洁净厂房电气设计探索

吴喆

【摘要】洁净厂房是一类相对特殊的空间，其对于洁净度的要求相对较高，为了创造无尘条件，在洁净厂房内往往需配置专业的电气设备，以保障洁净厂房的洁净度、压力、温度与湿度条件。因此，洁净厂房对于电气设计的要求很高，只有保障了电气设计与安装的质量，才能够发挥洁净厂房的作用。基于此，本文分析了洁净厂房电气设计的相关要求与要点，对于提高洁净厂房的电气设计质量具有重要的指导意义。

【关键词】洁净厂房;电气设计;探索

与其他类型的厂房相比，洁净厂房属于一类相对特殊的厂房，在厂房建设中对于厂房环境的要求很高，比如，电子产品、医药产品等多存储于洁净厂房中，为保持产品的性能，必须要保障无尘的存储环境，而洁净厂房对洁净度的要求很高，为满足这一要求，需保障电气设计的质量。洁净厂房内的电气设计极为复杂与专业，必须要保障各类管线布设的合理性，并要保障电气设计与其他专业之间良好的配合与协调，使得电气设计与安装符合厂房条件。

1、洁净厂房电气设计简析

1.1基本特点

近年来，随着中国工业现代化的发展，中国制造2025强国战略的提出，为满足高精尖产品的生产制造、存放等需求，常常需要进行洁净厂房的建设，比如，在电子半导体、生物制药、精密仪器等领域，对产品性能、精度的要求较高，必须要建设洁净厂房，保持无尘的环境。在洁净厂房中，一些特殊的生产工艺流程中常常会包含危险品的使用环节。而空气净化技术是洁净厂房内不可或缺的技术，再加上厂房环境属于密闭性空间、没有外窗，当进入厂房以后专业人员需进行清洗、更衣与消毒等各个程序，这种特殊的程序使得洁净厂房多呈现出结构紧凑、门中门与房中房的布局形式。对于各类危险物质而言，其一般处于空间相对狭小的区域内，在洁净厂房内部的布置上，需充分考虑各种风险因素，还要保障厂房维护的便捷性，因此，电气设计的难度相对较大。

1.2设计要求

目前国内关于洁净厂房的设计规范标准主要有：《洁净厂房设计规范》（GB50073-2013）、《电子工业洁净厂房设计规范》（GB50472-2008）、《医药工业洁净厂房设计标准》（GB50457-2019）、《洁净室用灯具技术要求》（GB24461-2009），在这些规范标准中，对洁净厂房电气系统的配电、照明、通信、自控、接地设计都有详细的要求;此外，在洁净厂房内，往往会配置各种的电气设备与厂务设施，这些设备设施的密集分布使得在洁净厂房的电气设计上，需充分考虑不同电气设备、电力管线之间的协调性，因此BIM（建筑信息模型）的应用变得非常必要;在很多行业洁净厂房内工艺的运行过程中，往往要求保持不间断的电力供应，因此供电设计上，会配备多路市电、自备柴油发电机组及UPS以维持相关电气设备设施的可靠运行。

洁净厂房电气设计中，相关设计人员需严格遵守相应的厂房设计规范，并要保障电气设计的安全性与连续性，使得电能质量符合洁净厂房的使用要求。

2、洁净厂房电气设计策略

2.1供配电系统的设计

在洁净厂房内，电负荷是电气设计中需要重点考虑的要素。由于工艺的不同， 以及分阶段实施，电负荷具有不确定性，在配置的过程中需以用户需求为基础，随着厂房的不断调整，电负荷也处于不断变化的过程中，这种情况下，相关设计人员需遵循动态设计的理念。此外，洁净厂房的电负荷很大，往往超过了一般厂房的标准。当前，虽然洁净厂房在很多领域得到了广泛的应用，但是，廠房的电负荷却没有明确的设计标准，在电气设计过程中，电负荷的设计往往是通过使用与安装经验来确定的。电负荷参数的选择相对困难，主要是由于电负荷本身具有不确定性与动态变化性，相关设计人员在参数的设计方面需结合厂房的面积、性质与规模等来决定[1]。在电负荷的计算方面，一般采用的是系数法，在计算过程中引入系数的方式会使得电负荷的计算更为简单，但是，在此过程中，需重点关注系数的选择，目前国内一些专业的洁净厂房建设工程公司都有自己的经验基准。

在洁净厂房内，洁净度要求一般是百级（对应国标N2）或千级（对应国标N3），局部要求达到十级（对应国标N1），这就使得电气配电设备、材料的选择须满足洁净度要求，常见的配电箱、灯具、电缆都要通过测试，有些洁净工艺上对于AMC（悬浮分子污染物）、微震、噪音、ESD（电火花检测）、EMI（电磁干扰）、谐波干扰、电压暂降有要求和控制，那么相应的电气设备和材料也要注意是否满足，如采用的配电箱需铜离子控制，即铜材质不能裸露，全部镀锡热缩 ，电缆的绝缘护套需进行AMC测试，变频器柜配备滤波器，重要配电柜配备DVR（动态电压恢复器）等。

2.2工艺配电设计

使用洁净厂房的行业，多集中在电子、医药、食品行业，近些年随着国力提升，在电子半导体元器件方面，国家有巨大的需求，电子芯片占进口产品的第一大类，为此国内大批的半导体企业应运而生，洁净厂房的建设也进入高潮，芯片制造有着极其复杂的工艺流程，而这些工艺设备大部分进口自欧、美、日等国，这些国家的电气设备供电制式和我国本就不同，电气接线方式也是生产国的习惯，这些电气设备的供电数据在设备到厂前往往无法准确了解，比如电压等级、电流大小、相数都会发生变化。而电子洁净厂房的建设为了配合企业的投产是要求提前完成的，但企业的工艺设计部分往往一直在变化，因此工艺配电设计要求全局考虑，模块化设计，工艺配电柜的设置要合理、灵活、便于调整，所以在洁净厂房内工艺配电的主干线，会大量采用母线，均匀配置插接箱，同时末端配电柜采用插入式开关柜型（I-Line Panel），这种配电柜采用特殊的母排结构，可带电插拔开关，开关模块化，扩展性强，组装灵活，安全可靠。

通过以上设计，可以为洁净厂房的工艺设备进行最合理的配电设计及施工。

结语：

近年来，随着洁净厂房的应用范围逐步扩大，要发挥此类厂房的重要作用，相关设计主体需在实际的工作中加强电气设计质量控制，从多个角度保障电气设计的合理性，使得洁净厂房内各个电气模块能够维持可靠的运行状态。

参考文献：

[1]段遵亚.洁净厂房电气设计的有关分析[J].科技创新导报，2019，16（02）：123-124.

[2]吕清欣.洁净厂房的分类与设计[J].建材世界，2018，39（02）：107-110.

[3]杨浩.洁净厂房电气设计探讨[J].化工管理，2018（03）：93-94.