中电系统建设工程有限公司 北京 100141
摘要：本文根据医药洁净厂房项目的防爆车间电气安装情况，对防爆电气设备的安装方式和措施进行了技术研讨，对电气动力系统、照明插座系统、弱电控制系统、防静电接地系统等安装技术要点进行了详细阐述。
关键词：医院洁净厂房 防爆 电气 技术要点
一、概述
近年来，随着医药行业的迅速发展，再加上新版GMP标准的实施，对于一些化工原料药厂车间，既要达到化工防爆要求又要达到GMP洁净度要求，其安装工艺非常严格，这是国内所有同行面临的共同难题。公司各项目对于这部分的施工工艺未形成统一标准化，施工质量参差不齐，而核心区域防爆车间的电气安装尤为重要，为了解决这一问题，我们根据公司已实施的多个医药厂房进行分析，提出研讨内容和方向。
二、技术研讨方向及内容
本文基于公司实施的各类药厂项目尤其是化工原料药厂进行资料收集和分析，针对防爆电气设备的特点，查阅厂家提供的防爆电气产品手册，对安装方式和保护措施进行研究，主要范畴包括以下内容：
1、电气动力系统防爆区安装工艺；
2、电气照明插座系统防爆区安装工艺；
3、弱电控制系统防爆区安装工艺；
4、地坪系统防爆区安装工艺；
5、各子系统施工工艺的节点图片、图纸以及大样图。
三、安装技术要点
1、防爆规范、GMP规范要求的综合考虑
防爆洁净区内的电气设备、材料选型及采购时要综合考虑防爆规范、GMP规范的要求，当然必须符合国家现行有关电气标准的规定。
防爆电气的选择要根据药厂防爆区的设计要求，其功能要满足危险场所的分类、气体的级别和温度组别；配电方式应根据产品特点选择钢管布线或电缆布线；电气设备的应具有内外接地端子，以便于可靠地接入现场接地系统。防爆电气的选择要根据药厂洁净区的设计要求，其材质要满足洁净室消毒、清洗的要求，应具有防水、防腐蚀的功能；其表面应平滑、不积尘、易清洁；其安装方式、检修方式、密封方式应满足洁净室的要求。
2、动力系统安装技术要点
2.1 防爆洁净区动力设备安装
医药厂房防爆洁净区内的设备通常由甲方采购，如结晶罐、三合一、混合干燥机等，这些制药设备的动力配电部分通常包括：防爆电机配电、制药设备防爆控制箱、制药设备防爆操作柱等。
设备上的防爆电机通常在设备就位后，动力配电前，核对电缆的进线位置，电气配管从彩钢板顶板穿下，主要避让开工艺管道、顶板上的高效口、顶板上的灯具等，如果位置不合适，就要对电机整体进行转位，达到满足工艺、美观协调的要求。
制药设备防爆控制箱通常为设备厂家配套供应，一般安装在洁净室内，此内控制箱尽量靠近对应的设备附近，贴彩钢板墙壁悬挂安装，如果箱体比较大，需要制作不锈钢支架或者底座，同样贴彩钢板墙壁安装。制药设备的防爆操作柱，通常由施工单位采购，针对这块，我们要充分了解设备控制的需求，并对这些设备的防爆操作柱进行深化设计，然后交由防爆厂家定做成满足要求的防爆控制箱（材质：SUS304、功能：启停、调速、照明等等）。
2.2 防爆洁净区动力设备配电
防爆电机动力配电，通常采用SUS304不锈钢管穿入洁净室内，再用柔性的防爆扰性管进行连接。如图1-1所示。
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图1-1：防爆电机配电
需要注意的事项：不锈钢管不能采用普通SUS201的装饰管，装饰管壁厚太薄不能焊接SUS304不锈钢单头丝，无法与防爆扰性管连接；防爆扰性管外表面有两种材质，一种为麻面的，一种是橡胶光面的，洁净室内为了不积尘、易清洁应选用橡胶光面的材质；防爆电机接头有两种形式，一种是压接式的，一种是螺纹连接式的，由于防爆电机都是设备自带过来的，通常不会考虑那么多，两种形式都会碰到，对于压接式的电机接头，我们需要再加工改造成丝扣连接的形式，以便于防爆扰性管相连接。如图1-2所示。
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图1-2：防爆扰性管选型与防爆电机接头处理
防爆控制箱配电，通常采用SUS304不锈钢管穿入洁净室内，再用SUS304不锈钢活接头进行硬连接。需要注意的事项：去除压接式的进线接头，但防爆压紧密封圈和垫片不能丢掉；调整电缆进线方式为上进线的形式。如图1-3所示。
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图1-3：防爆控制箱配电
防爆操作柱配电，尽量采用上述优化改造的方案，如果甲方实在不同意变更或者随设备已经配套供应到货，安装时要确保柱子牢固，尽量利用反应釜间的间隙，不妨碍人行通道。如图1-4所示。
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图1-4：防爆操作柱配电
3、照明插座系统安装技术要点
3.1 防爆洁净区照明插座设备安装
防爆洁净区通常不会设计安装照明插座配电箱，照明插座箱一般安装在非洁净区域或者非洁净非防爆的普通区域，既节约成本又方便安装。
防爆洁净区照明灯具通常要根据防爆等级和洁净度等级来选型：防爆D级洁净区，通常选用防爆全塑荧光灯，安装形式为吸顶式安装（目前还没有嵌入式的防爆全塑荧光灯）；防爆C级及C级以上的洁净区，通常选用防爆洁净荧光灯，安装形式为吸顶式或嵌入式（材质：SUS304或碳钢喷塑）。如图1-5所示。
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图1-5：防爆全塑荧光灯及防爆洁净荧光灯选型
需要注意事项：防爆洁净灯具比较重，吸顶式安装时，不能如同普通洁净灯具一样采用自攻螺丝固定的方式，要穿透彩钢板顶板，增加加强钢板，螺栓紧固的方式；对于嵌入式防爆洁净灯具的安装，强烈建议彩钢板开孔在厂家预留好孔洞，并对开孔处进行加强处理，否则开孔缝隙处容易脱胶泄露，严重的情况将会出现灯具坠落安全事故的发生。如图1-6所示。
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图1-6：防爆洁净灯具安装
防爆洁净区照明开关，通常选型时防爆开关只有单联单控或者单联双控，与普通开关不同，采购时需要复查、深化设计图纸。防爆照明开关的安装方式与普通开关也有很大区别，由于防爆照明开关形体大且材质厚实，无法像普通开关一样暗装在壁板内只能明装，如果直接在彩钢板壁板上固定安装肯定不牢固，因此我们可以先在壁板上安装一块SUS304不锈钢面板（根据开关的大小和样式，开好孔、攻好丝），然后将防爆照明开关固定在不锈钢面板上，这样可以确保开关安装牢固。如图1-7所示。防爆反应釜上的视孔灯照明开关，一般不用安装在彩钢板上，可以直接在视孔灯的尾部安装，既方便安装又利于操作使用，不过对于没有平台或者很高的设备，此方法就不可行了，防爆开关需要装在人员能够操作的地方。如图1-8所示。
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图1-7：SUS304不锈钢面板的加工详图
图1-8：
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防爆照明开关的安装
防爆洁净区插座，与防爆开关一样，防爆插座也是非常笨重的，且插拔力度比较大，不宜直接固定在彩钢板墙上，如上述防爆照明开关安装方式一样，加工一块SUS304不锈钢面板，加强固定力度。或者选择有回风夹道的地方，制作SUS304不锈钢小箱，暗装在彩钢板内。如图1-9所示。
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图1-9：防爆插座安装
3.2 防爆洁净区照明插座配电
防爆灯具配管接线的方式根据防爆规范可以采用镀锌钢管套丝+BV电线（套丝处需配以电力复合脂或导电性防锈脂）或采用镀锌电线管+电缆，不过不论采用哪种方式，其接线盒一定要使用防爆接线盒，建议使用镀锌钢管套丝+BV电线组合的配电方式。
防爆照明开关配管接线采用壁板内暗装，需要用电缆从顶板上的防爆接线盒引下（接口处用O型圈进行密封、打胶），顶板上的管线可以采用镀锌水管加电线的敷设方法；壁板中管线不好暗装的地方，用SUS304不锈钢管焊上丝头与防爆照明开关和顶板上的防爆接线盒丝扣连接，明装时管子要离彩钢板一点安装，采用专用管支架固定，不能贴墙留下死角不好清扫，如上图1-7所示。
防爆插座的配管接线方式与防爆照明开关的配管接线方式大致相同如上图1-8所示，另防爆插座插拔时需遵循插时地、零接线柱先接通，拔时火线接线柱先断开。
4、弱电控制系统安装技术要点
4.1 防爆洁净区弱电控制设备安装
防爆洁净区空调自控设备主要包括现场温湿度计、现场压差计、控制显示屏、防爆洁净区的电动风阀执行器等，现场温室度计、现场压差计由于比较轻巧精细可以直接安装在彩钢板上或者订做一块SUS304不锈钢板，安装在不锈钢板上；控制显示屏设备一般是本质安全型的，可以嵌入彩钢板内安装，为了美观和密封处理，通常需要订做SUS304不锈钢边框；防爆洁净区吊顶上的风阀执行器的安装，一般情况防爆风阀执行器是非常规产品，要根据需求交由防爆厂家专门订做，比较繁琐，价格也非常高。另一种做法是，改电动风阀执行器为气动风阀执行器，这样在防爆区就避免了电火花引爆的风险，但现场需要有气源，需要敷设气管，同时对风阀的阀杆需要做特别处理。项目上要根据现场实际情况，以最高的性价比去选择具体的安装方案。如图1-10所示。
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图1-10：防爆洁净区空调自控设备
防爆洁净区消防、气体检测设备通常包括防爆安全出口指示灯、防爆警铃、排烟阀执行器、气体浓度检测探头等，通常防爆安全出口指示灯、防爆警铃都是采用明装的形式，防爆厂家没有嵌入式安装的设备（要丝扣连接也无法嵌入安装）；排烟阀执行器通常为嵌入式安装，一般的排烟阀执行器都要比50mm厚彩钢板厚且阀体材质为碳钢材质，既不利于安装又不满足洁净室内消毒清洗防腐的要求，因此对防火阀执行器进行改装订做成不休钢壳体嵌入式安装的形式；气体浓度检测探头比较笨重且由于受到腐蚀需要定期更换，因此通常订做SUS304不锈钢面板，采用明装形式，需要注意的是安装高度要根据气体的成分和特性来决定。如图1-11所示。
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图1-11：防爆洁净区消防、气体检测设备安装
防爆洁净区测量仪表通常包括频率表、PH计、温控仪、液位计、压差传感器、流量计、称重装置等这些仪表通常都安装在设备本体或管路上，所以还是比较方便的，采购选型时要注意与管道、设备的连接方法和接口形式。
4.2 防爆洁净区弱电控制设备配电
防爆洁净区空调自控设备的配管接线通常采用防爆隔离栅+屏蔽控制电缆的形式（自控设备大多数是本质安全型的且大多数是弱电），需要注意事项防爆隔离栅一定要安装在非防爆区，进入防爆区配线一定要使用电缆且电缆中间不能有接头。
防爆洁净区消防、气体检测设备的配管接线通常采用SUS304不锈钢管+消防双绞线或者防爆隔离栅+屏蔽控制电缆的形式，具体情况根据设备配电接口的形式来确定。
防爆洁净区测量仪表的配管接线通常采用SUS304不锈钢管+防爆扰性管+屏蔽控制电缆或者采用防爆隔离栅+电缆锁紧接头+屏蔽控制电缆的形式，具体情况根据设备配电接口的形式来确定。如图1-12所示。
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图1-12：防爆洁净区弱电控制设备配电
5、防静电接地系统
5.1 防爆洁净区（环氧地坪）设备防静电接地
防爆洁净区域的动力设备、不锈钢平台、支架等，根据防爆规范要求，必须做防静电接地。洁净室内一般不允许接地明敷，在环氧地坪施工前，根据设备就位尺寸，电气专业对混凝土地面进行开槽敷设接地扁钢或圆钢，并在设备支腿处焊接接地联接螺栓。环氧地坪施工时，防静电铜箔也需要和接地系统相联接。如图1-13所示。
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图1-13：环氧地坪防静电接地
5.2 防爆洁净区（PVC地坪）设备防静电接地
防爆洁净区地面要求是铺设PVC地坪时，设备、不锈钢平台、支架等的防静电接地的做法是比较麻烦的，不能像上述环氧地坪的做法施工，PVC地坪具有完整性，接地螺栓处无法处理。比较好的一种做法是从吊顶上引直径为10mm的镀锌圆钢或者采用不小于6mm2多股铜芯软绞线与设备连接，所有设备接地都引到吊顶上，在吊顶上形成闭环最后引到接地极处。从吊顶到设备的这段圆钢或电缆要穿SUS304不锈钢管进行保护，既美观和又满足清洗消毒耐腐蚀要求。PVC地坪施工时，防静电铜箔也需要和接地系统相联接。如图1-14、1-15所示。
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图1-14：防爆洁净区（PVC地坪）设备防静电接地
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图1-15：PVC地坪防静电接地
5.3 防爆洁净区其他防静电接地
防爆洁净区内的移动用电设备需要设置临时接地点，其做法如同我们在洁净区内安装普通开关、插座的形式类似；防爆洁净区内的管道阀门处由于阀门的密封材质是不导电的，因此需要进行跨接处理，具体做法如图1-16所示。
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图1-16：防爆洁净区其他防静电接地
四、总结
本文提出的化工原料类医药工业厂房的常用防爆电气安装技术要点，目前已在公司各类医药厂房项目中得到了大量采用，成效较为显著，防爆和洁净的双重要求均得到了满足。但是由于此方法并没有标准图集或规范强制，相对于正常的施工，成本会有所增加，实施前需要和甲方沟通协调，只有在甲方认可的情况下，才能得到使用，因此项目部在施工前需要做好前期技术沟通工作。
另外，本技术主要针对常用的防爆电气系统安装进行了分析，但由于防爆电气设备种类、型号比较多，下一步还需要根据不同的场合和环境要求、不同的防爆电气设备等进行后续研究，并对某些特地环境和区域的防爆电气安装进行进一步探索和分析，从而扩宽本技术的应用深度和广度，为医药净化项目顺利实施提供更高价值的解决方案。
参考文献：
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