計器の防爆知識大全

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1、我が国では爆発性危険場所をどのように区分しているか？ 　　答 我が国では、爆発性危険場所の区分にIECと同等の方法を採用しています。**GB 50058-92規格では、爆発性ガス危険場所をその危険度に応じて0区域、1区域、2区域の3つのレベルに分類し、爆発性粉塵危険場所は0区域、11区域の2つのレベルに分類する。詳細は表4-1を参照のこと。 　　表4-1 中国における危険場所の区分表　　爆発性物質　区域区分　区域の定義
気体　0区　連続して、または長期間にわたって爆発性ガス混合物が存在する環境
　　1区　通常運転時において爆発性ガス混合物が発生する可能性のある環境
　　2区　通常運転時において爆発性ガス混合物が発生しない環境、または発生してもごく短時間のみ存在する環境
粉塵　10区　連続して、または長期間にわたって爆発性粉塵が存在する環境
　　11区　蓄積された粉塵が舞い上がり、偶発的に爆発性粉塵混合物が発生する可能性のある環境
2. 国際的には爆発性危険場所をどのように区分しているか？ 　　答　国際的に主要な産業界では、爆発性危険場所の分類について、基本的に二つの見解がある。 　　IEC（国際電気標準会議）を代表とし、ドイツ、イギリス、イタリア、日本、オーストラリアなどの国々が採用している方式で、ガスについては0区域、1区域、2区域に分類し、粉塵については10区域、11区域に分類する。その定義はIECと基本的に同じです（我が国における各地域の定義を参照してください。我が国ではIEC規格を同等に採用しています）。 　　もう一つは、米国、カナダなどの北米**における区分で、NEC（米国**電気規程）の定義を代表例とし、ガスについては1区域、2区域に区分され（0区域はない）、粉塵についても1区域、2区域に区分される。 　　両者の対応関係は大まかに以下の通りです：
ガス：IECゾーン0、ゾーン1――NECゾーン1
IECゾーン2――NECゾーン2
粉塵：IECゾーン10――NECゾーン1
IECゾーン11――NECゾーン2
なお、IECにおける「ゾーン」の英語表記はZoneです； 　　NECの「区」の英語表記はDivisionです。3、 我が国の防爆電気機器には、どのような防爆構造形態があるか？その名称とロゴを列挙せよ。 　　答　**標準GB 3836—83**によると、我が国の防爆電気機器の防爆構造形態は8種類あり、以下に挙げる。 　　構造形式　記号　構造形式　記号　　隔爆型　d　充油型　o　　増安型　e　充砂型　q　　本質安全型　i　無火花型　n　　正圧型　p　特殊型　s

4. 隔爆型計器とは何ですか？それにはどんな特徴がありますか？ 　　答　隔爆とは耐圧防爆とも呼ばれ、爆発性物質を引火させる可能性のある計器の部品を外殻の中に封じ込める仕組みです。この外殻は非常に頑丈で、内部の爆発性混合物が発生させる爆発圧力に耐え、外部への爆発伝播を防ぎます。つまり、隔爆型計器のケース内部では爆発が起こる可能性がありますが、それがケースの外側に伝わることはありません。そのため、この種の計器においては、計器カバーのねじの巻き数やねじの精度、ゼロ点・範囲調整ネジとケースとの間、トランスミッターの検出部品と変換部品との間の隙間、配線口など、各部品の接合面に対して厳格な防爆要件が課せられています。 　　防爆型計器は、やや大型である点を除けば他は比較的シンプルで、セーフガードのような付随装置は必要ありません。しかし、カバーを開ける前に必ず電源を切らなければなりません。さもないと、万が一火花が発生した場合、大気中に露出して危険な状態になってしまいます。 5、本質安全型（イントリンシック・セーフティ）計器とは何ですか？それにはどんな特徴がありますか？ 　　答 本質安全型計器は、安全火花型計器とも呼ばれます。その特徴は、計器が正常状態および故障状態において、回路やシステムで発生する火花や到達する温度がいずれも爆発性混合物を引火させないことです。その防爆は、主に以下の措置によって実現される：　　①新型集積回路素子などを使用して計器回路を構成し、より低い動作電圧およびより小さな動作電流で動作させる； 　　②セーフティゲートを用いて、危険場所と非危険場所の回路を分離し、非危険場所から危険場所へ伝わるエネルギーを制限する； 　　③計器の接続導線は、回路内の蓄積エネルギーを減らすため、過度な分布インダクタンスや分布キャパシタンスを生じさせてはならない。 　　本本質安全型計器の防爆性能は、通風、充填ガス、油浸、隔爆などの外部対策によって実現されるのではなく、回路自体によって実現されるため、本質安全である。あらゆる危険な場所や、あらゆる爆発性ガス・蒸気の混合気に適用可能で、通電した状態でもメンテナンスや調整を行うことができる。しかし、単独では使用できず、本質安全関連機器（セーフティゲート）や外部配線と組み合わせて本質安全回路を構成することで、防爆機能を発揮することができます。 6、本質安全型計器にはiaとibの2種類がありますが、それらの違いを説明してください。 　　答　IA等級—通常の動作状態下、および回路に1つまたは2つの故障がある場合でも、爆発性ガス混合物を点火させることはない。IA型回路では、動作電流は100mA以下に制限されます。 　　IB等級—通常の動作状態下、および回路に1つの故障がある場合でも、爆発性ガス混合物を点火させてはならない。IB回路では、動作電流は150mA以下に制限される。 　　Ia型計器はゾーン0およびゾーン1に適用され、Ib型計器はゾーン1にのみ適用される。あるいは、本質安全の観点から言えば、ib型計器は炭鉱の坑内に適しており、ia型計器は工場に適しています。 7、正圧型（p型）計器とは何ですか？ 　　回答：計器の外殻内に正圧の清浄な空気や不活性ガスを充填するか、または清浄な空気や不燃性ガスを連続的に供給することで、外殻内部の保護ガスの圧力を周囲の危険環境の圧力よりも高く維持し、外部の爆発性ガス混合物が殻内に侵入するのを防ぎ、電気部品の危険源と隔離させる計器装置。 8. 増安全形（e形）計器とは何ですか？ 　　答　通常の運転条件下では、爆発性混合物を引火させるような火花や危険な温度が発生せず、また構造上の対策（シールなど）を講じて安全性を高めることにより、通常状態および規定された過負荷状態下でも引火現象が起こらないように設計された計器装置。 9、特殊型（S型）計器とは何ですか？ 　　答：d、e、i、p、n以外の特殊な形式、または上記のいくつかの形式の組み合わせであり、このような構造形式を採用した防爆計器を特殊型計器と呼びます。 10. 防爆電気設備はいくつかの大分類に分かれますか？ 　　答　2つの大分類に分けられる：第I類：炭鉱坑内用電気機器；第II類：工場用電気機器。 11. II類防爆電気設備はいくつに分類されますか？シンボルとは何ですか？ 　　答　**標準GB 3836—83**によると、II類防爆電気機器は3つのグレードに分類され、それぞれA、B、Cという記号で示されます。分類基準は表8-2を参照。 　　表8-2 第II種防爆電気機器の分類基準　　レベル　MESG/mm　MICR
II A　1.14＞MESG≥0.9　1.0＞MICR＞0.8
II B　0.9＞MESG＞0.5　0.8≥MICR≥0.45
II C　0.5≥MESG　0.45＞MICR
注：MESG—可燃性ガス混合物の最大試験安全間隙、単位：mm。 　　MICR—可燃性ガス混合物の最小着火電流とメタンの最小着火電流の比。 　　II A、II B、II Cも可燃性ガス混合物の伝爆等級です。 12. 次の用語を説明せよ：最大試験安全間隙 MESG； 　　最小点火電流MIC； 　　最小点火電流比MICR。 　　答 最大試験安全隙間（MESG）——とは、規定された試験条件の下で、あるケーシング内に所定濃度の試験用ガスと空気の混合気を充填し、点火した際に、長さ25mmの接合面を通じてもケーシング内の爆発性ガス混合気が燃焼・爆発することのない、ケーシングの接合面間の最大隙間のことです。 　　最小着火電流（MIC）――規定の試験装置において、直流24V、95mHのインダクタンスを持つスパークを用いて3000回の着火試験を行った際に、可燃性ガス混合物を着火させることができる最小の電流。この電流が5％減少すると点火できなくなる。 　　最小点火電流比（MICR）——各種可燃性ガス（または蒸気）と空気の混合気の最小点火電流を、メタンと空気の混合気の最小点火電流で割った値。 13. II類防爆電気設備は、いくつの温度グループに分けられるか？シンボルとは何ですか？ 　　答　**規格GB3836-83によると、II類防爆電気機器はその最高表面温度に基づき6つのグループに分類され、T1～T6という記号で示されます。**分類基準は以下の通りです：　　温度グループ　許容最大表面温度/℃　温度グループ　許容最大表面温度/℃　　T1T2T3　450200200　T4T5T6　13510085　　T1～T6は、爆発性ガス混合物の着火温度による分類に対応します。14、 防爆型計器の選び方は？ 　　答 一般的に、以下の2点に基づいて選ぶことができます。 　　①計器の設置場所や使用環境にある危険区域に応じて、計器の防爆形式を選定する必要があります。0区域——ia型またはS型（0区域専用に設計されたS型）のみを選ぶことができます； 　　I区——n型以外のその他のタイプが考えられる； 　　2区——すべての防爆形式が選択可能； 　　②発生する可能性のある可燃性ガス・蒸気の伝爆レベルおよび着火温度グループに基づき、計器の防爆等級と許容最高表面温度グループを選定する。表8-3を参照してください。この表はGB3836-1983に基づいてまとめられたものです。 　　表8-3 可燃性ガス・蒸気の伝爆グレードおよび着火温度クラスの例

| クラス・グレード | T1（T＞450℃） | T2（450℃≥T＞300℃） | T3（300℃≥T＞200℃） | T4（200℃≥T＜135℃） | T5（135℃≥T＜100℃） | T6（100℃≥T＜85℃） |
|------------------|----------------|---------------------|---------------------|---------------------|---------------------|---------------------|
| II A | | | | | | |
| II B | | | | | | |
| II C | | | | | | |

**II A**：メタン、エタン、プロパン、スチレン、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、ナフタレン、一酸化炭素、フェノール、クレゾール、アセトン、酢酸メチル、酢酸、塩化エチル、クロロベンゼン、アンモニア、アセトニトリル、アニリン、ブタン、シクロペンタン、プロピレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸エチル、メチルメタクリレート、酢酸ビニル、ジクロロエタン、塩化ビニル、メチルアミン、ジメチルアミン、ペンタン、エタン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘキサン、テレピン油、ナフサ、石油、ガソリン、燃料油、灯油、軽油、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、アセトアルデヒド、トリメチルアミン、亜硝酸エチル

**II B**：プロパルギル、シクロプロパン、アクリロニトリル、シアン化水素、都市ガス、エチレン、ブタジエン、エポキシエタン、エポキシプロパン、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、フランジメチルエーテル、ブテナール、アクロレイン、**フラン**、硫化水素、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラフルオロエチレン

**II C**：塩素、水素と一酸化炭素の混合ガス、アセチレン、二硫化炭素、硝酸エチル

**注記**：a. 可燃性ガス・蒸気の伝爆グレードは、電気機器の防爆グレードでもあり、両者は一致している。いずれもIIA、IIB、IICの3つのクラスに分類される。 　　b. 可燃性ガス・蒸気の着火温度グループと電気機器の最高表面温度グループは一対一で対応しており、例えばT4グループのガスの場合、着火温度は200℃≥T＞135℃となる。 15、我が国の防爆マークはどのような構成要素から成っていますか？それぞれの意味を説明してください？ 　　答　防爆マークは一般的に以下の5つの部分で構成されます：　　①防爆マークEX—この装置が防爆電気機器であることを示します； 　　②防爆構造形態—その装置がどのような措置を講じて防爆を行っているかを示す。例えば、dは隔爆型、pは正圧型；iは本質安全型等； 　　③防爆機器の種類—大きく2つに分けられ、Iは炭鉱坑内用電気機器、IIは工場用電気機器； 　　④防爆レベル—A、B、Cの3段階に分かれ、その防爆能力の強弱を示す； 　　⑤温度グループ—T1からT6までの6つのグループに分けられ、この装置の最高表面温度の許容値を示します。 16. ある計器の防爆マークがEXdIIBT4となっているが、その意味を説明してください。 　　答 EX――防爆総記号； 　　d――構造形式、隔爆型； 　　II――カテゴリー、工場用； 　　B――防爆グレード、Bクラス　　T4――温度クラス、T4群、最高表面温度≤135℃。 17. あるポリエステル製電源接続箱の防爆マークはEXedIICT4ですが、その意味を説明してください。 　　答 EX――防爆総記号； 　　ed——構造形式、e：増安形、d：隔爆形； 　　II――カテゴリー、工場用； 　　C――防爆等級、Cクラス　　T4――温度グループ、T4グループ。最高表面温度は135℃以下。 18. 輸入された気相クロマトグラフィーの防爆マークは「EEXdpsIIB+H2T4」となっているが、その意味を説明してください。 　　答 EEX――欧州共同体防爆総合マーク； 　　DPS――この計器は、隔爆・正圧・特殊の3種類の防爆対策を採用しています； 　　II――工場用電気設備； 　　B――防爆グレード、Bクラス　＋ H2――H2雰囲気にも適用可能（通常Bクラスの防爆性能ではH2には対応できないが、本計器は複数の防爆対策を講じているため、H2雰囲気でも使用可能）； 　　T4——表面の最高温度上昇≤135℃。 19、日本製の計器の防爆マークがJISia3Ng4ですが、その意味を説明してください。 　　答 JIS――日本工業規格の記号； 　　 ia——本質的安全防爆、ia級； 　　 3n――防爆等級は3nで、全ての3クラスの爆発性ガスから保護されます。これは我が国のIICに相当します； 　　 G4――温度グループで、我が国のT4に相当する。 　　JISia3nG4は、かつて日本で採用されていた防爆マークですが、現在は日本でもIEC規格が採用されており、上記の防爆マークはJISEXiaIICT4と表記されています。 20. ある輸入計器の防爆マークが「Class1、Division1、Group B・C・D、T4A」となっているが、その意味を説明してください。 　　答 クラス1—1級、可燃性ガスまたは蒸気の場所； 　　区分1—第1区域、爆発または燃焼が起こる、または起こる可能性のある場所； 　　グループB、C、D—B、C、Dグループの危険ガスが存在する場所に適用； 　　T4A—最高表面温度≤120℃。 　　上記の防爆マークは、我が国のE*IA、IIB、IICT4に対応しており、0区域、1区域の危険場所で使用可能です。ただし、この表はアセチレンが使用される場所には使用できないことに注意してください。 21、ある輸入計器の防爆マークは以下の通りです。その意味を説明してください。 　　UL/FM/CSA クラス1、グループB・C・D、T5　　クラス3、グループE・F、T5　　CENELEC EEXed IICT5　　注：UL――米国保険業試験所； 　　 FM――米国工場連合研究会； 　　 CSA――カナダ規格協会； 　　CENELEC――欧州電気技術委員会。 　　この計器の防爆性能が、UL、FM、CSA、CENELECの各機関によって試験・認定されていることを示しています。 　　クラス1、グループB・C・D、T5 — NECで定められたB・C・Dグループの可燃性ガスに適用。表面温度は100℃以下。 　　クラス2、グループE・F、T5は、NEC規定のE・Fグループの粉塵に適用され、表面温度は100℃以下です。 　　EEXedIICT5—EN規格に準拠（ENは欧州共同体の規格記号で、その防爆規格はIECと同等）。工場用の防爆計器で、増安全型および隔爆型。防爆等級はC級、最高表面温度は100℃以下。22. トランスミッターの出力信号の伝送距離に制限はありますか？ 　　答：現在製造されている静電容量式トランスミッターの電源はすべて24VDCです。計器の最大出力が22.5mA、最小動作電圧が10.5VDCとすると、負荷抵抗は600Ωとなります。防爆型トランスミッターの場合、導線の抵抗値とトランスミッターに接続される機器の抵抗値の合計が600Ωを超えなければ、導線の伝送距離に制限はありません。しかし、本質安全型トランスミッターの場合、配線の長さには規定があります。ベンアインは単なるベンアイン計器だけでなく、関連機器や外部配線も含むシステムだからです。関連する機器は一般的にセーフティゲートであり、これには導線の長さに関する要件があります。各セーフティゲートには、許容される最大インダクタンスと最大静電容量が記載されています。ケーブルの分布容量とインダクタンスに、トランスミッターの保護されていない容量とインダクタンスが加わった値が規定範囲を超えると、計装システムは非本安となります。 23、爆発危険場所に計器を設置する際の要件は何ですか？ 　　答　①爆発危険場所で使用される計器、電気機器、および接続箱、分岐箱、端子箱などの取り付け用資材は、本国の認定機関が発行する防爆適合証明書を有していなければならない。取り付ける前には、その仕様や型式が設計要件を満たしているかを確認し、外部に損傷やひび割れがないことをチェックしなければならない。 　　②爆発危険場所においても、正圧防爆式の計器箱を設置することができる。箱内には非防爆型計器やその他の電気機器を収容する。計器箱の通気管は常に畅通を保つ必要があり、通電前には箱の容積の5倍以上のガスを送入して置換する必要がある。 　　③爆発危険場所第1区内の計器配線は、万が一接地、短絡、断線などの事故が発生した場合でも、着火源とならないようにしなければならない。したがって、電缆・電線は必ず管を通して配線しなければならず、耐圧防爆性のある金属管を使用する。配線保護管同士、および保護管と接続箱、分線箱、引き込み箱との間も、円筒形の管ねじで接続する必要があり、ねじの有効噛み合い部分は5〜6巻以上でなければならない。柔軟な接続が必要な場合は、防爆型の柔軟接続管を使用するべきです。 　　ゾーン2内の計器配線も、一般的には管を通すべきですが、これはあくまでケーブルや電線の絶縁層が外傷を受けないように保護するためです。 　　④配線用トレイ、ケーブル溝、保護管が、異なる等級の爆発危険場所の境界線を通過する際には、爆発性ガスが一方の危険場所から他方の危険場所へ侵入するのを防ぐため、シール処理を行う必要がある。 　　⑤保護管を現場の計器、検出素子、電気機器、計器箱、分岐箱、接続箱、引き込み箱などに接続する際は、接続部から0.45m以内に防爆シール継手を設置し、2インチ以上の保護管については15mごとに1つのシール継手を設けなければならない。 24. 本質安全型計器を取り付ける際、どのような要件がありますか？ 　　答 ①異なるシリーズの本質安全型計器や安全栅などの関連機器は、勝手に混用してはならない。関連部門による鑑定を経て、その技術的性能に互換性があると確認された後でなければ、相互に交換することはできない。 　　②本質安全関連機器（セーフティゲート、電流アイソレータ、バッファ増幅器など）は、安全な場所側に設置し、確実に接地する必要がある。 　　③本安システムの配線が本安遮断回路や一般回路の配線と接触したり、静電誘導や電磁誘導によって危険が生じるのを防ぐため、管内に配線する方法を採用すべきである。本質安全回路と非本質安全回路は、同じケーブルまたは保護管を共有してはならない。2つ以上の異なるシステムの本安回路も、同じケーブルを共有してはならない（各コアが別々にシールドされている場合を除く）。また、同じ保護管を共有してもならない（シールド付き導線を使用する場合を除く）。 　　④本質安全回路と非本質安全回路を同一の配線用トレイやケーブル溝内に敷設する場合は、接地された金属板または絶縁材で隔離するか、さもなければ50mm以上の間隔を空けて別々に配列し、それぞれ固定しなければならない。 　　⑤計器盤内の本質安全型および非本質安全型回路の端子台は、互いに分離して設置し、その間隔は50mm以上とすること。そうでない場合は絶縁板で隔離すること。これら2種類の回路は別々に配線し、しっかりと固定すること。 　　⑥本質安全回路の長さは、その分布容量および分布インダクタンスが計器製造業者が定める最大許容値を超えないようにする必要がある。 　　⑦本質安全システムの配線は、一般的に青色の標識を設けるべきである。 　　⑧本質安全回路は一般的に接地すべきではありませんが、信号の接地基準点を設定する必要がある場合には接地します。この接地点は、すべての本質安全計器システムの接地導体の単一の接地点であり、電源接地システムから分離されている必要があります。