1、医药工业洁净厂房电气设计浅谈张元(武汉医药设计院,武汉 430077)摘要：对医药工业洁净厂房的电气设计，即对供配电、火灾报警、接地设计及施工中遇到的问题做了探讨。对洁净厂房施工中常用的做法做了论述。关键词：供配电；洁净度；照度；通风联锁；防雷防静电1、引言随着医药工业洁净厂房设计规范 GB50457-2008 的实施，对医药工业的生产环境要求越来越高，洁净厂房设计愈发重要，医药工业洁净厂房工艺流程复杂，环境复杂，电气设计中需要密切配合工艺专业，根据不同的工艺要求，确定不同的设计方案。2 供电和接地型式 医药工业洁净厂房的用电负荷和供电要求应根据现行国家标准供配电系统设计规范(GB50052)
2、和生产工艺的要求确定。其低压配电电压应采用 220380V ，因洁净厂房内大部分电子设备为线性负荷存在，配电线路存在高次谐波电流，致使中性线上有较大的电流，系统接地型式宜采用 TNS 或 TNC S 系统，因这两种接地型式均有专用不带电的保护接地线(PE)，安全性好。3 配电设计 配电设计时，工艺设备应采用分区域供电的原则。为了便于火灾发生时可靠切断电源，洁净室电源进线(不包括消防用电)应设置切断装置，并宜设置在非洁净区便于操作管理的地方。因为洁净度的要求，大型落地的配电设备一般都设于非洁净区，洁净室内应选择不易积尘的、便于擦拭的小型暗装设备，功率较大的设备由配电室直接供电，实际中洁净区配电箱
3、面板及门选用不锈钢材料效果较好。配电管线一般也采用暗敷设，穿线导管采用不燃烧材料，实际中采用阻燃导线穿镀锌钢管暗敷设较多，所有配电线路包括照明及插座回路均设专用 PE 线。 在实际施工中，不同级别洁净室之间电气管线口应做好密封，防止由于压差使尘粒通过电气管线空隙渗入洁净室。当管线需明敷至净化区内用电设备时，进入净化区的管线应采用不锈钢材质的保护管。洁净厂房的净化空调系统和照明负荷按照规范要求宜由变电所专线供电。在实际设计过程中，净化空调系统通常采用在空调机房内设置落地动力柜，分系统给净化空调供电，在设计初期应首先与空调专业协调好空调机房配电设备的摆放位置，以保证配电设备操作方便和进出线方便。在
4、配电系统设计时，应把每个系统的空调主机的供电回路和与其联锁的净化排风、除尘、消毒排风设备设置在同一个配电柜内供电和控制，这样做使供电系统明晰，方便以后的运行管理，同时也方便空调联锁的实现。照明系统的设计通常采用分区域设置照明箱，在低压配电室设置专用的照明柜，照明柜单独设置计量装置。对于大面积的净化生产厂房宜应分区域设置疏散照明箱。制药厂设备一般功率较小，数量较多，低压配电柜采用 MNS 柜型效果较好，MNS 柜作为小电动机群设计的柜型，负荷不大时 (断路器额定电流在 100A 以下 )，每面柜出线回路也较多，正好适合药厂的使用要求，经济上也比较合理。4 设备控制的联锁 要保证药品生产过程中的环
5、境温度、湿度、洁净度、适当的风速及正压达到要求，净化空调系统非常重要，其中的设备联锁控制必不可少。常用的联锁如送风系统与排风系统联锁控制：送风系统启动后，排风方可启动，反之，排风停止后，方可停送风系统；送、 排风系统启动，新风及排风管上的电动阀自然开启；送、排风系统停止，电动阀自动关闭。在现在的设计中，通常由自控专用采用 PLC 来实现空调系统的联锁。电气设计中，要设置手自动切换装置，自动状态设置 PLE 接入节点，调试和维修打在手动状态，而生产运行过程中，打在自动运行状态，通过 PLC 控制运行。同时在配电二次线路设计中，需与防火阀装置联锁，当空调风管上防火阀动作，立即切断净化空调系统。净化
6、空调的运行亦应与火警系统联锁，通过输入模块和控制模块监控净化空调系统的运行，当确认火警发生后可通过控制模块自动切断空调系统运行。另外为保证洁净厂房与一般区的隔离，进入净化区的气闸的两个门通常要做互锁，在电气设计中可在照相箱单独回路供互锁门的电源。此电源应采用一般电源，在停电的时候，门互锁装置因失电而自动解锁，以便人员疏散。5 照明设计 洁净厂房一般从事精密视觉工作，需要高照度高质量的照明，因为电压降低会明显降低荧光灯的照度，为了获得良好和稳定的照明条件，照明宜由变电所专线供。在条件受限制时，亦可采用从本车间低压配电室专用回来供电。净化生产厂房，主要工作室一般照明的照度值宜为 300Lx，辅助工
7、作室、走廊、气闸室、人、物净室的照度值不宜低于 150Lx。为了保证照度，同时又满足照明节能设计的原则，应选用高效率的光源，要求在达到同一照度值的情况下，安装灯具数量要少，荧光灯发光效率高，发热量少，有利于空调节能。此外，洁净室天然采光少，荧光灯的光谱分布接近自然光，因此无论是规范推荐，还是实际设计，一般均采用荧光灯作为照明光源。现在设计中通常采用 T5 型高效荧光灯管配带反光罩的照明灯具。另外，洁净室顶受到送、排风风口数量和位置等条件的限制，在灯具的布置中应避开风口尽量均匀布置，照度均匀度不应小于 0.7。照明灯具的型式和安装方式是保持洁净室内洁净度的关键之一。若采用灯具嵌入式暗装，施工中往
8、往密封不严，而且投资大，发光效率低；采用吸顶安装，则不会有上述缺点。在灯具的选择上，也要选择不易积尘的洁净灯具。根据工艺要求，有些洁净室还要配备紫外灯杀菌，照明灯具和紫外灯开关可并排设置在洁净室门外，作为区别，两者应采取不同高度，照明开关宜设于14m，紫外灯开关底边与照明开关上边平行。考虑到洁净厂房的正常照明因电源故障熄灭，不能进行必要的操作处理可能导致生产流程混乱或引起火灾、爆炸、中毒等事故，所以洁净室内要设置备用照明，其照度值一般场所不低于正常照明照度标准的 110，主要工作面不低于正常照明值，为减少灯具的重复设置、节省投资、有利洁净度，备用照明作为正常照明的一部分，备用照明应单独设置开关
9、，和其他灯具分开控制。由于医药洁净厂房是密闭厂房，内部分隔多，出入通道迂回，为了便于事故情况下人员的疏散及火灾时能救灾灭火，的疏散照明应在安全出口疏散口和疏散走道转角处按照国家现行标准设置疏散用指示标志，并在疏散走道设置疏散照明灯具，疏散照明灯具按照灯具数的 25%30%均匀分散安装，平时作为正常照明的一部分。面积较小的洁净厂房建议采用自带蓄电池储能的灯具，对于大面积的洁净厂房，设计应分区域设置专用的疏散照明箱，疏散照明箱由集中的 EPS 供电，或者采用正常电源和柴油发电机电源终端切换供电，净化区的备用照明可从疏散照明箱内出专用回来供电。对于照明灯具的控制，有的设计洁净区照明在洁净区入口处设总
10、控制开关开启灯具，洁净室内不设单独开关，此种设计的优点是保证洁净区洁净度，但易造成电能的浪费，特别是洁净面积较大。根据工艺要求，很多房间可能不需要同时开启灯具，实际中，照明按照每间房间控制比较合理，也更容易让甲方采纳。洁净室内电气管线尽量采用暗敷设方式，明敷设电气线路需要采用不锈钢钢管保护，管口一定要做好密封。6 防雷和接地 现在设计多采用共用接地系统，即防雷接地，工作接地、等电位接地、防静电接地、弱电系统接地均采用共同的接地装置，利用建筑物基础作保护接地装置，利用建筑物柱内钢筋作防雷引下装置。防雷级别要根据气象资料进行计算确定，根据规范设置相应的防雷措施。对于生产建筑物内存在爆炸危险场所的厂
11、房，应按二类防雷建筑设防。危险场所及洁净室内可能产生静电危害的设备、流动液体、气体或粉尘管道( 如沸腾制粒机、干燥机等 )应采取防静电接地措施，非净化环境采用 25X4 镀锌扁钢沿内墙 0.4米明敷做为防静电接地干线，净化区室内设静电接地干线一般采用大于 254 不锈钢扁钢。 净化空调机房应设置防静电接地干线，风管及风口均应做防静电联接。洁净厂房内不同功能的接地系统设计应符合等电位联结的要求。对于消防系统和弱电系统，应在机房单独设置专用接地板或端子箱，接地干线宜由基础接地装置引出。7 火灾自动报警医药洁净厂房的生产区（包括技术夹层）等应设置火灾报警系统。根据不同的工艺条件，选择不同的报警探测器
12、，对于洁净厂房内小面积的净化爆炸危险场所，宜选用可燃气体变送器，通过输入模块接入火灾报警系统。需要注意的是：可燃气体气体探测器，当被检测气体比重小于空气时，探测器应安装于距顶棚 3060cm 处且传感器部位向下，并应避开灯饰及风口，其最小距离参见(JTJ/T161992)，探测器至送风口的距离不应小于 15m；如果比重大于空气时，应安装于距地面 3060cm 处且传感器部位向上。不同于一般工业厂房或民用建筑，洁净生产厂房如果停电，一旦关断净化空调系统，即使再恢复也会影响洁净度，使之达不到工艺生产要求而造成重大损失。故洁净厂房的切除非消防电源要求在火警得到确认后，在消防控制室或配电室手动切除有关部位的非消防负荷。故火警设计应在配电室设置多线控制模块，切非由消防控制室手动切除非消防电源而非自动切除。8 总结 以上是根据多年对洁净厂房设计和施工管理的体会做了一些概括，在实际的设计过程当中，还要根据不通的生产类型、工艺要求、项目的特殊性等具体问题具体分析，做设计不是一概而论的事情，首先满足生产工艺的要求，然后本着安全、适用、经济的原则合理完善的做好设计。
