工業潔凈廠房電氣設計分析探討

王芳

摘要：工業潔凈廠房的主要特點是對工業產品生產環境中的懸浮粒子進行控制。它的建造和使用應減少室內誘入、產生及滯留的懸浮離子。本文結合工作實際要求和行業規范要求，介紹在工業潔凈廠房電氣設計中需要特別關注的問題點和處理方法，希望更多同行一起探討。

關鍵詞：工業潔凈廠房;電氣設計;特點分析

前言

工業潔凈廠房的設計是個系統工程。參考的行業規范主要有GB50472—2008《電子工業潔凈廠房設計規范》和GB50073—2013《潔凈廠房設計規范》。本文從供配電系統、照明系統、防雷接地系統等方面具體分析探討工業潔凈室的電氣設計特點。

1、供配電系統概述

1.1用電負荷分級

消防安保設備、事故排風、特氣化學品系統及不能長時間停電的設備等屬于特別重要負荷，除正常兩路市電供電，還采用自備柴油發電機系統供電。某些工藝段，例如光刻機、電化學層積、PECVD等只允許中斷供電時間為毫秒級以下的設備則還應配置蓄電池靜止型不間斷電源裝置（UPS）對其供電。

1.2低壓配電電壓

某些工藝設備為進口設備，電壓等級和國內不同，采用低壓120/208V配電，故單獨設置10kV/0.208kV變壓器。低壓配電系統接地形式采用TN-S或TN-C-S系統，帶電導體的形式采用單相二線制、三相三線制和三相四線制。潔凈廠房的生產線設備較多，更新換代快，后期改造會有很大變化。工藝設備采用封閉式母線槽+插接箱方式配電，母線插接箱用電纜連接至生產設備的電控箱或低壓配電柜。封閉母線槽具有供電載流大，安裝方便等優點。封閉式母線對安裝空間要求較高，通常情況下強電電纜橋架要避讓空調風管，其他管線要避讓封閉式母線。潔凈廠房的輔助生產設備的可靠供電是保證正常生產的前提，凈化空調系統用電由變壓器專線供電，以提高其供電的可靠性。

1.3潔凈室內電氣設備安裝

潔凈區的配電設備，應選擇不易積塵，便于擦拭，外殼不易銹蝕的小型暗裝配電箱或插座箱。一般在每個生產間設置現場配電箱。一般萬級以上潔凈廠房，配電箱在車間內靠近設備放置;千級以下的潔凈廠房，便于環境控制氣流組織，配電箱一般放置于回風夾道或者技術夾層中。

1.4電纜選擇及敷設

潔凈廠房一般設備電力干線、支干線選用低煙無鹵阻燃銅芯交聯電力電纜沿電纜橋架敷設，支線選用低煙無鹵阻燃銅芯塑料絕緣線穿熱鍍鋅鋼管暗敷。消防用電設備選用礦物絕緣電纜沿獨立的電纜橋架敷設。電纜橋架一般在上夾層敷設，若有下夾層，再下夾層敷設。潔凈區的管線采用暗敷，電氣安裝管口采用密封處理。

2.照明系統概述

2.1種類

走廊照度比一般項目高，主要是因為和生產車間的明暗適應，照度高低不能相差很大，不然人的眼睛視覺適應不了這種明暗的反差。潔凈廠房內一般要求生產車間的照度均勻度不小子0.7。為防止潔凈廠房的正常照明因故障而受到影響，導致生產流程中斷、貴重設備損壞、物料浪費，或可能引起火災、爆炸等安全事故。規范要求潔凈室內必須設置備用照明，備用照明作為正常照明的一部分，照度不低于正常照明的20%。備用照明電源和普通照明分開，采用變電站專線供電，采用雙路電源互投裝置供電。為便于事故情況下人員的疏散及火災發生時能救災滅火，潔凈廠房設置供人員疏散用應急照明，以便于疏散人員迅速撤離現場。根據新規范要求，現在項目采用集中電源集中控制應急照明系統。

2.2光源和燈具

潔凈室的燈具常采用吊頂安裝形式，并用密封膠和加襯墊的辦法，做到密封安裝維持潔凈室的正壓或負壓。燈具的材料應使用不易產生靜電的材料。燈具的外形不應影響氣流且不易積塵。

2.3安裝燈具

現在潔凈區的潔凈燈常采用吸頂式安裝。潔凈度要求高的潔凈室空調送風系統的氣流流型采用垂直單向流，頂棚為密布風機過濾單元（F.F.U），這種場所常采用淚滴式燈具，這種燈具對氣流影響較小。

3.防雷及接地系統概述

3.1接地系統

工業潔凈廠房項目中工藝設備多為信息技術設備（ITE），ITE設備需要兩種接地：一個是為保證人身安全，設備金屬外殼接PE線作為保護接地，屬于保護接地;另一個是接同一設備金屬外殼的信息技術系統的高頻信號接地，它要求高頻條件下的接地阻抗小，以獲得各設備間相等或接近的參考電位，常用等電位聯結取得參考等電位，屬于功能接地。高頻信號接地分為放射式（S式）信號接地和局部水平等電位聯結的網格式（M式）信號接地。潔凈廠房為減少總等電位的高頻阻抗，在主廠房將等電位聯結中的增加接地母干線。具體做法是在建筑物外墻內側的墻角敷設50mm2以上的銅導體作為接地母干線。凡需聯結的金屬部件，例如進入建筑物的金屬管道、柱子鋼筋、基礎鋼筋以及其他金屬構件、電纜金屬護套等都就近與該接地母干線直接聯結。

3.2靜電接地系統

一般在各房間內地面+0.3m處沿墻設置一圈扁鋼或銅排作為靜電接地干線，靜電接地干線不少于兩點與接地網連接。潔凈廠房的室內環境中許多場合存在著靜電危害，從而導致電子設備、電子儀器損壞或導致塵埃吸附影響生產環境潔凈度。因此規范規定：潔凈室內可能產生靜電危害的設備、流動液體、氣體或粉體管道應采取防靜電接地措施，凈化空調系統應采取防靜電接地措施。防靜電接地系統設置單獨的接地連接端子。以房間為單位，分別設置等電位端子箱、接地網格，或閉合的接地銅排環。采用離子棒、集中控制器、移動控制器組成的空間靜電消除系統，每個空間離子棒固定在FFU旁龍骨或固定在天花板下，空間離子棒的針尖大致需要離地3m，每個空間離子棒的靜電消除范圍約為3m內。

4.結語

科學合理的電氣設計是確保潔凈廠房連續、安全運轉的重要環節。電氣設計人員要結合工業潔凈廠房的實際要求和相關規范，應用先進設計理念及技術，確保潔凈廠房電源穩定可靠及防備災害發生，達到電氣設計的先進性、安全性、經濟性高度統一。

參考文獻

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