒng)，通常認(rèn)為高壓高于 1000V，對(duì)于直流電（DC）高于 1500V。但是，高壓的定義因應(yīng)用而異。例如，航空中的高壓范圍為 540V-3000V;在石油和天然氣中，它是1000V到8000V;在研究中，它是 1000V 到 30,000V。

規(guī)格：通常介于 2 AWG 和 28 AWG 之間。

額定電壓（最大安全電壓）：?高壓電纜通常從 1000V （1 kV）開(kāi)始，最高可達(dá) 35 kV 或更高，以實(shí)現(xiàn)最大額定電壓。為了安全和保護(hù)絕緣，額定電壓必須與系統(tǒng)的工作電壓相匹配。

溫度范圍：?指示電纜組件可以安全承受的最高和最低溫度。許多高壓電纜的溫度在 –40 °C 至 90 °C 之間，但 XLPE 和 EPR 可以適應(yīng)更寬的范圍（75 ?C 至 +250 ?C），非常適合高熱應(yīng)力環(huán)境。

市場(chǎng)?

軍事與航空航天，工業(yè)，汽車(chē)，運(yùn)輸，醫(yī)療

應(yīng)用

海底作業(yè)、空間應(yīng)用、核聚變與研究、航空、國(guó)防、石油和天然氣勘探、醫(yī)療設(shè)備、研究和測(cè)試、電動(dòng)汽車(chē)、發(fā)電廠、風(fēng)能和太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)、工業(yè)設(shè)備、公共交通和鐵路以及采礦