為實(shí)現(xiàn)5G，電子制造商需要生產(chǎn)新的器件來(lái)支持5G網(wǎng)絡(luò)。下一代網(wǎng)絡(luò)需要更快、更可靠、更安全。

什么是HV（高壓）？

全球電氣標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)以不同的方式定義高壓。例如，IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）、IET和IEEE將HV定義為高于1000 VAC或1500 VDC的任何電壓；在區(qū)分大于或小于600V的電壓時(shí)，2011年的美國(guó)國(guó)家電氣規(guī)范對(duì)HV沒有固定值。在不同國(guó)家工作的工程師在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)必須考慮當(dāng)?shù)睾蛧?guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

電力通常在高電壓和低電流（安培數(shù)）下遠(yuǎn)距離傳輸。其主要目的是通過(guò)最小化由導(dǎo)體中的高電阻和I2R加熱引起的損耗來(lái)提高效率。因此，電力可以使用更薄的導(dǎo)體進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。另一方面，大電流下的電力傳輸將需要更大的導(dǎo)體，這使該過(guò)程變得非常昂貴。高壓的一些重要應(yīng)用包括配電網(wǎng)、粒子科學(xué)研究、陰極射線管和放大器真空管。

什么是LV（低壓）？

和高壓一樣，LV（低壓）也是一個(gè)相對(duì)分類。IEC認(rèn)為低電壓是50至1000 V交流電或120至1500 V直流電。在配電系統(tǒng)中，低電壓指在家用和輕工業(yè)/商業(yè)應(yīng)用中使用的電源電壓，可以是100到240V交流電。電氣設(shè)備、LED燈、風(fēng)扇和個(gè)人計(jì)算機(jī)可以看作是低壓設(shè)備。低壓的重要工業(yè)應(yīng)用包括軸流和徑向風(fēng)機(jī)、離心和半潛式泵、冷卻器和銑床。

高低電壓工作

確定電壓水平的正確使用以允許工程師設(shè)計(jì)高效安全的設(shè)備和裝置。在較高電壓下工作的三個(gè)基本考慮因素涉及：物理尺寸；無(wú)源元件；連接器和電纜。

物理尺寸

在設(shè)計(jì)高壓系統(tǒng)時(shí)，導(dǎo)體間距是一個(gè)重要的考慮因素?；镜摹敖?jīng)驗(yàn)法則”是允許空氣中介電強(qiáng)度為每英寸7.5 kV至10 kV。工程師必須確定的兩個(gè)基本變量是間隙和爬電距離。間隙是導(dǎo)體與地面之間的最短距離，通過(guò)絕緣介質(zhì)測(cè)量。爬電距離是沿著絕緣材料表面測(cè)量的兩個(gè)導(dǎo)體之間的最短距離。對(duì)于防止電弧和閃絡(luò)等危險(xiǎn)，最小化爬電距離至關(guān)重要。為確定導(dǎo)體的理想間距，我們將均方根（RMS）電壓乘以3。工程師可在其設(shè)計(jì)中使用IEC指南和規(guī)范。

無(wú)源元件

設(shè)計(jì)高壓系統(tǒng)的工程師通常比設(shè)計(jì)低壓系統(tǒng)的工程師更關(guān)心與他們一起工作的無(wú)源元件（如電阻、電容器和開關(guān)設(shè)備）的容差和最大電壓額定值，因?yàn)榈蛪合到y(tǒng)很少讓元件承受更高的電壓。在高壓設(shè)計(jì)中，選擇具有更高最大額定電壓值的無(wú)源元件可以防止過(guò)早甚至是災(zāi)難性的故障。為了安全起見，工程師必須選擇安全系數(shù)比預(yù)期最大電壓大幾倍的器件。

連接器和電纜

連接器和電纜連接提供電氣設(shè)備的各個(gè)器件之間的連接。為了設(shè)計(jì)最佳的電氣布線布局，工程師必須再次考慮爬電距離和間隙。此外，在為高壓裝置選擇無(wú)源元件時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須選擇具有足夠最大額定電壓的電纜，以避免過(guò)熱和絕緣擊穿等問(wèn)題。

高壓和低壓的重要安全考慮

在高壓和/或低壓應(yīng)用中保持高度安全對(duì)于防止危險(xiǎn)工作場(chǎng)所、電氣設(shè)備損壞和生命損失至關(guān)重要。當(dāng)不嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)安全預(yù)防措施時(shí)，高低壓都是危險(xiǎn)的。例如，暴露在220伏交流電可以誘發(fā)房顫，而高壓電擊可能對(duì)人體重要的內(nèi)臟器官造成生理?yè)p害。能源最常見的危險(xiǎn)方式是通過(guò)接觸或電弧。前者發(fā)生在人體接觸裸導(dǎo)體時(shí)；后者發(fā)生在人體距離電氣設(shè)備很近，特別是當(dāng)通過(guò)周圍空氣發(fā)生高壓放電時(shí)。帶電接觸可導(dǎo)致觸電死亡，而電弧會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重?zé)齻?/p>

為了最大限度地減少在低電壓和高電壓下工作時(shí)的接觸發(fā)生率，工程師必須使用適當(dāng)?shù)念~定部件，保持裝置和工作場(chǎng)所不受潮，使用適當(dāng)?shù)膫€(gè)人防護(hù)設(shè)備，并在不使用電源時(shí)隔離電源（即使用行業(yè)安全程序，例如“鎖定，掛牌”）。工程師可以通過(guò)使用過(guò)電流保護(hù)裝置來(lái)防止電弧放電，例如斷路器和在異常條件下快速打開電路的保險(xiǎn)絲。同樣重要的是切斷設(shè)備的電源，并在所有高壓裝置上證明已關(guān)閉，以確保雜散電流不會(huì)釋放到周圍的空氣中。
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