仪表机柜小屋及其防护系统的运行方法

技术领域

本申请涉及多晶硅制造技术领域，尤其涉及一种仪表机柜小屋及其防护系统的运行方法。

背景技术

近些年来多晶硅项目越来越多的采用了电子布线技术进行现场控制，电子布线系统是一种建立在传统DCS系统(Distributed Control System，分布式控制系统)上的改良型控制系统，其将模块化IO集成在电子布线现场接线箱中，通过电子布线技术将分布在现场的仪表机柜直接连接至控制器，电子布线系统摆脱了传统DCS系统需要从现场仪表设备到机柜间大量敷设电缆的冗繁设计。

目前，电子布线技术所使用的仪表机柜设置在多晶硅生产的现场，通过光纤将仪表机柜与中控室进行连接。然而，多晶硅生产现场的环境较为复杂，生产现场区域以及周边环境中伴有氯化氢腐蚀以及潮湿等苛刻环境条件。对安装在现场的仪表机柜会产生干扰和影响，影响仪表机柜的可靠运行，同时不便于对仪表机柜维护。

发明内容

基于此，本申请提供了一种仪表机柜小屋及其防护系统的运行方法，以解决相关技术中，多晶硅生产现场的环境较为复杂，影响仪表机柜的可靠运行，同时不便于对仪表机柜维护的问题。

一方面，本申请提供一种仪表机柜小屋，包括屋体和设置在屋体上的防护系统；

屋体的内部容纳有仪表机柜，屋体上设置有窗体和门体；

防护系统包括气体检测传感器、正压通风单元、换气单元、压差检测单元、报警器和控制单元，气体检测传感器、正压通风单元、换气单元、压差检测单元和报警器分别与控制单元电连接，气体检测传感器设置在屋体上以检测屋体内部的气体，正压通风单元被配置为向屋体的内部补气，以在屋体的内部建立正压环境，换气单元被配置为在正压环境建立后，每间隔预设时间对屋体内部换气一次，压差检测单元被配置为检测屋体内外压差，报警器被配置为在屋体内部气体出现异常以及屋体内外压差出现异常时分别报警。

在一种可能的实现方式中，窗体为重力式百叶窗，换气单元包括风机，风机与重力式百叶窗的位置对应，风机与控制单元电连接；

风机被配置为向重力式百叶窗吹气，以开启重力式百叶窗。

在一种可能的实现方式中，正压通风单元包括管线、控制阀和过滤减压阀，屋体上设置有气源接口，管线与气源接口连接，控制阀和过滤减压阀分别设置在管线上。

在一种可能的实现方式中，门体上设置有闭门器，闭门器和重力式百叶窗均与控制单元电连接。

在一种可能的实现方式中，屋体的各壁面均包括第一支撑板、第二支撑板、支撑框架和保温材料，支撑框架设置在第一支撑板和第二支撑板之间，支撑框架分别与第一支撑板和第二支撑板连接，保温材料填充在第一支撑板和第二支撑板之间。

在一种可能的实现方式中，壁面的外立面上设置有防腐涂层。

在一种可能的实现方式中，壁面的内部嵌装有屏蔽层；和/或，

屋体的内部安装有防爆空调。

在一种可能的实现方式中，仪表机柜小屋还包括两个UPS交流电源箱，仪表机柜分别与两个UPS交流电源箱电连接。

在一种可能的实现方式中，屋体内设置有光纤分配箱，仪表机柜的数量为多个，各仪表机柜均与光纤分配箱连接；

屋体内设置有保护接地排和工作接地排，光纤分配箱、各仪表机柜和各UPS交流电源箱均分别连接保护接地排和工作接地排。

在一种可能的实现方式中，仪表机柜小屋还包括支撑基础，屋体安装于支撑基础的顶部，屋体的地板设置有从支撑基础露出的第一区域，第一区域上设置有电缆接入口，电缆接入口上设置有密封接头。

另一方面，本申请还提供一种防护系统的运行方法，应用于上述的仪表机柜小屋，运行方法包括：

控制单元控制气体检测传感器检测屋体内部气体是否出现异常；

控制单元控制正压通风单元在屋体内部气体未出现异常时向屋体内部补气；

压差检测单元实时检测屋体内外压差，在屋体内部正压环境建立成功后，换气单元每间隔预设时间对屋体内部换气一次；

其中，控制单元控制报警器在屋体内部气体出现异常以及屋体内外压差出现异常时分别报警。

本申请提供的仪表机柜小屋及其防护系统的运行方法，该仪表机柜小屋包括屋体和设置在屋体上的防护系统。仪表机柜容纳在屋体的内部，屋体上设置有窗体和门体。防护系统包括气体检测传感器、正压通风单元、换气单元、压差检测单元、报警器和控制单元，控制单元可以分别控制气体检测传感器、正压通风单元、换气单元、压差检测单元和报警器工作，通过气体检测传感器可以检测屋体内部气体，通过正压通风单元用于向屋体的内部补气，在屋体的内部建立正压环境后，换气单元每隔预设时间对屋体换气一次，压差检测单元可以检测屋体内外压差。当屋体内部气体出现异常以及屋体内外压差出现异常时，控制单元可以控制报警器发出警报。这样，屋体可以避免仪表机柜直接与多晶硅生产现场的环境接触，气体检测传感器可确保屋体内部的气体环境正常，通过换气单元进一步确保屋体内部的气体环境。通过正压通风单元使得屋体内部形成正压环境，使得多晶硅生产现场环境中的气体不容易进入屋体的内部，通过压差检测单元可以检测屋体内外压差。仪表机柜小屋能够避免多晶硅生产现场的环境对仪表机柜造成影响，保证仪表机柜的可靠运行，同时便于对仪表机柜进行维护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的仪表机柜小屋内系统配置图；

图2为本申请实施例提供的仪表机柜小屋内布置示意图；

图3为本申请实施例提供的仪表机柜小屋的正视图；

图4为本申请实施例提供的仪表机柜小屋的左视图；

图5为本申请实施例提供的仪表机柜小屋的背视图；

图6为本申请实施例提供的仪表机柜小屋的右视图；

图7为本申请实施例提供的仪表机柜小屋的轴测图；

图8为本申请实施例提供的屋体壁面的剖面图；

图9为本申请实施例提供的屏蔽层的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的仪表机柜小屋的供电系统图；

图11为本申请实施例提供的仪表机柜小屋的接地系统图；

图12为本申请实施例提供的防护系统顺控图；

图13为本申请实施例提供的防护系统的运行方法的流程图。

附图标记说明：

10-冗余控制器；

100-屋体；110-窗体；120-门体；130-气源接口；141-第一支撑板；142-第二支撑板；143-支撑框架；144-保温材料；145-防腐涂层；146-屏蔽层；

210-气体检测传感器；211-烟感检测器；212-可燃气体检测器；213-有毒气体检测器；214-氧浓度检测器；221-风机；230-压差检测单元；240-报警器；250-控制单元；

300-仪表机柜；

410-防爆空调；420-空调外机；

510-UPS交流电源箱；520-UPS电源；530-GPS交流接线箱；540-GDS接线箱；

600-光纤分配箱；

710-保护接地排；720-工作接地排；730-电气接地网；

800-防爆照明灯。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或显示器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或显示器固有的其它步骤或单元。

现有技术中，电子布线技术所使用的仪表机柜设置在多晶硅生产的现场，通过光纤将仪表机柜与中控室进行连接。然而，多晶硅生产现场的环境较为复杂，在多晶硅生产现场，冷氢化和渣浆处理主要为不封闭框架结构，工艺介质腐蚀性强，生产现场区域以及周边环境中伴有氯化氢腐蚀以及潮湿等苛刻环境条件。对安装在现场的仪表机柜会产生干扰和影响，影响仪表机柜的可靠运行，同时不便于对仪表机柜维护。

经过反复思考与验证，发明人发现，如果将使用仪表机柜小屋容纳仪表机柜，仪表机柜可以设置在仪表机柜小屋的屋体内部，通过屋体隔绝仪表机柜与多晶硅生产现场的环境，在屋体上设置防护系统，通过防护系统可以保证屋体内部的气体环境，同时有效避免多晶硅生产现场中的气体进入屋体的内部。这样，保证仪表机柜的可靠运行同时便于工作人员对仪表机柜进行维护。

有鉴于此，发明人设计了一种仪表机柜小屋及其防护系统的运行方法，该仪表机柜小屋使用屋体容纳仪表机柜，在屋体上设置有防护系统，防护系统包括气体检测传感器、正压通风单元、换气单元、压差检测单元、报警器和控制单元。通过防护系统可以保证屋体内部的气体环境，避免仪表机柜受到多晶硅生产现场环境的影响，保证仪表机柜的可靠运行，便于对仪表机柜进行维护。

以下结合附图对本申请实施例提供的仪表机柜小屋及其防护系统的运行方法的技术方案进行详细描述。

参照图1至图7所示，本申请实施例提供的仪表机柜小屋，包括屋体100和设置在屋体100上的防护系统。屋体100的内部容纳有仪表机柜300，屋体100上设置有窗体110和门体120。防护系统包括气体检测传感器210、正压通风单元、换气单元、压差检测单元230、报警器240和控制单元250。气体检测传感器210、正压通风单元、换气单元、压差检测单元230和报警器240分别与控制单元250电连接。气体检测传感器210设置在屋体100上以检测屋体100内部的气体。正压通风单元被配置为向屋体100的内部补气，以在屋体100的内部建立正压环境。换气单元被配置为在正压环境建立后，每间隔预设时间对屋体100内部换气一次。压差检测单元230被配置为检测屋体100内外压差。报警器240被配置为在屋体100内部气体出现异常以及屋体100内外压差出现异常时分别报警。

示意性的，屋体100包括四个侧壁、屋顶和地板，屋顶具有防水功能。屋体100上设置的门体120可以为向外开启的防火门，门体120上可以设置安全视窗，门体120的门锁可以为推杆式逃生锁。仪表机柜300安装在屋体100的内部后，连接仪表机柜300和外部设备的线缆可以从屋体100的地板穿过。其中，仪表机柜300的数量可以为多个，本实施例对于仪表机柜300的具体数量并不限制，示例性的，在屋体100中可以布置4-6个仪表机柜300。

示意性的，如图2所示，气体检测传感器210包括分别安装在屋体100上的烟感检测器211、可燃气体检测器212、有毒气体检测器213和氧浓度检测器214，烟感检测器211用于检测屋体100内部烟气浓度，可燃气体检测器212用于检测屋体100内部可燃气体如氢气的浓度，有毒气体检测器213用于检测屋体100内部有毒气体如氯化氢的浓度，氧浓度检测器214用于检测屋体100内部氧浓度。

可选的，报警器240具有多声道，从而报警器240具有多种报警方式。在此定义ALARM 1为氧气/有毒/可燃气体异常报警，ALARM 2为屋体100内压力异常报警，ALARM 3为烟气异常报警。正常情况下，屋体100内可燃气体小于25％LEL，有毒气体小于4ppm，氧浓度>19.5V％且<23.5V％。可燃气体大于25％LEL、有毒气体大于4ppm以及氧浓度小于19.5V％的欠氧状态或大于23.5V％的过氧状态，当有一项触发限值时，报警器240启动ALARM 1报警。如图2所示，仪表机柜小屋可以设置有GDS(可燃气体和有毒气体检测报警系统，GasDetection System)接线箱540，控制单元250可以通过GDS接线箱540连接外部GDS系统，当报警器240启动ALARM 1报警时，控制单元250可以传输数据至GDS系统。

当屋体100内部发生火灾或出现烟气时，报警器240启动ALARM3报警，可选的，报警器240启动ALARM3报警时，控制单元250可以传输数据至仪表机柜小屋外部的火灾报警系统。

其中，正压通风单元向屋体100的内部补气即为向屋体100内部通入非多晶硅生产现场环境中的气体，示例性的，正压通风单元可以向屋体100内部通入空压站提供的气体，以在屋体100的内部建立正压环境，同时正压通风单元向屋体100内部通入的气体不会对仪表机柜300以及屋体100内的其他设备造成影响。示意性的，控制单元250包括相互电连接的控制器和计时器，控制器分别和气体检测传感器210、正压通风单元、换气单元、压差检测单元230以及报警器240电连接，控制器可以为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)。可以使用压差变送器作为压差检测单元230。正压通风单元还包括补气计数器，正压通风单元启动时，控制器根据计时器的计时控制正压通风单元在80S内在屋体100内部建立正压，在80S后，当压差检测单元230检测屋体100内外压差大于等于25Pa时，表明屋体100内部正压环境建立成功。当压差检测单元230检测屋体100内外压差小于25Pa时，补气计数器打开2次循环补气后压差检测单元230检测屋体100内部正压环境是否建立成功，若未建立成功，控制单元250控制报警器240启动ALARM2报警。示例性的，屋体100内外压差小于25Pa持续一分钟，控制单元250控制报警器240启动ALARM2报警。

示例性的，屋体100内部正压环境建立成功后，计时器开始计时15分钟，15分钟后换气单元开始工作，换气单元每隔15分钟对屋体100内部换气一次，即换气单元每小时对屋体100内部换气4次。需要说明的是，本实施例此处只是示例性的，本领域技术人员可以根据需要设置具体的预设时间，如10分钟、20分钟或25分钟等。

在一种可能的实现方式中，仪表机柜小屋采用人工照明方式采光，采用防爆照明灯800如防爆型LED照明灯，防爆照明灯800设置在屋体100内部中心的顶部，防爆照明灯800可以由市电通过GPS(generalpowersupply，通用供电系统)交流接线箱530供源。其中，防爆照明灯800的布置可以根据屋体100内部仪表机柜300的布置进行确定，防爆照明灯800提供的照明光线应能进入仪表机柜300的内部。防爆照明灯800的开关可以设置在屋体100的外侧。

本实施例提供的仪表机柜小屋，仪表机柜300容纳在屋体100的内部，防护系统包括气体检测传感器210、正压通风单元、换气单元、压差检测单元230、报警器240和控制单元250，控制单元250可以分别控制气体检测传感器210、正压通风单元、换气单元、压差检测单元230和报警器240工作，通过气体检测传感器210可以检测屋体100内部气体，通过正压通风单元用于向屋体100的内部补气，在屋体100的内部建立正压环境后，换气单元每隔预设时间对屋体100换气一次，压差检测单元230可以检测屋体100内外压差。当屋体100内部气体出现异常以及屋体100内外压差出现异常时，控制单元250可以控制报警器240发出警报。这样，屋体100可以避免仪表机柜300直接与多晶硅生产现场的环境接触，气体检测传感器210可确保屋体100内部的气体环境正常，通过换气单元进一步确保屋体100内部的气体环境。通过正压通风单元使得屋体100内部形成正压环境，使得多晶硅生产现场环境中的气体不容易进入屋体100的内部，通过压差检测单元230可以检测屋体100内外压差。仪表机柜小屋能够避免多晶硅生产现场的环境对仪表机柜300造成影响，保证仪表机柜300的可靠运行，同时便于对仪表机柜300进行维护。

此外，本实施例提供的仪表机柜小屋，当需要对仪表机柜300进行维护时，工作人员不需要检测仪表机柜300周围环境，同时不需要关闭多晶硅生产现场中的设备，有利于降低工作人员的工作强度。仪表机柜小屋可以在工厂中进行装配，使用时将仪表机柜小屋安装至多晶硅生产现场即可，不需要单独建设小屋以容纳仪表机柜300，相较于采用土木结构的现场机柜间而言，缩短了施工单位的建设周期和安装难度。本实施例提供的仪表机柜小屋，其屋体100内的部件可以实现模块化设计，可以根据多晶硅生产现场中仪表机柜300的数量灵活拼装，节省施工时间。采用仪表机柜小屋可以使多晶硅项目实施周期缩短1个月以上，土建机柜间面积减少60％以上，对于主流的多晶硅项目，仅项目直接成本的节省可达数千万元，具有显著的经济效益。

在一个实施例中，如图2-图7所示，窗体110为重力式百叶窗，换气单元包括风机221，风机221与重力式百叶窗的位置对应，风机221与控制单元250电连接。风机221被配置为向重力式百叶窗吹气，以开启重力式百叶窗。

其中，风机221可以为防爆轴流风机。示意性的，重力式百叶窗设置有重锤，当风机221的风吹向重力式百叶窗时可以将重力式百叶窗打开，当风机221关闭后，重力式百叶窗在重锤的重力作用下自动关闭。

气体检测传感器210在对屋体100内部进行气体检测以及正压通风单元向屋体100内部补气时，风机221和重力式百叶窗均关闭。当屋体100内部氧气/有毒/可燃气体出现异常时，报警器240启动ALARM 1报警，此时风机221开启，风机221吹出的风将重力式百叶窗打开，并对屋体100内部进行换气。当报警器240的ALARM 1报警消失时，控制单元250可以延迟两分钟在关闭风机221，确保室内具有充足的换气量。

屋体100内部正压环境建立成功后换气单元对屋体100内部进行换气时，控制单元250控制风机221开启，风机221吹出的风将重力式百叶窗打开，通过风机221和重力式百叶窗排出屋体100内部气体以对屋体100内部进行换气。换气单元工作60S后，控制单元250控制风机221关闭，此时重力式百叶窗自动关闭。换气单元对屋体100内部进行换气后，正压通风单元再次在屋体100内部建立正压环境。值得一提的是，换气单元对屋体100内部进行换气时，压差检测单元230检测值打旁路，即压差检测单元230停止检测屋体100内外压差，在对屋体100内部进行换气后，压差检测单元230重新检测屋体100内外压差。

此结构，通过风机221可以排出屋体100内部的气体以对屋体100内部进行换气，进一步确保屋体100内部气体环境。通过风机221吹出的风可以直接打开屋体100上的窗体110，有利于简化仪表机柜小屋的结构，即不需要在仪表机柜小屋上设置开关窗体110的机构。

在一个实施例中，正压通风单元包括管线、控制阀和过滤减压阀，屋体100上设置有气源接口130，管线与气源接口130连接，控制阀和过滤减压阀分别设置在管线上。

示例性的，气源接口130可以为设置在屋体100上的法兰接口，控制阀可以为电磁阀，管线远离屋体100的一端可以与外部气源例如空压站连接。其中，非多晶硅生产现场环境中的气体可以在控制阀的作用下，经由管线和气源接口130进入屋体100的内部。管线上的过滤减压阀可以对经由管线进入屋体100内部的气体进行过滤和减压。

通过上述设置，控制阀可以带动非多晶硅生产现场环境中的气体进入屋体100的内部，以在屋体100的内部建立正压环境，使得多晶硅生产现场环境中的气体不容易进入屋体100的内部，同时经由管线进入屋体100内部的气体不会对屋体100内部的设备造成影响。通过过滤减压阀可以对进入屋体100中的气体进行减压和过滤，保证屋体100内部仪表机柜300的可靠运行。

在一个实施例中，门体120上设置有闭门器，闭门器和重力式百叶窗均与控制单元250电连接。

示意性的，闭门器的一端与门体120连接、另一端与屋体100连接，门体120在打开后，门体120在闭门器的作用下可以自动关闭。本实施例对于闭门器的具体结构并不限制，本领域技术人员可以根据需要选择适合的闭门器。可以理解的，闭门器和重力式百叶窗分别与控制单元250电连接后，控制单元250可以获取闭门器和重力式百叶窗的是否关闭。

可选的，报警器240还可以提示门体120或重力式百叶窗未关闭，当门体120或重力式百叶窗未关闭时，控制单元250控制报警器240启动ALARM4报警。正压通风单元向屋体100内部补气之前，需保证门体120和窗体110均关闭，当控制单元250获取门体120或重力式百叶窗未关闭时，控制单元250控制报警器240启动ALARM4报警。

通过上述设置，闭门器可以将门体120自动关闭，控制单元250可以获取门体120和重力式百叶窗是否关闭，确保正压通风单元能够在屋体100内部建立正压环境。

在一个实施例中，如图3-图8所示，屋体100的各壁面均包括第一支撑板141、第二支撑板142、支撑框架143和保温材料144。支撑框架143设置在第一支撑板141和第二支撑板142之间，支撑框架143分别与第一支撑板141和第二支撑板142连接。保温材料144填充在第一支撑板141和第二支撑板142之间。

其中，第一支撑板141朝向屋体100的外侧，第二支撑板142朝向屋体100的内侧。示意性的，在屋体100的四个侧壁和屋顶，第一支撑板141和第二支撑板142可以均为2mm厚不锈钢板，保证屋体100结构强度的基础上还保证避免的耐腐蚀性能。在屋体100的地板上，第一支撑板141和第二支撑板142可以均为抗静电地板。屋体100四个侧壁的厚度可以为80mm。

示例性的，支撑框架143可以为矩形框架式结构，支撑框架143的一侧与第一支撑板141连接，支撑框架143的另一侧与第二支撑板142连接。可选的，支撑框架143可以通过焊接的方式分别与第一支撑板141和第二支撑板142固定。示意性的，保温材料144可以为气凝胶保温材料，在支撑框架143分别与第一支撑板141和第二支撑板142连接后，在第一支撑板141和第二支撑板142之间填充保温材料144。可选的，在屋体100的屋顶，保温材料144的厚度可以为100mm。

此结构，在保证屋体100结构强度的同时还可以保证屋体100的防腐以及保温效果，进一步保证屋体100内部仪表机柜300的可靠运行。此外，屋体100的壁面采用上述结构，还有利于降低屋体100的重量，进而降低仪表机柜小屋的重量，便于对仪表机柜小屋进行运输。

在一种可能的实现方式中，如图8所示，壁面的外立面上设置有防腐涂层145。

在多晶硅生产现场，工艺介质三氯氢硅、二氯二氢硅遇水易发生水解生成氯化氢，若生产现场发生泄露极易形成酸性腐蚀环境，不仅影响了仪表机柜300的性能，还缩短了仪表机柜小屋的使用寿命。因此，需要对仪表机柜小屋进行相应防腐措施。

示意性的，屋体100的各侧壁、屋顶和地板的外立面上均设置有防腐涂层145，防腐涂层145设置在第一支撑板141背离第二支撑板142的一面，防腐涂层145可以为环氧酚醛涂料油漆涂覆在壁面的外立面上形成。可选的，在壁面的外立面上可以设置两层防腐涂层145，保证屋体100的防腐效果。

可选的，在对壁面的外立面设置防腐涂层145之前，可以对壁面的外立面进行抛丸或喷砂处理，喷砂或抛丸只允许使用不含铁的石英砂或玻璃微珠等清理至Sa2.5级非常彻底的喷射或抛射除锈。

通过上述设置，保证屋体100的抗腐蚀性能，进而保证仪表机柜小屋的使用寿命。

如图8和图9所示，壁面的内部嵌装有屏蔽层146。

需要说明的是，多晶硅生产现场中的用电设备较多，如电驱压缩机或大型电机驱动设备等，在多晶硅生产现场中存在强电和电磁干扰。在雷电天数较多的区域，由于雷电本身所拥有的强大雷电流及雷击时产生的强大电磁场均可能使建筑物及其内部的设备受到损坏，传输或存储的信号(或数据)受到干扰，甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪、设备元件遭到破坏，导致现场控制柜误跳和误动作。本实施例中，通过设置屏蔽层146，可以降低电磁场的干扰强度，避免雷电对仪表机柜小屋以及仪表机柜小屋内的设备造成影响。

示意性的，在屋体100的各侧壁、门体120、屋顶和地板的内部均嵌装有屏蔽层146。屏蔽层146可以为横截面面积为1.5mm

当仪表机柜小屋遇到雷电天气时，多个屏蔽层146形成的法拉第笼可以对雷电流能起到分流和均流的作用。雷电流对称地流过法拉第笼入地，笼内的电磁场相互抵消削弱，从而降低了电磁场的干扰强度。再加上现场仪表机柜小屋接地系统，保障了现场仪表机柜300安全稳定的运行。

在一种可能的实现方式中，如图2-图7所示，屋体100的内部安装有防爆空调410。

其中，屋体100的外部设置有空调外机420，该空调外机420与防爆空调410连接。防爆空调410可以制冷也可以制热，通过防爆空调410可以调节屋体100内部温度。示例性的，利用防爆空调410调节屋体100内部温度在冬季不低于10℃、在夏季不高于26℃。

值得一提的是，屋体100壁面中的保温材料144，保证屋体100的保温隔热效果，有利于减少防爆空调410所消耗的电能。

在多晶硅生产现场，反应器温度高，夏季时多晶硅生产现场环境温度较高。通过设置防爆空调410，控制屋体100内部温度，保证仪表机柜300和其他屋体100内设备的可靠运行，同时满足工作人员在屋体100内短期工作的需求。

在一个实施例中，如图2和图10所示，仪表机柜小屋还包括两个UPS(不间断电源，Uninterrupted Power Supply)交流电源箱510。仪表机柜300分别与两个UPS交流电源箱510电连接。

其中，仪表机柜300需要用二路独立的UPS供电，因此采用成对的UPS交流电源箱510对仪表机柜300供电。两个UPS交流电源箱510可以设置在屋体100的内部也可以设置在屋体100的外部，两个UPS交流电源箱510分别连接UPS电源520。示意性的，当屋体100中仪表机柜300的数量为多个时，各UPS交流电源箱510均为一进多出，即一对UPS交流电源箱510通过两根供电电缆与UPS电源520连接，同时各UPS交流电源箱510分别连接多个仪表机柜300。各UPS交流电源箱510可以预留两个接口，便于后期设计和维护。

在一种可能的实现方式中，UPS电源520还可以通过两个UPS交流电源箱510为防护系统的控制单元250供电。

示例性的，当屋体100的内部设置有空调、照明灯或维修插座时，空调、照明灯或维修插座的电源可以由GPS电源通过GPS交流接线箱530供给。

此结构，UPS电源520可以通过两个UPS交流电源箱510为仪表机柜300供电，在市电出现故障或电压波动时，确保仪表机柜300连续、稳定的工作。

在一个具体的实施例中，如图1、图2和图11所示，屋体100内设置有光纤分配箱600，仪表机柜300的数量为多个，各仪表机柜300均与光纤分配箱600连接。屋体100内设置有保护接地排710和工作接地排720。光纤分配箱600、各仪表机柜300和各UPS交流电源箱510均分别连接保护接地排710和工作接地排720。

示例性的，光纤分配箱600的数量为两个，两个光纤分配箱600分别与各仪表机柜300连接。各仪表机柜300通过两个光纤分配箱600与仪表机柜小屋外部的冗余控制器10通信连接。

如图2和图11所示，保护接地排710和工作接地排720间隔设置在仪表机柜小屋的屋体100内部。示例性的，保护接地排710和工作接地排720可以分别按照20进2出配置。保护接地排710和工作接地排720可以分别通过两个线缆连接仪表机柜小屋外部的电气接地网730，仪表机柜小屋内设备上的安全接地端子和金属外壳接入保护接地排710。工作接地应独立设置，与金属结构绝缘，并和参考零信号相连；信号电缆的屏蔽金属层应接至工作接地接线箱。工作接地连接线使用黄绿色护套的接地电线，保护接地连接线使用绿色护套的接地电线。

在多晶硅的生产现场，工作环境呈酸性，具有一定的腐蚀性，光纤分配箱600、各仪表机柜300和各UPS交流电源箱510均通过设置在屋体100内部的保护接地排710和工作接地排720接地，保证屋体100内部光纤分配箱600、仪表机柜300和UPS交流电源箱510可靠接地，进而确保光纤分配箱600、仪表机柜300和UPS交流电源箱510的可靠运行。

在一种可能的实现方式中，仪表机柜小屋还包括支撑基础，屋体100安装于支撑基础的顶部，屋体100的地板设置有从支撑基础露出的第一区域，第一区域上设置有电缆接入口，电缆接入口上设置有密封接头。

示意性的，支撑基础可以为预制混凝土基础，支撑基础可以高出地面600mm，在支撑基础上可以预埋屋体100安装用钢板或膨胀螺栓，用于屋体100的安装和固定。屋体100的底部可以设置槽钢，屋体100安装到位后，槽钢与支撑基础上的预埋件焊接固定或使用膨胀螺栓固定。

可选的，支撑基础的数量可以为四个，四个支撑基础分别支撑屋体100底部的四角位置，四个支撑基础对屋体100支撑后，屋体100地板的部分区域即第一区域从支撑基础露出。又或者，支撑基础的顶部设置有避让部，支撑基础支撑屋体100后，通过避让部将屋体100底板的第一区域露出。

连接仪表机柜300与多晶硅生产现场中的仪表的线缆可以穿过电缆接入口和电缆接入口上的密封接头设置，通过密封接头将电缆接入口密封。

此结构，通过支撑基础使得屋体100的地板露出第一区域，便于使用线缆将屋体100内部的仪表机柜300与多晶硅生产现场中的仪表连接，同时，支撑基础还可以起到一定防潮和防止鼠蚁啃食屋体100的作用。通过在第一区域上设置电缆接入口和密封接头，在仪表机柜300与多晶硅生产现场中的仪表通过线缆连接后，可以满足防火、防水、防尘和防有害气体从电缆接入口侵入屋体100内部的作用。

本申请提供的仪表机柜小屋，其可以实现电子布线系统现场部分采光和照明、防腐保护、雷电屏蔽、通风空调、电源系统、接地系统、报警系统有效融合，符合智慧化工程、绿色环保的理念。

本申请还提供一种防护系统的运行方法，应用于上述的仪表机柜小屋，如图12和图13所示，防护系统的运行方法包括：

S101、控制单元250控制气体检测传感器210检测屋体100内部气体是否出现异常。

S102、控制单元250控制正压通风单元在屋体100内部气体未出现异常时向屋体100内部补气。

S103、压差检测单元230实时检测屋体100内外压差，在屋体100内部正压环境建立成功后，换气单元每间隔预设时间对屋体100内部换气一次。

本实施例提供的运行方法，防护系统采用上述运行方法可以确保仪表机柜小屋的屋体100内部气体环境，保证屋体100内部仪表机柜的可靠运行。

其中，控制单元250控制报警器240在屋体100内部气体出现异常以及屋体100内外压差出现异常时分别报警。

示例性的，正压通风单元包括管线、控制阀和过滤减压阀时，在气体检测传感器210检测屋体100内部气体之前，对仪表机柜小屋进行上电，仪表机柜小屋上电后打开控制阀。

气体检测传感器210在检测屋体100内部气体的过程中，当可燃气体大于25％LEL、有害气体大于4ppm、氧浓度小于19.5V％欠氧状态或氧浓度大于23.5V％过氧状态中的一项触发时，控制单元250控制报警器240启动ALARM 1报警，同时控制单元250可以传输数据至GDS系统。示意性的，屋体100的窗体110为重力式百叶窗且换气单元包括风机221，报警器240启动ALARM 1报警后，控制单元250启动风机221，风机221吹出的气体打开重力式百叶窗并对屋体100内部进行换气，报警器240停止ALARM 1报警后，控制单元250延迟2分钟关闭风机221，以确保屋体100内部具有充足的换气量。当屋体100内部出现火灾或烟气时，控制单元250控制报警器240启动ALARM3报警，控制单元250可以传输数据至仪表机柜小屋外部火灾报警系统。

示意性的，门体120上设置有闭门器，闭门器和重力式百叶窗均与控制单元250电连接。正压通风单元向屋体100内部补气之前，需保证门体120和窗体110均关闭，当控制单元250获取门体120或重力式百叶窗未关闭时，控制单元250控制报警器240启动ALARM4报警。

正压通风单元还可以包括补气计数器，在门体120和重力式百叶窗均关闭后，控制单元250的计时器启动，在80S内正压通风单元建立屋体100内部正压。当压差检测单元230检测屋体100内外压差大于等于25Pa时，屋体100内部正压环境建立成功。当压差检测单元230检测屋体100内外压差小于25Pa时，补气计数器打开2次循环补气后压差检测单元230检测屋体100内部正压环境是否建立成功，若未建立成功，控制单元250控制报警器240启动ALARM2报警。

在屋体100内部正压环境建立成功后，计时器开始计时15分钟，15分钟后换气单元开始工作，换气单元每隔15分钟对屋体100内部换气一次。

换气单元对屋体100内部换气的过程中，控制单元250启动风机221，风机221吹出的气体打开重力式百叶窗。换气单元工作60S后，控制单元250控制风机221关闭，此时重力式百叶窗自动关闭。换气单元对屋体100内部进行换气后，正压通风单元再次在屋体100内部建立正压环境。换气单元对屋体100内部换气的过程中，压差检测单元230检测值打旁路，即压差检测单元230停止检测屋体100内外压差，在对屋体100内部进行换气后，压差检测单元230重新检测屋体100内外压差。

压差检测单元230在检测屋体100内外压差的过程中，当屋体100内外压差大于等于25Pa时表明屋体100内部正压环境建立成功。当屋体100内外压差大于100Pa时，控制单元250启动风机221排气，计时10S后，若压差检测单元230检测屋体100内外压差小于等于100Pa后，表明屋体100内部恢复正常正压环境。否则关闭控制阀，控制单元250控制报警器240启动ALARM2报警。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。