工業(yè)潔凈廠房電氣設(shè)計(jì)分析

陳景安

【摘要】工業(yè)潔凈廠房的設(shè)計(jì)是一個(gè)具有一定系統(tǒng)性的工程。本文要對(duì)工業(yè)潔凈廠房電氣的供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及防雷與接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析，希望能夠?qū)I(yè)潔凈廠房電氣設(shè)計(jì)起到參考作用。

【關(guān)鍵詞】工業(yè);潔凈廠房;電氣設(shè)計(jì);分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

16.023

工業(yè)潔凈廠房最顯著的特點(diǎn)就是，控制工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境中存在的懸浮粒子。在建造工業(yè)潔凈廠房、使用工業(yè)潔凈廠房時(shí)，應(yīng)當(dāng)將室內(nèi)產(chǎn)生以及停留的懸浮離子減少。本文主要在相關(guān)行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及要求上來(lái)對(duì)工業(yè)廠房電氣設(shè)計(jì)中的供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)以及防雷系統(tǒng)、接地系統(tǒng)進(jìn)行分析介紹。

1、供電配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1負(fù)荷分級(jí)

在信息化時(shí)代發(fā)展下，現(xiàn)大部分項(xiàng)目的輔助設(shè)備、支持設(shè)備以及生產(chǎn)工藝設(shè)備對(duì)供電具有較嚴(yán)格的要求，并強(qiáng)調(diào)供電應(yīng)當(dāng)具有一定的連續(xù)性以及可靠性。在這樣的形勢(shì)下，電負(fù)荷等級(jí)將會(huì)被定為一級(jí)，供電選擇兩路市電。一些不能長(zhǎng)時(shí)間停電的設(shè)備被歸入重要電荷中，例如：特氣化學(xué)品系統(tǒng)、消防安保設(shè)備以及事故排風(fēng)等，其不僅使用兩路市電供電，并且還使用自備的柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行供電。自備發(fā)電設(shè)備應(yīng)設(shè)置自動(dòng)和手動(dòng)啟動(dòng)裝置。當(dāng)采用自動(dòng)啟動(dòng)方式時(shí)，應(yīng)能保證在30s內(nèi)供電。

1.2低壓配電

低壓配電壓使用的是220V/380V。一些工藝設(shè)備屬于進(jìn)口設(shè)備，與我國(guó)的電壓等級(jí)不大一致，使用的配電電壓是120/208V，因此對(duì)變壓器實(shí)行單獨(dú)設(shè)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(tǒng)或者是TN-S系統(tǒng)，而帶電導(dǎo)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(chǎn)線設(shè)備，并且更迭速度極快，在后期對(duì)其進(jìn)行改造時(shí)將會(huì)發(fā)生比較大的改變。由于封閉式母線槽優(yōu)勢(shì)明顯，如：安裝操作較為簡(jiǎn)易以及供電載流較大等，因此，工藝設(shè)備所使用的配電方式是插接箱+封閉式母線槽設(shè)計(jì)方案，用電纜將母線插接箱連接到生產(chǎn)設(shè)備的低壓配電柜或者是電控箱上。應(yīng)當(dāng)注意的是，在安裝封閉式母線的時(shí)候，其具有較高的安裝空間要求，一般情況下，強(qiáng)電電纜的架橋應(yīng)當(dāng)注意與空調(diào)風(fēng)管錯(cuò)開，封閉式母線則應(yīng)當(dāng)與其他管線錯(cuò)開。生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行與潔凈工廠輔助生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性以及安全性有著直接的關(guān)系，凈化空調(diào)系統(tǒng)的供電主要是由變壓器專線來(lái)進(jìn)行的，通過(guò)此方式來(lái)使其穩(wěn)定性以及可靠性得到有效的保障，針對(duì)毒性氣體，應(yīng)當(dāng)設(shè)置一個(gè)處理裝置，同時(shí)，將一個(gè)互投裝置設(shè)置在處理裝置終端切換的雙路電路上，以此來(lái)防止因?yàn)殡姎獍l(fā)生異常而發(fā)生中毒安全事故。

1.3潔凈室內(nèi)電氣設(shè)備選擇及安裝位置

位于潔凈區(qū)的配電線路應(yīng)當(dāng)結(jié)合其實(shí)際情況來(lái)設(shè)置一個(gè)切斷裝置，在對(duì)潔凈區(qū)的配電設(shè)備進(jìn)行選擇時(shí)，針對(duì)小型插座箱以及小型暗裝配電箱，應(yīng)當(dāng)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(chǎn)間都必須要設(shè)置一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)配電箱，若潔凈廠房的級(jí)別在萬(wàn)級(jí)之上，應(yīng)當(dāng)將配電箱放置在車間內(nèi)部設(shè)備的附近。若潔凈廠房的級(jí)別是千級(jí)之下，為了使環(huán)境能夠?qū)饬鹘M織進(jìn)行更好的控制，通常在技術(shù)夾層中以及回風(fēng)夾道中放置配電箱。

2、照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1照明種類

通常情況下，在潔凈廠房的生產(chǎn)區(qū)中，其照明的照度值通常在300至500lx之間，而走廊以及生產(chǎn)輔助區(qū)的照度值宜為200lx。應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)在潔凈室內(nèi)部設(shè)置安裝一個(gè)備用的照明，其照度應(yīng)當(dāng)大于正常照明照度的20%。為了確保發(fā)生火災(zāi)時(shí)救火及時(shí)性以及發(fā)生事故時(shí)人員逃生及時(shí)性，應(yīng)當(dāng)在潔凈廠房中設(shè)置一個(gè)獨(dú)立應(yīng)急照明系統(tǒng)，以此來(lái)時(shí)人員疏散的及時(shí)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(duì)于照度具有較高的要求，因從，大多數(shù)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(shí)，燈具材料應(yīng)選擇難以產(chǎn)生靜電的材料。燈具外部形狀應(yīng)當(dāng)確保其不會(huì)堆積灰塵，并且不會(huì)對(duì)氣流造成影響。

2.3燈具的安裝

現(xiàn)階段，潔凈區(qū)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(diào)送風(fēng)系統(tǒng)對(duì)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(duì)氣流造成的影響，這種類型的場(chǎng)所的燈具一般都是。表一為各個(gè)場(chǎng)所照明的照度值、光源形式及安裝方式。

3、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 探測(cè)器的選擇及其設(shè)置

一般情況下，潔凈控制區(qū)域中的探測(cè)器通常都采用具有感煙性能的探測(cè)器。針對(duì)具有較大粉塵的區(qū)域，探測(cè)器則采用具有感溫功能的探測(cè)器。在防爆區(qū)域中，常用的介質(zhì)是一些有機(jī)溶媒，例如：丙酮以及酒精等等，因此，在對(duì)探測(cè)器進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合介質(zhì)的揮發(fā)濃度來(lái)選擇，通常情況下，所選擇的探測(cè)器為防爆型可燃?xì)怏w探測(cè)器。針對(duì)空間較大的附屬倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域，所使用的探測(cè)器為紅外光束探測(cè)器。

在設(shè)置探測(cè)器時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)下列問(wèn)題引起高度重視：因?yàn)橐鬂崈魪S房?jī)?nèi)部應(yīng)當(dāng)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(lái)進(jìn)行強(qiáng)制性氣流送風(fēng)，在下部設(shè)置回風(fēng)口，繼而導(dǎo)致探測(cè)器的探測(cè)效果難以達(dá)到理想目標(biāo)工況。所以，為了解決這一問(wèn)題，可以選擇具有較高靈敏度的探測(cè)器以此來(lái)使探測(cè)效果得到有效保障。不僅應(yīng)當(dāng)在潔凈廠房?jī)?nèi)部設(shè)置常規(guī)探測(cè)器，并且應(yīng)當(dāng)將探測(cè)器安裝在空調(diào)系統(tǒng)的回風(fēng)豎井位置以及潔凈室的回風(fēng)口位置，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)測(cè)。

3.2相關(guān)環(huán)節(jié)

第一，消防聯(lián)動(dòng)控制：在發(fā)生火災(zāi)之后，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)收到發(fā)生火災(zāi)的信號(hào)，確認(rèn)此信號(hào)之后，報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)通過(guò)一個(gè)輸出模塊以及聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備來(lái)向系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的指令：立即將所有非消防電源以及空調(diào)電源切斷，同時(shí)立即將空調(diào)系統(tǒng)的防火閥關(guān)閉，立即將消防泵啟用，在確認(rèn)發(fā)生火災(zāi)之后，馬上將排煙系統(tǒng)打開，同時(shí)應(yīng)立即將排煙風(fēng)機(jī)啟用，如果火災(zāi)溫度超過(guò)280攝氏度時(shí)，立即將排煙系統(tǒng)關(guān)閉。

第二，在工業(yè)潔凈廠房中應(yīng)當(dāng)設(shè)置一個(gè)專門供消防工作使用的獨(dú)立電話網(wǎng)，同時(shí)設(shè)置一個(gè)專門供消防使用的電話總機(jī)，其能夠直接讓消防控制人員報(bào)警，在一些經(jīng)常使用的機(jī)房中安裝相應(yīng)的專門供消防使用的電話分機(jī)，在機(jī)房出現(xiàn)火情時(shí)，確保報(bào)警及時(shí)性以及有效性。

第三，線路敷設(shè)：根據(jù)相關(guān)的要求潔凈廠房在鋪設(shè)線路的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)全部在技術(shù)夾層內(nèi)部實(shí)施明敷，通常情況下，通信線路、傳輸線路、警報(bào)線路以及消防控制應(yīng)當(dāng)實(shí)施分管敷設(shè)，所有線路應(yīng)當(dāng)穿入相應(yīng)的金屬管，同時(shí)應(yīng)當(dāng)在金屬管的外壁上涂上一定厚度的防火涂料。

第四，警報(bào)裝置：在相應(yīng)位置設(shè)置安裝一些聲光警報(bào)裝置以及火災(zāi)廣播裝置，以此來(lái)確保人員疏散的及時(shí)性，確保救火人員可以正確判斷火情位置。因?yàn)闈崈魪S房屬于封閉式建筑，因此，日常工作的路線和火災(zāi)疏散逃生路線存在一定差異性，因此，應(yīng)當(dāng)對(duì)逃生路線和疏散指示標(biāo)志以及應(yīng)急照明系統(tǒng)的配合引起高度重視和合理設(shè)計(jì)。

4、防雷與接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

第一，防雷系統(tǒng)：按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求以及計(jì)算規(guī)范，潔凈廠房的甲類倉(cāng)庫(kù)以及丙類廠房應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格根據(jù)二類防雷的建筑要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，余下建筑則應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格根據(jù)三類防雷建筑來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

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(hù)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(gè)接地系統(tǒng)。在工業(yè)潔凈廠房中，其所使用的工藝設(shè)備大部分都是信息技術(shù)設(shè)備，信息技術(shù)設(shè)備除了需要一個(gè)保護(hù)接地之外，還需要一個(gè)功能接地。保護(hù)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(shè)備的金屬外殼上，從而形成保護(hù)接地;功能接地指的是接在同一個(gè)設(shè)備的金屬外殼上信息技術(shù)系統(tǒng)的高頻信號(hào)接地，為了得到各個(gè)設(shè)備之間相近或者是相等的參考電位數(shù)據(jù)，其對(duì)接地阻抗有一定的要求：高頻條件下的接地阻抗應(yīng)當(dāng)較小，常常會(huì)使用等電位連結(jié)的方式來(lái)獲得相應(yīng)的參考等電位。而高頻信號(hào)接地可以分成兩種接地，一種是局部水平等電位連結(jié)的網(wǎng)格式信號(hào)接地，又稱M式信號(hào)接地，另一種是放射式信號(hào)接地，又稱S式信號(hào)接地。為了使?jié)崈魪S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(dǎo)體輻射在建筑的外墻內(nèi)側(cè)上，將其作為接地母干線。只要是需要進(jìn)行聯(lián)結(jié)的金屬部件，都必須和接地母干線就近聯(lián)結(jié)，例如：進(jìn)入建筑里的基礎(chǔ)鋼筋、金屬管道、電纜的金屬護(hù)套以及柱子鋼筋等等。

結(jié)語(yǔ)：

為了使?jié)崈魪S房能夠高效、安全、連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，在對(duì)工業(yè)潔凈廠房進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須確保其合理性、科學(xué)性以及可靠性。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須充分考慮實(shí)際規(guī)范要求以及標(biāo)準(zhǔn)，積極在設(shè)計(jì)電氣時(shí)將較為先進(jìn)、可行的技術(shù)以及理念運(yùn)用到其中，以此來(lái)確保潔凈廠房電源的可靠性以及穩(wěn)定性得到有效保障，最終降低災(zāi)害以及意外事故的發(fā)生率。

參考文獻(xiàn)：

[1]李軍.工業(yè)潔凈廠房電氣設(shè)計(jì)分析探討[J].綠色環(huán)保建材，2020（07）：64-65.

[2]孫靖.醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房電氣工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)初論[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014，11（23）：225.