电子行业甲类仓库的电气设计

电子行业甲类仓库的电气设计

蒋利

中国电子系统工程第四建设有限公司  江苏省 214000

【摘要】根据《建筑防火设计规范》GB50016-2014（2018年版）、《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014,结合电子行业甲类仓库的设计经验，介绍甲类仓库的电气设计,主要包括如下几个方面：负荷等级、动力配电、防雷接地、消防报警与联动、防爆区域图。希望在满足安全的前提下，尽可能地制定合理的方案。

【关键词】甲类仓库；爆炸危险场所；防爆区域；电气安全；防爆措施

一、引言

当前在电子半导体企业的生产中会使用比较多的气体或化学品,其中很多物质特性属于甲类，爆炸性易燃气体如SiH4、H2、B2H6、SiH2Cl2等,爆炸性易燃液体如：异丙醇、硅烷、丙酮等,所以在电子行业厂区内一般会设置甲类仓库用以储存这类物质。针对甲类仓库的电气设计我们应确定防爆区域，明确爆炸危险区域的等级和危险物质的级别，采用符合规范要求的防爆等级产品，采取安全合规的防爆措施，降低爆炸危险系数，保证企业能够安全生产。

二、电气设计

储存物品的火灾危险性应根据储存物品的性质和储存物品中的可燃物数量等因素划分，具体详见规范《建筑防火设计规范》GB50016-2014（2018年版）第3.1.3条。电子行业甲类仓库储存的物质一般为1.2.5.6项。当同一座仓库中同时存放多种甲乙类物品时，仓库火灾危险性应按甲类确定。甲类仓库的防火分区最大面积和每座仓库的最大面积详见建筑防火规范第3.3.2条和第3.3.3规定。

下面从几个方面对甲类仓库电气设计注意点进行介绍：

2.1甲类仓库的用电负荷等级设计

根据《供配电系统设计规范》第3.0.1条规定，甲类仓库不符合 的供电负荷等级应为三级负荷。根据《特种气体系统工程技术标准》第8.1.1条，特气站的供电负荷等级除检修插座外应达到二级负荷；根据《氢气站设计规范》第8.0.1条负荷分级及供电要求，氢气站房用电负荷等级常规应达到三级负荷。根据以上几个专业规范的要求,个人建议如下：1.硅烷站，氢气站按二级负荷；2.非连续供应系统(气体、化学品)的甲类库可按照三级负荷设置；3.存在连续供应气体、化学品系统的甲类库（厂房）(例如：福建晋华、长江存储等国内知名12寸半导体企业使用化学品的量比较大)建议等同工艺设备电源的负荷等级。

2.2甲类仓库的动力配电设计

2.2.1.甲类仓库该类场所选用电气设备时应注意电气设备的类别应符合《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014表5.2.3-1的相关规定；如果该区域存在有两种及两种以上可燃性物质形成的爆炸性混合物时，应按照混合后的爆炸性混合物的级别和组别选用防爆设备，若部分物质无书面资料可查并且无法模拟实验的情况下，建议按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。

2.2.2.其他配电设计时应注意如下几个方面：1）.甲类仓库的电动机配电回路设计时应装设断相保护，供电线缆的允许载流量不应小于断路器长延时过电流脱扣器整定值的1.25倍；2）.甲类仓库内部不宜设置配电间，如需设置建议布置在爆炸性环境以外，并且对于可燃物质比空气重的爆炸性气体环境，应将配电间布置在爆炸危险区附加2区，配电间的地面应高出室外地面O.6m；3）.甲类仓库设计中防爆排风机的配电应采用报警装置代替自动断电装置，保证室内的爆炸危险气体能够正常排出，降低室内爆炸危险气体的聚集；防爆排风机的开关需在室内外均装设。

2.3甲类仓库的防雷接地设计

    甲类仓库与其他类型的建筑物相比，遇到雷击时容易造成更严重的经济破坏和人身伤亡，根据《建筑物防雷设计规范》第3.0.3条7款的要求,甲类仓库具有2区或22区爆炸危险场所，所有甲类仓库应划分为第二类防雷建筑物。该类型建筑物的屋面防雷应由接闪网和接闪带或接闪杆混合组成，接闪带的网格尺寸不应大于10m×10m或12m×8m。防雷引下线应沿建筑物四周均匀对称布置，防雷引下线的间距沿周长方向计算不应大于18m。

   甲类库接地应做到如下几点：1）.该类型建筑物电气配电系统应采用TN-S型系统;2）.在甲类仓库内应设置等电位联结保护，建筑内所有裸露的装置外部可导电部件均应接入等电位系统；3）.甲类仓库内爆炸性环境2区、22区内的电气设备(除照明灯具以外)应采用专用的接地线,爆炸危险环境中的照明灯具，应利用有可靠电气连接的金属管线系统作为接地线；4）.甲类仓库中爆炸危险环境区域设置的接地干线应使用不少于两处引下线与接地基础连接；5）.在甲类仓库的主要出入口建议设置人体静电消除器，减少静电引起的危害。

2.4甲类仓库的消防报警及联动的设计

此部分的设计我们应做到：1）.根据划定的防爆区域图，在防爆区域内的设备务必使用对应等级的防爆型产品；2）.火灾自动报警系统的供电线路和传输线路在室外应埋地敷设,并应敷设在冻土层以下；3）.不同电压等级的线缆应分别穿入不同的保护管内，当合用线槽敷设时，线槽应选用带有隔板的线槽，不同电压等级的线缆分开敷设；4）.火灾探测器的选择需与化学品的燃烧特性相一致,设置防爆感烟（防爆感温）或紫红外复合探测器；5）.在此类单体设计中可燃性气体探测器与有毒气体探测器需要区分开，在项目设计中建议使用分线制探测器，总线制探测器的稳定性相对较弱，若考虑经济性可选用总线制，所有可燃/有毒气体探测器均需自带声光报警功能，并且可燃性/有毒性气体探测器的浓度超标需联动启动对应区域的事故排风机,减少事故风险。

2.5甲类仓库防爆区域图的设计

电子行业甲类仓库的释放源一般由气体动力专业和化学品专业提资，电气专业根据《爆炸危险环境电力装置设计规范》附录B-爆炸性气体环境危险区域范围典型示例图和规范3.2章节内容，综合建筑、气体、化学品、暖通、建筑等各专业的提资条件制作防爆区域图。防爆区域图需要在图面上标出各房间气体化学品名称、释放源等级、高度、防爆区域等级及选用的电气防爆设备的防爆等级等信息。电子类厂房所用的化学品及气体一般为桶装或瓶装，正常情况下泄露的风险较低，释放源等级一般为二级释放源。

2.6其他注意事项

在此类建筑的设计中还应注意一些其他事项：1）.开关、插座和照明灯具靠近可燃物时，应采取隔热、散热等防火措施；2）.配电箱及开关应设置在仓库外；3）. 照明管线尽量不要穿越防火分区；图面中不得出现非必要的穿越隔墙--所有防爆场所需做隔离密封；4.在1区内严禁有中间接头，在2区、20区、21区不应有中间接头。

结语

甲类仓库的电气防爆设计是综合防爆设计的一个重要组成部分，需要各专业的相互配合。希望通过对规范的详细研究及工程设计经验的累积，使电子行业设计师能够对甲类仓库的设计更趋向规范性、安全性、经济性。

参考文献：

[1]【爆炸危险环境电力装置设计规范】GB50058-2014

[2]【建筑防火设计规范】GB50016-2014（2018年版）

[3]【建筑物防雷设计规范】GB50057-2010

[4]《供配电系统设计规范》GB50052-2009