12寸半导体厂房工艺母线及母线测温的设计与施工

摘要：随着12寸半导体厂房不断建设与持续发展，其对工艺母线以及母线测温的设计和施工提出更高要求。本研究综合考量用电负荷特性以及运行环境等多方面因素，选定合适的母线材质、规格以及型号，同时规划母线布局遵循电气安全规范、便于施工维护并降低线路损耗。在母线测温设计方面，基于不同的测温原理与方法，结合厂房特点选择合适的测温方式，合理布局测温系统并设置数据处理和报警机制。通过实施一系列施工准备工作以及严格把控母线安装、连接施工和测温系统安装调试等施工过程，有效保障母线系统稳定运行，提升厂房生产效率和安全性，为12寸半导体厂房的电力供应提供可靠技术支持和实践经验。

关键词：12 寸半导体厂房；工艺母线；母线测温；设计；施工

Abstract: With the continuous construction and development of 12 inch semiconductor factories, higher requirements have been put forward for the design and construction of process busbars and busbar temperature measurement. This study comprehensively considers various factors such as electricity load characteristics and operating environment, and selects suitable busbar materials, specifications, and models. At the same time, the busbar layout is planned to comply with electrical safety regulations, facilitate construction and maintenance, and reduce line losses. In terms of busbar temperature measurement design, based on different temperature measurement principles and methods, combined with the characteristics of the factory building, suitable temperature measurement methods are selected, and the temperature measurement system is reasonably arranged and data processing and alarm mechanisms are set up. By implementing a series of construction preparations and strictly controlling the installation and connection of busbars, as well as the installation and commissioning of temperature measurement systems, the stable operation of the busbar system is effectively ensured, the production efficiency and safety of the factory are improved, and reliable technical support and practical experience are provided for the power supply of the 12 inch semiconductor factory.

Keywords: 12 inch semiconductor factory building; Process busbar; Busbar temperature measurement; Design; construction

在如今半导体产业呈现蓬勃发展态势的大背景之下，12寸半导体厂房作为极为关键的生产场所，其电力系统的稳定运行有着至关重要的意义。工艺母线作为电力传输的核心重要部件，它的设计和施工质量直接关联到厂房内设备的正常运转以及生产的连续性与稳定性。母线在运行过程中会产生一定热量，要是温度过高就可能致使母线损坏甚至引发安全方面的事故，所以母线测温系统的设计和实施同样不能忽视。然而目前针对12寸半导体厂房的工艺母线及母线测温的设计与施工，是缺乏系统研究和实践指导的，开展对12寸半导体厂房工艺母线及母线测温的设计与施工研究具有重要现实意义和工程价值。

1 工艺母线设计

1.1 母线选型依据

母线选型依据要综合考量多方面因素来适配12寸半导体厂房特定需求，因为半导体生产对电力供应稳定性和可靠性要求极高，母线选型需充分考虑厂房用电负荷特性包括功率需求、电压等级以及谐波含量等，不同类型母线像铜母线和铝母线有着各自独特性能特点与适用范围，铜母线具备良好导电性和散热性但成本相对较高，铝母线成本较低不过导电性和机械强度相对较弱，所以要基于厂房实际需求和运行环境结合成本效益分析，选择合适母线材质、规格和型号确保能满足厂房电力传输要求且长期运行稳定可靠。下表1 就是母线类型及参数详情。

表1 母线类型及参数表

1.2 母线布局设计

母线布局设计会直接影响母线运行效率与安全性，所以需要遵循一系列原则来进行科学规划，母线在厂房内的总体布局要遵循电气安全规范，以此确保操作人员人身安全和设备正常运行，同时还要便于施工和维护，从而减少施工难度和后期维护成本，在走向规划方面要综合考虑水平和垂直方向布置方式，避免母线与其他设备和管道发生冲突，不同布局方案会对母线散热和电磁干扰产生不同影响，通过计算和模拟能够验证最优布局方案合理性，减少线路损耗以提高母线传输效率[1]。

1.3 母线连接设计

母线连接方式包含螺栓连接、焊接连接等多种类型，每种连接方式都存在各自优缺点，螺栓连接便于进行安装和拆卸操作，但连接部位容易出现松动情况，需要定期开展检查和维护工作，焊接连接能够让连接变得更加牢固可靠，但施工难度相对较大一些，对焊接工艺的要求也会比较高，在母线连接部位的设计过程中，要着重关注接触面的处理工作，确保接触面保持平整且清洁的状态，以此来降低接触电阻，要对连接螺栓的规格以及拧紧力矩进行合理选择，防止因螺栓松动而引发发热和故障问题，还可以采用特殊的连接材料和相应工艺，像涂抹导电膏、采用镀银处理等方法，以此提高连接部位的导电性和抗氧化性能，为了能够实时监测母线连接部位的运行状态，可设置温度监测装置，及时发现并处理潜在的安全隐患[2]。

2 母线测温设计

2.1 测温原理与方法

在母线测温设计中，选择测温原理与方法时要充分考量12寸半导体厂房特殊环境以及母线运行特点，常见母线测温原理包含红外测温、光纤测温、热电偶测温等多种类型，每种原理都具备独特优缺点和适用场景，红外测温是通过检测物体表面红外辐射来测量温度，有非接触、响应速度快的优点，但易受环境因素影响，像灰尘、烟雾等会降低测量精度，光纤测温利用光纤光学特性来测量温度，具备抗电磁干扰、精度高、可分布式测量等优点，不过成本相对偏高，热电偶测温基于热电效应，有着结构简单、成本低的特点，然而测量范围有限且需进行冷端补偿，结合12寸半导体厂房对温度测量精度要求高、电磁环境复杂的特性，要综合考虑各种因素来挑选最合适的母线测温方法，同时还需深入了解所选测温方法工作原理和技术参数，以此实现对母线温度准确测量和实时监测[3]。

2.2 测温系统布局

在规划测温系统于母线系统中的布局之时，要综合考量母线的长度、负荷分布以及连接部位等诸多因素，因为母线不同部位的温度变化状况或许存在差异，所以需要合理去确定测温点的位置以及具体数量，在母线的关键连接部位、负荷集中区域还有散热条件较差之处应设置测温点，从而全面且准确地反映母线的温度变化情况，对于长度较长的母线，需要适当地增加测温点的具体数量，以此确保能够及时发现母线温度出现的异常，测温传感器的安装方式以及固定方法同样十分重要，要确保传感器与母线实现良好的接触，避免因接触不良而导致测量出现误差，要保证传感器的安装位置不会对母线的正常运行和维护造成影响[4]。

2.3 测温数据处理与报警

测温系统采集到的温度数据得用合适方式来传输，像利用有线或者无线通信技术把数据传到监控中心，在监控中心要对采集到的温度数据做处理和分析，涵盖实时显示、历史数据存储以及温度趋势分析等，借助实时显示功能操作人员能及时知晓母线的温度状态，历史数据存储可为后续故障分析和设备维护提供依据，温度趋势分析可助力预测母线的运行状态并提前发现潜在安全隐患，为保证在母线温度异常时能及时采取措施需设置合理的温度报警阈值，当母线温度超过设定值系统要及时发出声光报警信号且提供相应处理建议，通知相关人员检查处理以避免事故发生。

3 施工过程

3.1 母线安装

施工人员得先按照设计要求来制作与安装母线支架，保证支架有足够强度和稳定性，能承受母线重量及运行时产生的各类应力，在母线吊装和就位时，要使用合适吊装设备与技术，让母线平稳且准确地放置到预定位置，同时要严格把控母线的水平度和垂直度，毕竟微小偏差都可能影响母线连接质量和后续运行安全，在整个安装过程中，还需采取有效的防护措施，像对母线进行覆盖、包裹等操作，避免母线受到损伤和污染而影响其性能[5]。

3.2 母线连接施工

在开展连接操作之前施工人员需对母线连接面仔细清洁处理，去除表面氧化层、油污等各类杂质，以此确保连接面具备良好的导电性能，在挑选连接方式时，不管是螺栓连接还是焊接连接，都得严格依照相应的工艺标准开展操作，对于螺栓连接而言，要精准控制连接螺栓的拧紧力矩，不能过松致使连接部位松动、发热，也不可过紧而损坏母线，连接工作完成之后，还需要对连接部位进行绝缘处理，可运用绝缘胶带、绝缘套管等相关材料，提升母线的绝缘性能，防止发生漏电等安全方面的事故。

3.3 测温系统安装与调试

依据测温系统的布局方案来操作，施工人员需精确安装测温传感器，要保证其安装位置准确无误且固定牢固，这样才能确保准确测量母线的温度，进行布线和接线工作时，要严格按照电气安装规范来操作，以此保证信号传输线路稳定可靠，避免出现信号干扰和传输故障问题，安装工作完成之后，需要对测温系统开展全面的调试和校准，调试过程中，要检查系统的运行情况如何，涵盖传感器的测量精度、信号传输的稳定性等方面，通过和标准温度源进行对比校准，确保测温系统能准确测量母线温度，并且将数据准确无误传输到监控中心，只有经过严格调试和校准的测温系统，才能够在实际运行时及时发现母线温度异常，为母线系统的安全运行提供可靠保障[6]。

结论

对12寸半导体厂房工艺母线及母线测温设计施工深入研究并实践取得显著成效，通过科学合理开展母线选型布局连接设计以及优化母线测温原理方法布局数据处理报警机制，结合严格规范实施施工过程管理实现母线系统高效稳定运行，这不仅提高12寸半导体厂房电力供应可靠性和设备运行安全性减少故障发生概率和维修成本，而且为半导体产业可持续发展提供有力技术保障。

参考文献

[1]张文寅.大跨度钢结构厂房机电系统母线系统安装技术[J].安装,2024,(05):44-46.

[2]谢方祥,梁波,陈鹏云.长垂直母线热压耦合厂房通风研究[J].制冷与空调(四川),2024,38(01):77-81+96.

[3]陈琳.母线槽在工业厂房配电工程中的应用研究[J].福建建筑,2022,(10):113-116.

[4]郑自琴.管型母线运行温度偏高原因分析及处理[J].福建水力发电,2021,(02):35-39.

[5]朱述振,宋伟男,李志鹏,等.工业厂房封闭式母线槽安装的施工要点分析[J].中国设备工程,2021,(20):227-228.

[6]刘荣忠.工业厂房配电工程母线安装与电缆敷设施工工艺要点[J].新型工业化,2021,11(06):156-157.