浅谈安科瑞电气安全在医药工业洁净厂房的电气工程设计与应用

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：近年来，医药工业洁净厂房的电气工程设计得到了快速发展和广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。首先介绍了供电系统与配电设备的设置，分析了洁净厂房的电气照明设计，并结合相关实践经验，从探测器选择与设置，以及消防通信设施等多方面，就火灾自动报警的设计进行了研究，阐述了个人对该项工作的几点认识。 

关键词：医药工业；洁净厂房；电气工程；设计

0.引言 

       作为医药工业洁净厂房实践中的重要工作，其电气工程的设计占据着关键的地位。该项课题的研究，将会更好地提升对其电气工程设计的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与方法，进一步优化医药工业洁净厂房在实际应用中的整体效果。 

1.供电系统与配电设备的设置 

       洁净区内的用电设备包括工艺和空调设备等。一般都要求就地控制，虽然大部分用电设备都带有配套控制设备，但是进入洁净区的每一配电线路均应设置切断装置；规范要求洁净区的配电设备，应选择不易积尘，便于擦试，外壳不易锈蚀的小型暗装配电箱或插座箱，因此一般在每个生产间设置一个小型挂墙式暗装配电箱。从小型配电箱再分配电至生产间内的各用电设备。这样既便于检修，又能提高用电安全性。目前洁净厂房的内墙都是采用夹心彩钢板，厚度一般有50mm和100mm两种。当使用100mm彩钢板的时候暗装小型配电箱不成问题。当使用50mm彩钢板的时候，彩钢板的厚度不能完全把小型配电箱暗装在彩钢板内，所以我一般把小型配电箱设在柱子旁边，彩钢板包柱子的地方要做成弧形，完全有空间暗装小型配电箱；如果是没有柱子的房间，小型配电箱暗装在50mm厚的彩钢板内会凸出墙面，为了达到防尘的效果，小型配电箱安装时凸出墙面的四边都加斜面处理，经过证实，也能符合要求。

2.1 照度的选择

       在《医药工业洁净厂房设计规范》中规定：主要工作室的照度值不得小于300Lx，辅助工作室照度值不得小于150Lx，因此，在实际设计中，要根据医药洁净厂房各生产岗位的特性，结合相关规定，确定照度值，保证厂房的照明度。

2.2 光源的选择

       医药工业洁净厂房设置有集中供暖或制冷的空调系统，通常情况下洁净室厂房温度为22℃左右，具体设定需要根据工艺需要来确定，为确保厂房的洁净度不受影响，洁净厂房一般不设置通风窗，车间内主要采用机械通风的方式进行通风。在这种环境中，医药工业厂房的主光源可以采用冷色光源，这样能给人们一种舒适、凉爽的感觉。

2.3 灯具的选择

       医药工业洁净厂房根据GMP要求可以分为非受控区和A级、B级、C级、D级等4个受控净化等级，对于非受控区选用一般的带罩荧光灯具或格栅灯具，对应的吸顶式或者嵌入式安装都可以。受控区域采用洁净灯具，吸顶式或嵌入式都可以，但做好密封工作，特别是嵌入式灯具，防止密封不好影响洁净室洁净度。

2.4 应急照明设计

       由于医药工业洁净厂房平面比较复杂，贵重电气设备比较多，发生事故时疏散比较困难，因此，医药工业洁净厂房要设置应急照明系统，应急照明系统包括应急疏散照明和应急事故照明两种情况，应急疏散照明主要用于厂房发生火灾等事故中，进行人员安全疏散；应急事故照明主要用于突发停电对现场进行处理。在进行应急照明系统设置时，要注意疏散走道要设置疏散指示灯，疏散指示灯的间距不能超过20m，洁净厂房的专用消防出口要设置红色应急照明灯，从而为消防人员灭火提供方便。医药工业洁净厂房的粉尘场所和爆炸危险场所要进行防雷电设置和防静电设置，在进行接地设计时，可以将防雷接地、防静电接地、重复接地连成一体，接地电阻要小于1Ω。

       大多数制药洁净厂房内都设有贵重设备，一旦着火，损失巨大，应设置火灾自动报警装置。根据不同的工艺条件，选择不同的报警探测器，需要注意的是：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30-60cm处且传感器部位向下，并应避开灯饰及风口。为减少损失，探测器报警后，经人工核实，确认是火灾后，按规定设置的联动控制设备进行操作并反馈信号。因为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损失。报警信号应联动启动或手动启动相应的事故排风机，并应将报警信号送至消防控制室。 

3.1 探测器选择与设置

       由于医药工业生产工艺较为复杂，其相应洁净厂房内环境也有区别。火灾探测器的选择，对于是否能及时报警和减少误报警有着重要的作用。在通常的区域内一般选择感烟探测器；在粉尘量比较大的区域（例如：固体制剂类厂房内的粉碎过筛、称量、制粒、总混及压片等工序区域，前处理提取类厂房内的切制、粉碎等工序区域）应选择感温探测器；在湿度比较大或有蒸汽的区域（例如口服液类厂房内的蒸煮工序区域，针剂、输液类厂房内的水浴灭菌工序区域等）应选择感温探测器；在电气防爆区域生产工艺使用介质为有机溶媒（例如甲醇、乙醇、丙酮、环氧乙烷及氢气等）应选用防爆型可燃气体探测器；对于大空间的附属仓储区域，因其层高已经超过普通感烟或感温探测器的有效探测高度，故宜选择红外光束感烟火灾探测器或通过管路采样的吸气式感烟火灾探测器。

3.2 消防通信设施 

       由于洁净厂房室内大量使用金属板材，一般屏蔽效果很强，所以在洁净厂房内应设置一套完善的消防通信设施。这套设施不仅提供给内部职工在发生火灾后报警和通信使用，更应提供给参与灭火的消防官兵使用，以确保火场通信的畅通，减少不必要的通信中断和通信故障，确保灭火人员的生命安全。 

4.1平台概述

       安科瑞生物制药能效管理系统是一个深度集成的自动化平台，它集成35KV/10KV的10KV/O.4KV防火门监控系统、消防设备电源系统、消防应急照明和疏散指示系统，用户可通过浏览器、手机APP获取数据，通过一个平台即可对制药厂区全局的用电和用电安全进行集中监控、统一管理、统一调度，同时满足用户用电可靠、安全、稳定、有序的要求。

4.2智能照明控制系统系统结构

4.3系统功能

       (1）实时检测并显示各个模块的在线状态，反馈现场受控回路的开关状态，监控界面按照楼层各分区的布局和回路列表来浏览。

       (2）当发生模块离线、网关设备掉线或者状态反馈和下发控制命令不一致时会发生故障报警，并将故障报警信息记录并显示在界面中。

       (3）可以对单个照明回路实现开关控制；每个模块、楼层都有相应的模块控制开关和楼层控制开关，也可以一个模块或者整个楼层实现开关控制。

       (4）开关驱动器支持过零触发功能，负载（灯具）的分合操作仅在交流电过零时进行；可有效减少电磁干扰以及对电网的冲击，延长灯具与控制装置的寿命。

       (5）对每个照明回路可以预设掉电状态，当照明电源掉电时，开关驱动器会自动切换到预设的掉电状态；确保重新上电时灯具的开关状态是确定与可控的。

       (6）拖动调光控件，照明设备从0%到100%进行调光，可以对单个照明回路实现调光控制，调光总控可以对一个模块的照明回路实现调光控制，也可以对多个照明回路实现调光控制，通过图标的亮灭状态反馈现场开关的状态。

       (7）点击场景控件，打开或者关闭对应场景设置，软件界面上显示不同的场景模式和场景功能，通过图标的亮灭显示对应的场景状态是打开还是关闭。

       (8）设置定时时间，确认时间点后，对该事件点执行的动作进行设置，设置灯在设定的时间点亮或者灭。

       (9）系统可以通过预设的当地经纬度信息，自动计算每天的日升日落时间；根据天文时钟控制照明开关，实现日落开灯、日出关灯的功能。

       (10）所有定时控制计划均可下发保存至驱动模块；当上位机系统故障或模块离线时，驱动模块可以利用自带的RTC时钟维持定时控制计划的正常执行，不影响日常的照明控制效果。

       (11）系统结构是分布式总线结构；系统内各元件不依赖于其他元件而能够独立工作；系统内各元件可以通过程序的设定实现功能的多样性。

       (12）预留BA或第三方集成平台接口，采用modbus、opc等方式。

 

4.4 设备选型