為實現5G，電子制造商需要生產新的器件來支持5G網絡。下一代網絡需要更快、更可靠、更安全。

什么是HV（高壓）？

全球電氣標準協會以不同的方式定義高壓。例如，IEC（國際電工委員會）、IET和IEEE將HV定義為高于1000 VAC或1500 VDC的任何電壓；在區分大于或小于600V的電壓時，2011年的美國國家電氣規范對HV沒有固定值。在不同國家工作的工程師在設計應用程序時必須考慮當地和國家標準。

電力通常在高電壓和低電流（安培數）下遠距離傳輸。其主要目的是通過最小化由導體中的高電阻和I2R加熱引起的損耗來提高效率。因此，電力可以使用更薄的導體進行遠距離傳輸。另一方面，大電流下的電力傳輸將需要更大的導體，這使該過程變得非常昂貴。高壓的一些重要應用包括配電網、粒子科學研究、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）也是一個相對分類。IEC認為低電壓是50至1000 V交流電或120至1500 V直流電。在配電系統中，低電壓指在家用和輕工業/商業應用中使用的電源電壓，可以是100到240V交流電。電氣設備、LED燈、風扇和個人計算機可以看作是低壓設備。低壓的重要工業應用包括軸流和徑向風機、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計高效安全的設備和裝置。在較高電壓下工作的三個基本考慮因素涉及：物理尺寸；無源元件；連接器和電纜。

物理尺寸

在設計高壓系統時，導體間距是一個重要的考慮因素。基本的“經驗法則”是允許空氣中介電強度為每英寸7.5 kV至10 kV。工程師必須確定的兩個基本變量是間隙和爬電距離。間隙是導體與地面之間的最短距離，通過絕緣介質測量。爬電距離是沿著絕緣材料表面測量的兩個導體之間的最短距離。對于防止電弧和閃絡等危險，最小化爬電距離至關重要。為確定導體的理想間距，我們將均方根（RMS）電壓乘以3。工程師可在其設計中使用IEC指南和規范。

無源元件

設計高壓系統的工程師通常比設計低壓系統的工程師更關心與他們一起工作的無源元件（如電阻、電容器和開關設備）的容差和最大電壓額定值，因為低壓系統很少讓元件承受更高的電壓。在高壓設計中，選擇具有更高最大額定電壓值的無源元件可以防止過早甚至是災難性的故障。為了安全起見，工程師必須選擇安全系數比預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備的各個器件之間的連接。為了設計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源元件時，設計人員必須選擇具有足夠最大額定電壓的電纜，以避免過熱和絕緣擊穿等問題。

高壓和低壓的重要安全考慮

在高壓和/或低壓應用中保持高度安全對于防止危險工作場所、電氣設備損壞和生命損失至關重要。當不嚴格遵守標準安全預防措施時，高低壓都是危險的。例如，暴露在220伏交流電可以誘發房顫，而高壓電擊可能對人體重要的內臟器官造成生理損害。能源最常見的危險方式是通過接觸或電弧。前者發生在人體接觸裸導體時；后者發生在人體距離電氣設備很近，特別是當通過周圍空氣發生高壓放電時。帶電接觸可導致觸電死亡，而電弧會導致嚴重燒傷。

為了最大限度地減少在低電壓和高電壓下工作時的接觸發生率，工程師必須使用適當的額定部件，保持裝置和工作場所不受潮，使用適當的個人防護設備，并在不使用電源時隔離電源（即使用行業安全程序，例如“鎖定，掛牌”）。工程師可以通過使用過電流保護裝置來防止電弧放電，例如斷路器和在異常條件下快速打開電路的保險絲。同樣重要的是切斷設備的電源，并在所有高壓裝置上證明已關閉，以確保雜散電流不會釋放到周圍的空氣中。
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