工业洁净厂房电气设计分析探讨

王芳

摘要：工业洁净厂房的主要特点是对工业产品生产环境中的悬浮粒子进行控制。它的建造和使用应减少室内诱入、产生及滞留的悬浮离子。本文结合工作实际要求和行业规范要求，介绍在工业洁净厂房电气设计中需要特别关注的问题点和处理方法，希望更多同行一起探讨。

关键词：工业洁净厂房;电气设计;特点分析

前言

工业洁净厂房的设计是个系统工程。参考的行业规范主要有GB50472—2008《电子工业洁净厂房设计规范》和GB50073—2013《洁净厂房设计规范》。本文从供配电系统、照明系统、防雷接地系统等方面具体分析探讨工业洁净室的电气设计特点。

1、供配电系统概述

1.1用电负荷分级

消防安保设备、事故排风、特气化学品系统及不能长时间停电的设备等属于特别重要负荷，除正常两路市电供电，还采用自备柴油发电机系统供电。某些工艺段，例如光刻机、电化学层积、PECVD等只允许中断供电时间为毫秒级以下的设备则还应配置蓄电池静止型不间断电源装置（UPS）对其供电。

1.2低压配电电压

某些工艺设备为进口设备，电压等级和国内不同，采用低压120/208V配电，故单独设置10kV/0.208kV变压器。低压配电系统接地形式采用TN-S或TN-C-S系统，带电导体的形式采用单相二线制、三相三线制和三相四线制。洁净厂房的生产线设备较多，更新换代快，后期改造会有很大变化。工艺设备采用封闭式母线槽+插接箱方式配电，母线插接箱用电缆连接至生产设备的电控箱或低压配电柜。封闭母线槽具有供电载流大，安装方便等优点。封闭式母线对安装空间要求较高，通常情况下强电电缆桥架要避让空调风管，其他管线要避让封闭式母线。洁净厂房的辅助生产设备的可靠供电是保证正常生产的前提，净化空调系统用电由变压器专线供电，以提高其供电的可靠性。

1.3洁净室内电气设备安装

洁净区的配电设备，应选择不易积尘，便于擦拭，外壳不易锈蚀的小型暗装配电箱或插座箱。一般在每个生产间设置现场配电箱。一般万级以上洁净厂房，配电箱在车间内靠近设备放置;千级以下的洁净厂房，便于环境控制气流组织，配电箱一般放置于回风夹道或者技术夹层中。

1.4电缆选择及敷设

洁净厂房一般设备电力干线、支干线选用低烟无卤阻燃铜芯交联电力电缆沿电缆桥架敷设，支线选用低烟无卤阻燃铜芯塑料绝缘线穿热镀锌钢管暗敷。消防用电设备选用矿物绝缘电缆沿独立的电缆桥架敷设。电缆桥架一般在上夹层敷设，若有下夹层，再下夹层敷设。洁净区的管线采用暗敷，电气安装管口采用密封处理。

2.照明系统概述

2.1种类

走廊照度比一般项目高，主要是因为和生产车间的明暗适应，照度高低不能相差很大，不然人的眼睛視觉适应不了这种明暗的反差。洁净厂房内一般要求生产车间的照度均匀度不小子0.7。为防止洁净厂房的正常照明因故障而受到影响，导致生产流程中断、贵重设备损坏、物料浪费，或可能引起火灾、爆炸等安全事故。规范要求洁净室内必须设置备用照明，备用照明作为正常照明的一部分，照度不低于正常照明的20%。备用照明电源和普通照明分开，采用变电站专线供电，采用双路电源互投装置供电。为便于事故情况下人员的疏散及火灾发生时能救灾灭火，洁净厂房设置供人员疏散用应急照明，以便于疏散人员迅速撤离现场。根据新规范要求，现在项目采用集中电源集中控制应急照明系统。

2.2光源和灯具

洁净室的灯具常采用吊顶安装形式，并用密封胶和加衬垫的办法，做到密封安装维持洁净室的正压或负压。灯具的材料应使用不易产生静电的材料。灯具的外形不应影响气流且不易积尘。

2.3安装灯具

现在洁净区的洁净灯常采用吸顶式安装。洁净度要求高的洁净室空调送风系统的气流流型采用垂直单向流，顶棚为密布风机过滤单元（F.F.U），这种场所常采用泪滴式灯具，这种灯具对气流影响较小。

3.防雷及接地系统概述

3.1接地系统

工业洁净厂房项目中工艺设备多为信息技术设备（ITE），ITE设备需要两种接地：一个是为保证人身安全，设备金属外壳接PE线作为保护接地，属于保护接地;另一个是接同一设备金属外壳的信息技术系统的高频信号接地，它要求高频条件下的接地阻抗小，以获得各设备间相等或接近的参考电位，常用等电位联结取得参考等电位，属于功能接地。高频信号接地分为放射式（S式）信号接地和局部水平等电位联结的网格式（M式）信号接地。洁净厂房为减少总等电位的高频阻抗，在主厂房将等电位联结中的增加接地母干线。具体做法是在建筑物外墙内侧的墙角敷设50mm²以上的铜导体作为接地母干线。凡需联结的金属部件，例如进入建筑物的金属管道、柱子钢筋、基础钢筋以及其他金属构件、电缆金属护套等都就近与该接地母干线直接联结。

3.2静电接地系统

一般在各房间内地面+0.3m处沿墙设置一圈扁钢或铜排作为静电接地干线，静电接地干线不少于两点与接地网连接。洁净厂房的室内环境中许多场合存在着静电危害，从而导致电子设备、电子仪器损坏或导致尘埃吸附影响生产环境洁净度。因此规范规定：洁净室内可能产生静电危害的设备、流动液体、气体或粉体管道应采取防静电接地措施，净化空调系统应采取防静电接地措施。防静电接地系统设置单独的接地连接端子。以房间为单位，分别设置等电位端子箱、接地网格，或闭合的接地铜排环。采用离子棒、集中控制器、移动控制器组成的空间静电消除系统，每个空间离子棒固定在FFU旁龙骨或固定在天花板下，空间离子棒的针尖大致需要离地3m，每个空间离子棒的静电消除范围约为3m内。

4.结语

科学合理的电气设计是确保洁净厂房连续、安全运转的重要环节。电气设计人员要结合工业洁净厂房的实际要求和相关规范，应用先进设计理念及技术，确保洁净厂房电源稳定可靠及防备灾害发生，达到电气设计的先进性、安全性、经济性高度统一。

参考文献

[1]刘佳，李光光.电子工业洁净厂房电气设计探讨[J].现代建筑电气，2021，12（1）：57-61.

[2]纪锡鹏.医药工业洁净厂房电气工程设计分析[J].商品与质量，2021（12）：123.