一般的な危険場所用語

 

一般的な危険場所用語につき使用される状況について広い視点で探ります

 

一般的な危険場所用語

防爆。本質的に安全。非アーク。危険場所認証済み。危険な場所内で電子システムを作成する際、これらの用語はしばしば混同して使われます。しかし、設定を説明するために使用される特定の用語は、大きな違いを生み、結果としてシステム全体の完全性に影響を及ぼす可能性があります。このホワイトペーパーでは、より一般的な用語のいくつかと、それらが使用される状況について広い視点で探ります。

 

危険場所

「Hazloc」とも一般的に呼ばれるこの用語は、潜在的に危険な場所を指す一般的な用語に過ぎません。特に、可燃性のガス、蒸気、液体、粉塵、繊維/飛散物が十分な量で存在し、発火する可能性がある場所を指します。しかし、この用語は発火のリスクの大きさや最適な防止方法を示すものではありません。これらの項目は、それぞれクラスとゾーン、および防護方法で区分されています。

危険な場所における保護方法を適切に説明するためには、火災や爆発を引き起こす要因についていくつか背景を提供することが有益です。着火を達成するためには、3つの要素が必要です：点火源、燃料、そして酸化剤（通常は酸素）。これらのいずれかを除去することで、火災を消すか、防ぐことができます。

これら三つの燃焼要素に関して、すべての環境には異なるリスクレベルがあります。例えば、カーペットの上を歩くことで発生した静電気による火花は、燃焼を引き起こすのに十分な熱源となる可能性は低いです。

点火はプロパンバーナーほどではありません。しかし、部屋が水素で満たされている場合、静電気でも十分になることがあります。

したがって、電子システムが設置される場所を評価し、最大のリスク要因がどこにあるか、そしてコンポーネントがどれほど制限される必要があるかを判断することが重要です。これが、異なる保護方法が存在する理由です。ある環境では、電子機器が発火源となる可能性があるため、その潜在的な爆発を封じ込め、誰かや機器に害を与えないようにすることが最適な方法となります。別の環境では、システムを通常通りに運用できるように酸素を全て排除することが最も実用的な場合があります。多くの場合、可燃性物質を安全に取り扱うためには、発火源を完全に排除する以外に方法はありません。これらはすべて、異なる保護方法として定義されています。

 

本質的に安全

蒸気に点火するのに十分なエネルギーを持つアークやスパークを排除することを目的とした、最も厳しい保護方法の一つです。名前が示すように、これらの製品は設計上安全であり、追加のエンクロージャを必要とせずに危険区域内に直接設置することができます。この保護方法は最も揮発性の高い環境で使用されるため、バリアが必要です。

バリアとは、危険な区域の外または危険性の低い区域に配置される装置で、電圧、電流、インダクタンス、および電力の量を制御するものである

電子機器が受け取る。バリアが制御するこれらの特性と静電容量は、エンティティパラメータとして知られている。これらの特性を考慮する場合、デバイスに接続するケーブルの静電容量を含め、バリアから電子機器までのシステム全体が制御される必要がある。

例えば、100フィートのケーブルで動作する機器は、10フィートのケーブルの機器よりも静電容量が高くなります。これらのパラメータは、後続のセクションでさらに詳しく説明されます。アメリカ合衆国では、存在する危険のレベルを示すさまざまな区分があります。ディビジョン1の用途では、本質安全防護法が必要です。世界のほとんどの地域では代わりにゾーンを使用しています。この場合、本質安全はゾーン0および1で使用されます。

 

アークなし / 安全性向上

電子機器が存在する可能性のある場所が、危険な環境に断続的にさらされる場合や、事故が発生して通常は安全な環境が危険な環境になる場合があります。この場合、保護に対してそれほど厳密でないアプローチを使用することができます。非アーク設計と増安全方式の保護方法は、電気機器の設計を調べて、それが燃焼を引き起こすほどの十分な点火源を生成できないことを確認する点で類似しています。しかし、リスクがそれほど大きくないため、十分に大きいと見なされる閾値は引き上げられます。この場合、このためバリアを使用する必要はありません。しかし、いくつかの追加措置を取る必要があります。アメリカでのケーブル要件は、以前のナショナル・エレクトリカル・コードであるNFPA 70で定義されており、バリアの代わりに必要とされます。分野1（北米）およびゾーン0、1（国際）で本質安全防爆が使用されてきた場合、非アーク保護方式がそれぞれ分野2およびゾーン2を制御するために使用されています。しかし、近年では、これらの場所では、非アーク方式に代わり、安全保護の強化された方法が導入され始めています。電気機器の認証前には異なる基準が使用されますが、場所と原理は同じです。

防爆

場合によっては、上記のいずれの保護方法に対しても機能する製品を設計する方法がまったくないことがあります。例えば、許容値を超える容量が必要で、スパークが発生して点火の原因となる回路が存在することがあります。これらの製品を危険な環境で使用する唯一の方法として、装置全体を筐体で覆うという手段があります。これは耐爆保護方法です。耐爆とは爆発が起きないという意味ではありません。むしろ、実際に爆発が起きても、その爆発が装置の筐体から逃げることができないという意味です。これにより、装置を設置する人は設置する機器に対してより柔軟性を持つことができます。ただし、筐体はかさばり、設置が難しく、費用が高くなる場合があります。

 

クラス

北アメリカでは、危険の種類はクラスに分けられています。クラス1はガス、クラス2は粉塵、クラス3は繊維・ばく片用です。粉塵と繊維は興味深いケースで、通常は固体の形では危険でない材料の削りくずから生じる可能性があります。

 

部門

保護方法のセクションで述べたように、北米の保護スキームはディビジョンに分かれています。ディビジョンは、電子機器が危険な場所にどの程度の頻度で置かれるかを示します。ディビジョン1は、電子機器が爆発性物質に継続的にさらされることを意味します。ガソリンスタンドの貯蔵タンク内に圧力計がある場合、それはディビジョン1に分類されます。

第2区は第1区を取り囲む区域です。この場所の機器は、事故や故障の際にのみ可燃性物質にさらされます。その貯蔵タンクの直外の外側の区域が第2区になります。通常の運転条件では、タンクの外側にはタンクが破裂しない限り危険はありません。

ゾーン

ゾーンは、ディビジョンの国際版です。主な違いは、ゾーンが2つではなく3つの場所に分けられていることです。ゾーン0はディビジョン1に直接対応しており、危険な環境が常に存在することを意味します。ゾーン1は北米には対応するものがなく、危険に時折さらされる環境を表します。例えば、ガソリンスタンドでは、貯蔵タンクの内部はゾーン0と見なされます。ポンプ自体は、誰かが車に給油するたびに可燃性ガソリンを放出します。ポンプのハンドルはゾーン1と見なされます。ゾーン2はディビジョン2と同じで、貯蔵タンクの外側やポンプハンドルから十分に離れた場所がこのカテゴリーに属します。

注意：ゾーンおよびディビジョンの両方について、ゾーン0、1またはディビジョン1が終了し、ゾーン2またはディビジョン2が始まる危険場所からの一定の距離はありません。これは、リスク評価を行う者が、現地の法令に従って設定する必要があります。物質の種類、その状態（固体、液体、気体）、場所間の障壁、およびその他のリスク要因を考慮する必要があり、ケースごとに異なる場合があります。

 

グループ

各クラス、区分、およびゾーン内で、場所は再び材料の種類に分けることができます。北米では、最も危険なものをA、最も危険でないものをGとするアルファベット文字を使用します。国際的には、下の表に示されているように特殊文字が使用されます。製品がグループAまたはIICに評価されている場合、自動的により爆発性の低いグループのいずれにも適合します。これはB/IIBの場合も同様で、下に向かってすべて当てはまります。

エンティティパラメータ

危険場所での使用が認定されている電子機器には、一般的にエンティティパラメータのセットが付属しています。これらは、安全な設計を達成するために維持されるべき一連の電気的仕様です。これには、機器にどれくらいの電圧、電流、電力、静電容量、およびインダクタンスをかけることができるかが示されています。設定されたパラメータを超えるものは、意図された使用方法に適合せず、事故を引き起こす可能性があります。最も危険な場所では、これらのパラメータを制御するためにバリアが必要です。内因性安全方式のセクションに記載されているように、エンティティパラメータを満たしていることを確認する際には、機器へのケーブルを含む回路全体を考慮する必要があります。

 

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