工業潔凈廠房電氣設計分析

陳景安

【摘要】工業潔凈廠房的設計是一個具有一定系統性的工程。本文要對工業潔凈廠房電氣的供配電系統的設計、照明系統的設計、火災報警系統的設計以及防雷與接地系統的設計進行研究分析，希望能夠對工業潔凈廠房電氣設計起到參考作用。

【關鍵詞】工業;潔凈廠房;電氣設計;分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

16.023

工業潔凈廠房最顯著的特點就是，控制工業產品生產環境中存在的懸浮粒子。在建造工業潔凈廠房、使用工業潔凈廠房時，應當將室內產生以及停留的懸浮離子減少。本文主要在相關行業規范標準以及要求上來對工業廠房電氣設計中的供配電系統、照明系統、火災報警系統以及防雷系統、接地系統進行分析介紹。

1、供電配電系統的設計

1.1負荷分級

在信息化時代發展下，現大部分項目的輔助設備、支持設備以及生產工藝設備對供電具有較嚴格的要求，并強調供電應當具有一定的連續性以及可靠性。在這樣的形勢下，電負荷等級將會被定為一級，供電選擇兩路市電。一些不能長時間停電的設備被歸入重要電荷中，例如：特氣化學品系統、消防安保設備以及事故排風等，其不僅使用兩路市電供電，并且還使用自備的柴油發電機系統來進行供電。自備發電設備應設置自動和手動啟動裝置。當采用自動啟動方式時，應能保證在30s內供電。

1.2低壓配電

低壓配電壓使用的是220V/380V。一些工藝設備屬于進口設備，與我國的電壓等級不大一致，使用的配電電壓是120/208V，因此對變壓器實行單獨設置，選擇10KV/0.208KV的變壓器[1]。低壓配電的接地形式選擇TN-C-S系統或者是TN-S系統，而帶電導體則選擇三相四線制形式、三相三線制形式以及單相二線制形式。在潔凈廠房中，含有大量的生產線設備，并且更迭速度極快，在后期對其進行改造時將會發生比較大的改變。由于封閉式母線槽優勢明顯，如：安裝操作較為簡易以及供電載流較大等，因此，工藝設備所使用的配電方式是插接箱+封閉式母線槽設計方案，用電纜將母線插接箱連接到生產設備的低壓配電柜或者是電控箱上。應當注意的是，在安裝封閉式母線的時候，其具有較高的安裝空間要求，一般情況下，強電電纜的架橋應當注意與空調風管錯開，封閉式母線則應當與其他管線錯開。生產工作的順利進行與潔凈工廠輔助生產設備的穩定性、可靠性以及安全性有著直接的關系，凈化空調系統的供電主要是由變壓器專線來進行的，通過此方式來使其穩定性以及可靠性得到有效的保障，針對毒性氣體，應當設置一個處理裝置，同時，將一個互投裝置設置在處理裝置終端切換的雙路電路上，以此來防止因為電氣發生異常而發生中毒安全事故。

1.3潔凈室內電氣設備選擇及安裝位置

位于潔凈區的配電線路應當結合其實際情況來設置一個切斷裝置，在對潔凈區的配電設備進行選擇時，針對小型插座箱以及小型暗裝配電箱，應當綜合考慮其外殼的耐銹蝕性能、擦拭方便以及不易堆積灰塵等特性。通常情況下，所有生產間都必須要設置一個現場配電箱，若潔凈廠房的級別在萬級之上，應當將配電箱放置在車間內部設備的附近。若潔凈廠房的級別是千級之下，為了使環境能夠對氣流組織進行更好的控制，通常在技術夾層中以及回風夾道中放置配電箱。

2、照明系統的設計

2.1照明種類

通常情況下，在潔凈廠房的生產區中，其照明的照度值通常在300至500lx之間，而走廊以及生產輔助區的照度值宜為200lx。應當根據相關的規范及標準在潔凈室內部設置安裝一個備用的照明，其照度應當大于正常照明照度的20%。為了確保發生火災時救火及時性以及發生事故時人員逃生及時性，應當在潔凈廠房中設置一個獨立應急照明系統，以此來時人員疏散的及時性以及有效性得到一定保障。

2.2燈具以及光源的選擇

由于潔凈室對于照度具有較高的要求，因從，大多數照明都選擇高效LED光源。而燈具的安裝形式則選擇吊頂，同時，燈具材料應選擇難以產生靜電的材料。燈具外部形狀應當確保其不會堆積灰塵，并且不會對氣流造成影響。

2.3燈具的安裝

現階段，潔凈區所使用的燈具通常都是潔凈燈，安裝方式一般為吸頂式，一些潔凈室的空調送風系統對于潔凈度具有較高的要求，因此，其氣流流型通常都是垂直單向流[2]。為了減小燈具對氣流造成的影響，這種類型的場所的燈具一般都是。表一為各個場所照明的照度值、光源形式及安裝方式。

3、火災報警系統的設計

3.1 探測器的選擇及其設置

一般情況下，潔凈控制區域中的探測器通常都采用具有感煙性能的探測器。針對具有較大粉塵的區域，探測器則采用具有感溫功能的探測器。在防爆區域中，常用的介質是一些有機溶媒，例如：丙酮以及酒精等等，因此，在對探測器進行選擇時，應當充分結合介質的揮發濃度來選擇，通常情況下，所選擇的探測器為防爆型可燃氣體探測器。針對空間較大的附屬倉儲區域，所使用的探測器為紅外光束探測器。

在設置探測器時，應當對下列問題引起高度重視：因為要求潔凈廠房內部應當具有較高的潔凈度，因此，其通常都是以水平的方式或者是從下往上的方式來進行強制性氣流送風，在下部設置回風口，繼而導致探測器的探測效果難以達到理想目標工況。所以，為了解決這一問題，可以選擇具有較高靈敏度的探測器以此來使探測效果得到有效保障。不僅應當在潔凈廠房內部設置常規探測器，并且應當將探測器安裝在空調系統的回風豎井位置以及潔凈室的回風口位置，以此來實現有效監測。

3.2相關環節

第一，消防聯動控制：在發生火災之后，報警系統會收到發生火災的信號，確認此信號之后，報警系統將會通過一個輸出模塊以及聯動控制設備來向系統發出相應的指令：立即將所有非消防電源以及空調電源切斷，同時立即將空調系統的防火閥關閉，立即將消防泵啟用，在確認發生火災之后，馬上將排煙系統打開，同時應立即將排煙風機啟用，如果火災溫度超過280攝氏度時，立即將排煙系統關閉。

第二，在工業潔凈廠房中應當設置一個專門供消防工作使用的獨立電話網，同時設置一個專門供消防使用的電話總機，其能夠直接讓消防控制人員報警，在一些經常使用的機房中安裝相應的專門供消防使用的電話分機，在機房出現火情時，確保報警及時性以及有效性。

第三，線路敷設：根據相關的要求潔凈廠房在鋪設線路的過程中，應當全部在技術夾層內部實施明敷，通常情況下，通信線路、傳輸線路、警報線路以及消防控制應當實施分管敷設，所有線路應當穿入相應的金屬管，同時應當在金屬管的外壁上涂上一定厚度的防火涂料。

第四，警報裝置：在相應位置設置安裝一些聲光警報裝置以及火災廣播裝置，以此來確保人員疏散的及時性，確保救火人員可以正確判斷火情位置。因為潔凈廠房屬于封閉式建筑，因此，日常工作的路線和火災疏散逃生路線存在一定差異性，因此，應當對逃生路線和疏散指示標志以及應急照明系統的配合引起高度重視和合理設計。

4、防雷與接地系統的設計

第一，防雷系統：按照相關的標準要求以及計算規范，潔凈廠房的甲類倉庫以及丙類廠房應當嚴格根據二類防雷的建筑要求來進行設計，余下建筑則應當嚴格根據三類防雷建筑來進行設計。

第二，在潔凈廠房中，其接地有多種類型，用途各有不同，例如：防靜電接地、保護性接地、電磁兼容性接地、功能性接地等等，其共同使用同一個接地系統。在工業潔凈廠房中，其所使用的工藝設備大部分都是信息技術設備，信息技術設備除了需要一個保護接地之外，還需要一個功能接地。保護接地主要是為了使工作人員的人身安全得到保障，將PE線接在設備的金屬外殼上，從而形成保護接地;功能接地指的是接在同一個設備的金屬外殼上信息技術系統的高頻信號接地，為了得到各個設備之間相近或者是相等的參考電位數據，其對接地阻抗有一定的要求：高頻條件下的接地阻抗應當較小，常常會使用等電位連結的方式來獲得相應的參考等電位。而高頻信號接地可以分成兩種接地，一種是局部水平等電位連結的網格式信號接地，又稱M式信號接地，另一種是放射式信號接地，又稱S式信號接地。為了使潔凈廠房總等電位的高頻電阻得到一定程度的減少，把50平方毫米的銅導體輻射在建筑的外墻內側上，將其作為接地母干線。只要是需要進行聯結的金屬部件，都必須和接地母干線就近聯結，例如：進入建筑里的基礎鋼筋、金屬管道、電纜的金屬護套以及柱子鋼筋等等。

結語：

為了使潔凈廠房能夠高效、安全、連續的運轉，在對工業潔凈廠房進行設計時，必須確保其合理性、科學性以及可靠性。因此，相關設計人員必須充分考慮實際規范要求以及標準，積極在設計電氣時將較為先進、可行的技術以及理念運用到其中，以此來確保潔凈廠房電源的可靠性以及穩定性得到有效保障，最終降低災害以及意外事故的發生率。

參考文獻：

[1]李軍.工業潔凈廠房電氣設計分析探討[J].綠色環保建材，2020（07）：64-65.

[2]孫靖.醫藥工業潔凈廠房電氣工程設計要點初論[J].科技創新導報，2014，11（23）：225.