I condensatori ad alta-tensione si basano sul modello fondamentale di un condensatore a piastre-parallele, costituito da due piastre di elettrodi metallici separate da un mezzo dielettrico isolante. Quando viene applicata una tensione ai capi delle piastre, all'interno del dielettrico si stabilisce un campo elettrico; l’energia del campo elettrico immagazzinata può essere calcolata utilizzando la formula:
E=0.5 * C * U² (dove E rappresenta l'energia, C rappresenta la capacità e U rappresenta la tensione).
Materiali dielettrici: il nucleo dielettrico è generalmente classificato in due tipi: tutti i supporti-in pellicola (pellicola di polipropilene) e supporti in carta impregnata di olio-. A causa del suo spessore sottile (tipicamente 5–15 μm) e dell'elevata rigidità dielettrica (che arriva fino a 600 kV/mm), tutti i supporti a pellicola sono diventati la scelta dominante per i condensatori ad alta tensione, con le singole unità in grado di raggiungere tensioni nominali superiori a 35 kV.
Design strutturale: i componenti presentano una struttura cilindrica o appiattita e vengono riempiti-tramite un processo di impregnazione sotto vuoto-con olio isolante (come olio di silicone) o resina ad alta-costante dielettrica-per migliorare la rigidità dielettrica e mitigare il rischio di scariche parziali.
Protezione di sicurezza: un resistore di scarica interno riduce la tensione a un livello sicuro (tipicamente inferiore a 50 V) entro cinque minuti dalla disconnessione dell'alimentazione; a questo si aggiunge un dispositivo di rilascio della pressione-progettato per prevenire l'esplosione in caso di guasto interno.
