電気防爆と防爆環境の区分、今回はしっかり解説します！

Thread Content

1 爆発性ガス、液体の蒸気および粉塵　周知の通り、可燃性・爆発性のあるガスや液体、粉塵は、空気（酸化剤）と混ざって一定の濃度に達し、一定の温度または着火エネルギーが加わると、激しく燃焼して爆発を起こす可能性がある。 したがって、爆発危険区域内では、すべての電気機器は防爆型のものを使用しなければなりません。爆発性物質：爆発性ガス、可燃性液体、および環境温度以下またはそれに等しい引火点を持つ可燃性液体、爆発性粉塵、または可燃性繊維など。爆発性混合物：大気条件下で、気体、蒸気、霧、粉塵または繊維状の可燃性物質が空気と混合し、着火するとその範囲全体にわたって燃焼が急速に広がる混合物。 2 電気防爆とは何か 電気防爆とは、機器が通常動作している際にアークや火花を発生させる部品を防爆ケースの中に収めたり、コーティング型、砂充填型、油充填型、正圧型といった他の防爆方式を採用することで、防爆を実現することです。3 爆発限界とは、一般的に物質が爆発するために必要な濃度または温度の範囲とされており、物質の形態や用途に応じて、通常は爆発濃度限界と爆発温度限界の2種類に分けられる。爆発濃度限界。爆発性物質の最も高いまたは最も低い濃度範囲で、略して爆発限界と呼ばれる。爆発を引き起こし得る最高濃度を爆発上限といい、爆発を引き起こし得る最低濃度を爆発下限という。これが爆発温度範囲である。液体の蒸気濃度は温度の変化によって変わるため、液体には爆発濃度限界のほかに、爆発温度限界も存在する。爆発温度限界とは、可燃性液体が加熱されて蒸発した蒸気の濃度が爆発濃度限界に達する温度範囲のことです。爆発温度の下限とは、その温度において液体から爆発濃度の下限に相当する蒸気濃度が蒸発することを指す。 液体の爆発温度の下限とは、その液体の引火点です。爆発温度上限とは、その温度で液体から爆発濃度上限に相当する蒸気濃度が蒸発することを指す。 4 爆発性物質の分類 爆発性物質は3つのカテゴリーに分けられる。第I類：鉱山メタン；Ⅱ類：爆発性ガス混合物（蒸気、霧を含む）；Ⅲ類：爆発性粉塵（繊維を含む）。 5 爆発性混合物の分類・グループ分けの原則 爆発性混合物の危険性は、その爆発限界、伝爆能力、着火温度、および最小点火電流によって決定される。各種爆発性混合物は、最大試験安全間隙および最小着火電流によって分類され、着火温度に基づいてグループ分けされる。主に、安全生産を実現するために、対応する電気設備を配置するためです。 6 爆発性ガス混合物の分類・グループ分け（1）最大試験安全間隙（MESG）による分類。最大試験安全間隙とは、標準試験条件の下で、ケース内のあらゆる濃度の試験対象ガスまたは蒸気と空気の混合気が点火された後でも、長さ25mmの接合面を通じてケース外の爆発性ガス混合気が点火されないようにするための、ケースの内部空間と外部空間との間の最大の間隙のことです。爆発性ガス混合物は、最大試験安全間隙の大きさによってIIA、IIB、IICの3つの等級に分けられる。IIAは安全ギャップが最も大きく、危険性が最も低い。ICは安全ギャップが最も小さく、危険性が最も高い。（2）最小点火電流（MIC）によって分類する。最小点火電流とは、温度20～40℃、電圧24V、インダクタンス95mHの試験条件のもとで、IEC規格のスパーク発生装置を用いて空心インダクタからなる直流回路に対して3000回のスパーク試験を行った際に、最も容易に着火する混合気を点火できる最小の電流のことです。第II種爆発性ガス混合物は、最小点火電流の大きさに応じてIIA、IIB、IICの3つのグレードに分けられ、最小点火電流が小さいほど危険性は高くなる。（3）着火温度によって分類する。爆発性混合物が、明火を使わなくても着火できる最低温度を、着火温度と呼ぶ。着火温度が低いほど、燃えやすくなる。爆発性ガス混合物は、着火温度の高低により、T1、T2、T3、T4、T5、T6の6グループに分けられる。T6の着火温度が最も高く、T1の着火温度が最も低い。 7 爆発性粉塵混合物の分類・グループ分け
爆発性粉塵混合物のグループは、粉塵の特性（導電性か非導電性か）および着火温度の高低により、IIA、III Bの2つの等級と、T11、T12、T13の3つのグループに分けられる。 8 作業場所の爆発危険性区分 爆発危険環境は、場所内に存在する物質の状態に応じて、爆発性ガス環境と可燃性粉塵環境に分けられる。爆発性ガス環境とは、大気条件下でガス、蒸気、または霧状の可燃性物質が空気と混合した後、着火するとその燃焼が未燃焼の混合物全体に伝播する環境を指します。可燃性粉塵環境とは、大気中で粉塵や繊維状の可燃物質が空気と混合し、点火されるとその燃焼が未燃の混合物全体に広がる環境を指す。 爆発危険環境の分類および区域等級表 http://www.isofans.com/data/attachment/forum/201610/23/085831qf9zf9z1jkg149mr.jpg 9 電気防爆の原理 爆発危険性のある環境で使用される電気機器においては、爆発の原因を防ぎ、そのリスクを低減するため、機器自体の防爆対策と運用時の防爆対策の両方で必要な措置を講じなければならない。電気機器による可燃物の発火には2つの原因がある。一つは電気機器から発生するスパークやアークであり、もう一つは電気機器の表面（つまり可燃物が接する表面）の発熱である。 10 電気の防爆対策 1. 爆発危険地域から離れる。通常の運転時にスパークやアーク、危険な温度を発生させる電気機器や配線は、爆発の危険性が低い、または全くない環境に設置すべきである。2. 防爆型の電気機器を使用する。工程の生産性と安全性を満たす前提のもと、防爆電気機器の数は削減すべきである。3. 電気アース。関連する電力機器の接地設計技術規程で定められている、通常は接地を必要としない部分であっても、爆発危険区域では接地すべきであり、電気機器の金属製外殻は確実に接地されなければならない。4. 漏電火災警報装置および緊急遮断装置を設置する。電気機器に故障が発生する前に、適切な対策を講じるか、爆発の危険がある領域の電源を自動的に遮断する。5. 防爆電気機器を安全に使用する。つまり、爆発危険環境の区分を正しく行い、防爆電気機器を適切に選定・設置し、防爆電気機器の適切なメンテナンスを行うことである。6. 火花防止床面。空気より重い可燃性ガスや可燃性蒸気を放出する甲種製造所、および粉塵や繊維の爆発の危険性がある乙種製造所では、火花を発生させない床面を使用しなければならない。 11防爆電気機器の型式1．隔爆型(d)：機器内で爆発性ガス混合物を引火させる可能性のある部品をすべて一つの外殻内に封じ込めるもので、この外殻は、外殻の任意の接合面や構造上の隙間から外殻内部に侵入した可燃性混合物が内部で爆発しても損傷せず、また外部にある一種または複数のガスや蒸気によって形成される爆発性環境の引火も引き起こさない。このタイプの機器は、ゾーン1、ゾーン2の危険環境に適しています。2．増安形(e)：通常の運転条件下ではアークや火花が発生しない電気機器に対して、さらにある種の追加対策を講じることで安全性を高め、電気機器が危険な温度、アーク、火花を発生させる可能性を防ぐ。正常な運転状態で火花やアークが発生する装置は含まれません。このタイプの機器は主に区域2の危険な環境で使用され、一部の種類は区域1でも使用できます。3．本質安全型(i)：装置内部のすべての回路が、規格で定められた条件（通常運転時または規定された故障状態を含む）下で発生するいかなる電気火花や熱効果も、規定された爆発性ガス雰囲気を引火させることがない本質安全回路である。この防爆タイプは、iaおよびibの2つの等級に分かれています。このタイプの機器は低電圧機器でのみ使用でき、iaは区域0、区域1、区域2の危険環境に適しており、ibは区域1、区域2の危険環境に適しています。4．正圧型(p)：正圧のケースを備え、内部の保護ガスの圧力を周囲の爆発性環境の圧力よりも高く保ち、外部の混合気がケース内に侵入するのを防ぐ。このタイプの機器は、保護方法に応じて1区、2区の危険環境で使用できます。5．油浸型(O)：装置全体またはその部品を油（保護液）に浸すことで、燃焼面の上方や筐体外部の爆発性ガス環境による影響を受けないようにする。このタイプの機器は、ゾーン1、ゾーン2の危険環境に適しています。6．充砂型(q)：外殻内に砂粒または他の規定特性を持つ粉体材料を充填し、規定の使用条件の下で、殻内で発生するアークや高温が周囲の爆発性ガス環境を引火させないようにしたもの。このタイプの機器は、ゾーン1、ゾーン2の危険環境に適しています。7．無火花型(n)：通常の運転条件下では、周囲の爆発性ガス環境を点火させることはなく、点火を引き起こすような故障が発生する可能性もほとんどない。このタイプの機器は、区域2の危険環境でのみ使用できます。8．封止型(m)：爆発性ガス環境での爆発を引き起こす可能性のあるスパーク、アーク、または危険な温度を持つ電気部品を、封止剤（複合材）中に封じ込むことで、周囲の爆発性ガス環境を点火させないようにするもの。このタイプの機器は、ゾーン1、ゾーン2の危険環境に適しています。9．特殊型(S)：**規格に含まれていない防爆タイプを指す。この種類の電気機器を使用する場合は、所管官庁が暫定規定を定め、指定された防爆検査機関による検査と承認を経て、初めて防爆特殊型電気機器として使用できる。このタイプの装置は、実際の使用状況に基づいて開発されており、対応する危険な環境で使用できます。10．粉塵防爆型（DIP）：可燃性粉塵の発火を防ぐため、ケースの最高表面温度を制限し、「ダストプルーフ」または「防塵」ケースを使用して粉塵の侵入を抑制する。その防爆性能に基づき、20区、21区、または22区の危険な環境で使用できます。 12 防爆電気機器の分類 1．爆発性ガス環境用電気機器は、I類とII類の2つの分類に分けられる。クラスI：石炭鉱山用電気機器。II類：石炭鉱山を除くその他の爆発性ガス環境用電気機器 2．可燃性粉塵環境用電気機器は、A型防塵機器、B型防塵機器、A型防じん機器、B型防じん機器に分類される。 13 防爆電気機器の温度グループ　II類の爆発性ガス環境用電気機器は、その最高表面温度に応じてT1、T2、T3、T4、T5、T6の6つのグループに分けられる。選定する際には、対応するT1～T6グループの電気機器の最高表面温度が、存在しうるあらゆるガスや蒸気の着火温度を超えないようにしなければならない。 http://www.isofans.com/data/attachment/forum/201610/23/085832fjjhlveqjuhv74vv.jpg 14 防爆マーク 防爆電気機器の防爆マークには、防爆タイプ＋機器のカテゴリー＋温度が記載されています。クラスI防爆型：Exd I；IIBクラス防爆型T3グループ：ExdⅡBT3；粉塵防爆機器については、21区で使用可能なA型機器の場合、最高表面温度TAは170℃であり、その防爆マークは「DIPA21 TA170℃」または「DIP A21 TA, T3」となります； 15 防爆電気機器の選定原則1．電気機器の防爆形態は、爆発危険区域に適合していなければならない。2．電気機器の防爆性能は、爆発危険環境にある物質の危険度に適合していなければならない。3．環境条件に適応すべきである。4．全体の防爆の原則に適合し、安全かつ信頼性が高く、経済的で合理的であり、使用やメンテナンスが容易でなければならない。 16 防爆電気機器の検査と検収 防爆型電気機器の検査・検収は、形式審査と外観検査に分かれる。1. 形式審査とは、生産検査の対象となる工業製品の製造許可証（防爆ランプを除く）および防爆適合証明書を確認するもので、これらはインターネット上で照会可能でなければならない。2. 外観検査とは、防爆電気機器の外側にEX（DIP）の永久マークがあるかを確認し、さらに銘板に記載された防爆適合証明番号が防爆適合証明書に記載されている番号と一致しているかをチェックすることです。 ——END——