工业洁净厂房电气设计分析

陈景安

【摘要】工业洁净厂房的设计是一个具有一定系统性的工程。本文要对工业洁净厂房电气的供配电系统的设计、照明系统的设计、火灾报警系统的设计以及防雷与接地系统的设计进行研究分析，希望能够对工业洁净厂房电气设计起到参考作用。

【关键词】工业;洁净厂房;电气设计;分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

16.023

工业洁净厂房最显著的特点就是，控制工业产品生产环境中存在的悬浮粒子。在建造工业洁净厂房、使用工业洁净厂房时，应当将室内产生以及停留的悬浮离子减少。本文主要在相关行业规范标准以及要求上来对工业厂房电气设计中的供配电系统、照明系统、火灾报警系统以及防雷系统、接地系统进行分析介绍。

1、供电配电系统的设计

1.1负荷分级

在信息化时代发展下，现大部分项目的辅助设备、支持设备以及生产工艺设备对供电具有较严格的要求，并强调供电应当具有一定的连续性以及可靠性。在这样的形势下，电负荷等级将会被定為一级，供电选择两路市电。一些不能长时间停电的设备被归入重要电荷中，例如：特气化学品系统、消防安保设备以及事故排风等，其不仅使用两路市电供电，并且还使用自备的柴油发电机系统来进行供电。自备发电设备应设置自动和手动启动装置。当采用自动启动方式时，应能保证在30s内供电。

1.2低压配电

低压配电压使用的是220V/380V。一些工艺设备属于进口设备，与我国的电压等级不大一致，使用的配电电压是120/208V，因此对变压器实行单独设置，选择10KV/0.208KV的变压器[1]。低压配电的接地形式选择TN-C-S系统或者是TN-S系统，而带电导体则选择三相四线制形式、三相三线制形式以及单相二线制形式。在洁净厂房中，含有大量的生产线设备，并且更迭速度极快，在后期对其进行改造时将会发生比较大的改变。由于封闭式母线槽优势明显，如：安装操作较为简易以及供电载流较大等，因此，工艺设备所使用的配电方式是插接箱+封闭式母线槽设计方案，用电缆将母线插接箱连接到生产设备的低压配电柜或者是电控箱上。应当注意的是，在安装封闭式母线的时候，其具有较高的安装空间要求，一般情况下，强电电缆的架桥应当注意与空调风管错开，封闭式母线则应当与其他管线错开。生产工作的顺利进行与洁净工厂辅助生产设备的稳定性、可靠性以及安全性有着直接的关系，净化空调系统的供电主要是由变压器专线来进行的，通过此方式来使其稳定性以及可靠性得到有效的保障，针对毒性气体，应当设置一个处理装置，同时，将一个互投装置设置在处理装置终端切换的双路电路上，以此来防止因为电气发生异常而发生中毒安全事故。

1.3洁净室内电气设备选择及安装位置

位于洁净区的配电线路应当结合其实际情况来设置一个切断装置，在对洁净区的配电设备进行选择时，针对小型插座箱以及小型暗装配电箱，应当综合考虑其外壳的耐锈蚀性能、擦拭方便以及不易堆积灰尘等特性。通常情况下，所有生产间都必须要设置一个现场配电箱，若洁净厂房的级别在万级之上，应当将配电箱放置在车间内部设备的附近。若洁净厂房的级别是千级之下，为了使环境能够对气流组织进行更好的控制，通常在技术夹层中以及回风夹道中放置配电箱。

2、照明系统的设计

2.1照明种类

通常情况下，在洁净厂房的生产区中，其照明的照度值通常在300至500lx之间，而走廊以及生产辅助区的照度值宜为200lx。应当根据相关的规范及标准在洁净室内部设置安装一个备用的照明，其照度应当大于正常照明照度的20%。为了确保发生火灾时救火及时性以及发生事故时人员逃生及时性，应当在洁净厂房中设置一个独立应急照明系统，以此来时人员疏散的及时性以及有效性得到一定保障。

2.2灯具以及光源的选择

由于洁净室对于照度具有较高的要求，因从，大多数照明都选择高效LED光源。而灯具的安装形式则选择吊顶，同时，灯具材料应选择难以产生静电的材料。灯具外部形状应当确保其不会堆积灰尘，并且不会对气流造成影响。

2.3灯具的安装

现阶段，洁净区所使用的灯具通常都是洁净灯，安装方式一般为吸顶式，一些洁净室的空调送风系统对于洁净度具有较高的要求，因此，其气流流型通常都是垂直单向流[2]。为了减小灯具对气流造成的影响，这种类型的场所的灯具一般都是。表一为各个场所照明的照度值、光源形式及安装方式。

3、火灾报警系统的设计

3.1 探测器的选择及其设置

一般情况下，洁净控制区域中的探测器通常都采用具有感烟性能的探测器。针对具有较大粉尘的区域，探测器则采用具有感温功能的探测器。在防爆区域中，常用的介质是一些有机溶媒，例如：丙酮以及酒精等等，因此，在对探测器进行选择时，应当充分结合介质的挥发浓度来选择，通常情况下，所选择的探测器为防爆型可燃气体探测器。针对空间较大的附属仓储区域，所使用的探测器为红外光束探测器。

在设置探测器时，应当对下列问题引起高度重视：因为要求洁净厂房内部应当具有较高的洁净度，因此，其通常都是以水平的方式或者是从下往上的方式来进行强制性气流送风，在下部设置回风口，继而导致探测器的探测效果难以达到理想目标工况。所以，为了解决这一问题，可以选择具有较高灵敏度的探测器以此来使探测效果得到有效保障。不仅应当在洁净厂房内部设置常规探测器，并且应当将探测器安装在空调系统的回风竖井位置以及洁净室的回风口位置，以此来实现有效监测。

3.2相关环节

第一，消防联动控制：在发生火灾之后，报警系统会收到发生火灾的信号，确认此信号之后，报警系统将会通过一个输出模块以及联动控制设备来向系统发出相应的指令：立即将所有非消防电源以及空调电源切断，同时立即将空调系统的防火阀关闭，立即将消防泵启用，在确认发生火灾之后，马上将排烟系统打开，同时应立即将排烟风机启用，如果火灾温度超过280摄氏度时，立即将排烟系统关闭。

第二，在工业洁净厂房中应当设置一个专门供消防工作使用的独立电话网，同时设置一个专门供消防使用的电话总机，其能够直接让消防控制人员报警，在一些经常使用的机房中安装相应的专门供消防使用的电话分机，在机房出现火情时，确保报警及时性以及有效性。

第三，线路敷设：根据相关的要求洁净厂房在铺设线路的过程中，应当全部在技术夹层内部实施明敷，通常情况下，通信线路、传输线路、警报线路以及消防控制应当实施分管敷设，所有线路应当穿入相应的金属管，同时应当在金属管的外壁上涂上一定厚度的防火涂料。

第四，警报装置：在相应位置设置安装一些声光警报装置以及火灾广播装置，以此来确保人员疏散的及时性，确保救火人员可以正确判断火情位置。因为洁净厂房属于封闭式建筑，因此，日常工作的路线和火灾疏散逃生路线存在一定差异性，因此，应当对逃生路线和疏散指示标志以及应急照明系统的配合引起高度重视和合理设计。

4、防雷与接地系统的设计

第一，防雷系统：按照相关的标准要求以及计算規范，洁净厂房的甲类仓库以及丙类厂房应当严格根据二类防雷的建筑要求来进行设计，余下建筑则应当严格根据三类防雷建筑来进行设计。

第二，在洁净厂房中，其接地有多种类型，用途各有不同，例如：防静电接地、保护性接地、电磁兼容性接地、功能性接地等等，其共同使用同一个接地系统。在工业洁净厂房中，其所使用的工艺设备大部分都是信息技术设备，信息技术设备除了需要一个保护接地之外，还需要一个功能接地。保护接地主要是为了使工作人员的人身安全得到保障，将PE线接在设备的金属外壳上，从而形成保护接地;功能接地指的是接在同一个设备的金属外壳上信息技术系统的高频信号接地，为了得到各个设备之间相近或者是相等的参考电位数据，其对接地阻抗有一定的要求：高频条件下的接地阻抗应当较小，常常会使用等电位连结的方式来获得相应的参考等电位。而高频信号接地可以分成两种接地，一种是局部水平等电位连结的网格式信号接地，又称M式信号接地，另一种是放射式信号接地，又称S式信号接地。为了使洁净厂房总等电位的高频电阻得到一定程度的减少，把50平方毫米的铜导体辐射在建筑的外墙内侧上，将其作为接地母干线。只要是需要进行联结的金属部件，都必须和接地母干线就近联结，例如：进入建筑里的基础钢筋、金属管道、电缆的金属护套以及柱子钢筋等等。

结语：

为了使洁净厂房能够高效、安全、连续的运转，在对工业洁净厂房进行设计时，必须确保其合理性、科学性以及可靠性。因此，相关设计人员必须充分考虑实际规范要求以及标准，积极在设计电气时将较为先进、可行的技术以及理念运用到其中，以此来确保洁净厂房电源的可靠性以及稳定性得到有效保障，最终降低灾害以及意外事故的发生率。

参考文献：

[1]李军.工业洁净厂房电气设计分析探讨[J].绿色环保建材，2020（07）：64-65.

[2]孙靖.医药工业洁净厂房电气工程设计要点初论[J].科技创新导报，2014，11（23）：225.