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16 半导体材料厂车间电力设计


16.0.1  本章适用于半导体硅、锗和化合物材料生产厂的多晶、单晶及片加工生产车间电力设计。

16.0.2  三氯氢硅合成炉和多晶硅氢还原炉的高压启动设备仅在启动时短时工作,可不参与负荷计算和无功功率补偿计算。

16.0.3  三氯氢硅合成炉工频感应线圈的计算,宜采用实验曲线法,计算方法见本规范附录G。

16.0.4  三氯氢硅合成、精馏提纯、四氯化硅氢化、氢还原及尾气回收装置等控制系统的电力设计,应与仪表专业统一考虑,使控制检测装置协调一致。电控及仪表监测设备应集中安装在同一控制室内。控制室应正压通风。

16.0.5  多晶硅氢还原炉的高压启动设备或硅芯预热装置,常压供电设备和切换开关,可集中安装在同一电气室内。当采用充油式供电设备时,其防火要求应符合本规范第3.8节的有关规定。

16.0.6  多晶硅氢还原炉电气室,应与多晶硅氢还原炉室相毗邻,两室之间严禁开设门窗及其他孔洞,电源线穿越墙和楼板的地方应进行严密封堵,与电气室无关的管道严禁通过电气室,必须通过时,应采取隔离措施。

16.0.7  多晶硅氢还原炉的控制室与电气室之间,应设置便于联系的通道。

16.0.8  多晶硅氢还原炉用硅芯生产时,在控制室、电气室和多晶硅氢还原炉室,均应设置声光信号。电气室应装设有电气联锁的安全门,门上应设标志灯,高压启动前应有报警信号并自动锁门,高压启动后自动解除。

16.0.9  当单晶和多晶车间的主要用电设备为单相负荷时,供电变压器的中性线截面应与相线截面相同,供电变压器的接线组别,应采用D,yn11。

16.0.10  每台单晶炉和区熔炉附近,均应设开关箱,箱内应设向主回路和控制回路供电的刀开关及一定数量的检修插座。

16.0.11  单晶炉、区熔炉及物理测试仪表,应由同一台变压器供电;物测室的供电电源尚应采取稳压措施。

16.0.12  高频区熔炉和外延生长炉,均应装设电源滤波器,并应符合下列规定:

    1  滤波器应安装在屏蔽室外墙上便于接线的地方。

    2  滤波器外壳接地和屏蔽室接地应共用一套接地装置。

    3  接地装置应采用镀锌铜板制作,其面积宜为1m2~2m2,厚度宜为5mm。

    4  镀锌铜板应立埋于地下,上端距地面不应小于2m。

    5  接地线的长度严禁小于1/4工作波长或1/4工作波长的奇数倍。

16.0.13  未装设屏蔽设施的区熔室内,由滤波器至用电设备的线路,应进行屏蔽。

16.0.14  每台区熔炉均应设置一个独立的槽路接地装置,该装置应设置在区熔炉的地下距槽路最近的地方。接地装置的形式和要求应符合本规范第16.0.12条第3款、第4款的规定。

16.0.15  氢还原炉、单晶炉、区熔炉和外延炉,当冷却水断水时,应切断电源并应有信号显示。

16.0.16  物测室的电源进线处,应装设电源滤波器;电源滤波器外壳与屏蔽室接地应共用一套接地装置,并一点接地。接地装置的形式和要求应符合本规范第16.0.12条第3款、第4款的规定。

16.0.17  物测室的电力和照明电源,均应从滤波器后引接,物测室的照明光源宜采用白炽灯。

16.0.18  穿越屏蔽室的电力、照明线路,在屏蔽室内均应采取屏蔽措施。线路的保护管或波导管在穿越处均应与屏蔽网(板)做环路连续焊接。

16.0.19  单晶车间、区熔室、物测室及片加工生产的电力设计,除应符合本章规定外,尚应符合现行国家标准《洁净厂房设计规范》GB 50073的有关规定。
 

条文说明

 

16.0.2  因通电时间短,其他用电设备尚未投入运行,此时电源的负荷率很低,完全可满足这些短时用电的负荷,所以不必再计算这类负荷的用电及无功动率补偿。

16.0.3  三氯氢硅合成炉的工频感应线圈有三种计算方法,即变压器法、贝塞函数法和实验曲线法。本规范推荐采用实验曲线法,该法是在某种特定条件下,用实际的感应加热器做实验得出的曲线,并以此作为计算的基础。该法计算简洁,误差允许,便于应用。

16.0.4  过去这类电控设计,电力和仪表专业由于配合不当,常常出现各搞一套的不协调局面,为改变这种状况,使电控系统的设计更加合理,更有利于监控和管理,避免不协调现象继续发生,特制定此条。

    在控制室内设有正压通风,是为防止SiHCI3(或SiCl4)气体对电控设备的腐蚀,但吸风口应设在户外或经简易过滤装置,保证控制室内空气纯净。

16.0.5  多晶硅的电气室是一个专用的电气室,为了方便维护管理,减少占地面积,并经多年实践证明,高、低压设备同室布置完全可行,本规范加以推荐。如电气设备为油浸式冷却方式,按防火要求,两设备之间应设防火隔墙并设排油设施。

16.0.6  为减少电能损耗,便于维护管理,多晶硅氢还原炉电气室通常与多晶硅氢还原炉室上下毗邻。为了防止三氯氢硅气体和氢气渗入电气室,所以在两室之间严禁开设门窗及其他孔洞,电源线的穿越处应做严密封堵。为安全起见,与电气室无关的管道,不应通过电气室,否则应采取隔离设施。

16.0.7  当还原炉高压启动和还原生产时,还原炉内常有异常现象发生,需常去电气室观察电气设备运行情况,因此在还原炉控制室和电气室之间设一个便于联系的通道十分必要。

16.0.9  变压器中性线过热是各半导体材料厂一致反映的问题,采取了加大中性线截面的措施,效果较好。D,yn11型变压器比Y,yn0型变压器对于限制三次谐波,降低零序阻抗,提高单相短路电流和保护装置的灵敏度,具有明显的优越性。

16.0.10  在单晶炉和区熔炉附近设开关箱,有利于单晶炉、区熔炉的断电检修和调试,确保安全。

16.0.11  单晶炉、区熔炉及物测室的测试仪器对电压稳定度要求较高,电压波动直接影响单晶体的形成和测试精度,因此对这些设备最好由单独的变压器供电。

16.0.12  装设电源滤波装置是为了抑制区熔炉高频装置2MC~4MC高频电源沿供电线路进行传导干扰。滤波器的安装位置主要考虑线路简洁,就地抑制,所以一般是安装在屏蔽室外墙的电源进线处。滤波器的接地可借助屏蔽室的高频接地,用镀锌铜板制作接地装置是根据北京劳防所提供的实践资料并征求上海电科所的意见确定的,生产厂反映效果良好。高频接地的接地线长度应避开λ/4及λ/4的奇数倍,是为了减少接地线可能出现的干扰,当接地线长度为高频设备工作波长的1/4或1/4工作波长的奇数倍时,其阻抗为无穷大,此时它相当于一根天线,可接收或辐射干扰信号,故应避开采用这个长度,设计中接地线做得越短越好。

16.0.13  本条规定是为了防止电源滤波器未加屏蔽的配电线路,经高频耦合越过滤波器对电源进行干扰。

16.0.14  区熔炉的槽路接地是高频装置要求的。每台设备单独设接地装置是为了防止相互干扰。

16.0.15  本条规定是为了使设备冷却水断水能及时发现并加以保护,防止断水运行烧坏设备。

16.0.16  物测室装设电源滤波器是为了由电源线传入高频干扰信号,做成一点接地的目的是防止不同的大地电位经屏蔽网进行干扰。

16.0.17  防止经电力、照明线路及荧光灯的镇流器向室内进行干扰。

16.0.18  这样做是为了减少泄漏以提高屏蔽室的屏蔽效能。
 

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有色金属冶炼厂电力设计规范 GB50673-2011
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