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第13話:IECEx / ATEX指令の防爆マーキングについて

●危険区域
IECEx / ATEX指令では、危険区域をゾーンに分類することで、可燃性ガスや蒸気が存在する爆発性雰囲気内に設置される電気機器に必要な保護レベルが確立されています(EN60079-10、IEC60079-10)。このアプローチが成功したため、粉塵に対してもこの方法が適用されました。1997年度版のIEC61241-3とEN1127-1は3つのゾーンへの分類を規定しています。
ゾーン分けには2つの目的があります。ガス、蒸気、ミストや粉塵に適した機器が使用されるカテゴリを定義すること、危険区域をゾーンに分類して発火源の発生を防ぎ、正しい電気機器や非電気機器の選定を可能にすることです。
 
電気機器には次のグループがあります。

ガスグループ
Group II : 爆発性坑内ガスの発生するおそれがある鉱山以外の爆発性ガス雰囲気のある場所で使用する電気機器
Group I : 爆発性坑内ガスの発生するおそれがある鉱山で使用する電気機器
グループ ゾーン カテゴリ
(ATEX 94/9/EC)
爆発性雰囲気の存在
Group II zone 0 1G 連続して、頻繁に、あるいは長期にわたり存在
zone 1 2G 通常運転時に断続的に存在(可能性がある)
zone 2 3G 時折、あるいは短期間しか存在しない
(通常運転時には存在しない)
Group I
(炭坑)
  M1 存在(メタン、粉塵)
M2 存在の恐れがある(メタン、粉塵)
 
粉塵グループ
Group III : 爆発性坑内ガスを発生するおそれがある鉱山以外の爆発性粉塵雰囲気のある場所で使用する電気機器
グループ ゾーン カテゴリ
(ATEX 94/9/EC)
爆発性雰囲気の存在
Group III zone 20 1D 連続して、頻繁に、あるいは長期にわたり存在
(可燃性粉塵のたちこめる雰囲気)
zone 21 2D 通常運転時に断続的に存在
zone 22 3D 時折、あるいは短期間に存在
 

また、新しくEPL(Equipment Protection Levels: 機器保護レベル)がマーキングに追加されることになりました。通常、機器保護レベルの効果は正常場所での機器保護レベルを保持するものです。しかしながら、リスクが特別深刻なものと判断されれば、必要な機器保護レベルは大きくなります。同様に、リスクが特別小さい、または無視できるレベルだと考えられれば、機器保護レベルを小さくすることができます。

下表は防爆タイプとゾーン/カテゴリの通常の関係を示したものです。

EPL 通常適用可能ゾーン カテゴリ(94/4/EC)
Ga 0 (1、2含む) 1G
Gb 1(2含む) 2G
Gc 2 3G
Da 20(21、22含む) 1D
Db 21(22含む) 2D
Dc 22 3D
Ma/Mb 鉱山 M1/M2
 
 
●エンクロージャ・コンポーネントの防爆タイプ
ガスによる爆発性雰囲気での着火を防止するためのさまざまな防爆方式を簡単に下表にまとめました。
防爆シンボル ゾーン 詳細
d 1, 2

耐圧防爆構造

潜在的点火源をもつ電気機器をそのまま防爆容器内部に閉じ込めたもの。
e 1, 2

安全増防爆構造

高い安全度を有する電気方式。
i  (ia, ib) ia: 0, 1, 2
ib: 1, 2

本質安全防爆構造

電気火花や温度が爆発性雰囲気に対して点火源とならない電気回路方式。
m 1, 2

樹脂充填防爆構造

電気機器をモールド内に封じ込めた特殊容器による防爆方式。
n 2

非点火防爆構造

火花やアークあるいは高温部が発生しないよう安全性を高めた構造。
o 1, 2

油入防爆構造

油中に完全に沈めた電気機器の方式。
p 1, 2

内圧防爆構造

電気機器容器内部を保護気体で加圧し爆発性雰囲気から隔離する方法。
q 1, 2

粉体充填防爆構造

電気機器容器内部を完全に砂状粉末で充填する方式。
 
粉塵による爆発性雰囲気での着火を防止するためのさまざまな防爆方式を簡単に下表にまとめました。
防爆シンボル ゾーン 詳細
tD 1, 2

粉塵筺体を利用し、最高表面温度を制限して可燃性粉塵が存在する場所での防爆性能を確立する方式。

mD

(maD, mbD)
maD: 0, 1, 2
mbD: 1, 2

mD保護タイプの封入と最高表面温度制限によって可燃性粉塵が存在する場所での防爆性能を確立する方式。

iD 0, 1, 2

可燃性粉塵が存在する場所での使用を意図した本質安全防爆電気機器。

 
●爆発グループへの分類と温度等級
上述のガス防爆タイプ”d”と”i”のについて、Group IIはさらにガスの爆発グループによってIIA、IIB、IICに分類されます。メタン(坑内爆発性ガス)に対応するのはGroup Iです。アセトン、酢酸、アンモニア、エタン、塩化メチレン、メタン、一酸化炭素、プロパン、n-ブタン、n-ブチル、n-ヘキサン、アセトアルデヒド、エチルエーテル、亜硝酸エチルにはGroup IIAが、エチレン、酸化エチル、硫化水素にはGroup IIBが、アセチレン、二硫化炭素、水素にはGroup IICの対応となります。

ガスによる爆発性雰囲気で使用する電気機器には温度等級のクラス分けが必要です。温度等級は機器の最高表面温度に基づいて設定されています。最高表面温度とは、周囲の爆発性雰囲気に着火する可能性の最悪の運転環境下で、電気機器の表面に部品が達する最高温度です。Group I では機器への炭塵の蓄積度合いによって、≦150℃か≦450℃と定められています。Group IIについては、温度等級の記載、あるいは表面温度の明示、または認定された特定の可燃ガスか粉塵に限定してその名称を記載することが求められます。
温度等級 最高表面温度(℃) 発火温度(℃)
T1 450 >450
T2 300 >300
T3 200 >200
T4 135 >135
T5 100 >100
T6 85 >85
粉塵防爆Group IIIはさらにIIIA(可燃性粉塵)、IIIB(伝導性のない粉塵)、IIIC(伝導性のある粉塵)に分類されます。
 
●マーキングについて

IECExによるマーキングはExマーキングを、ATEXによるマーキングは、ATEX指令マーキングとExマーキングの記載を求めています。いずれによるマーキングにも保護モードの記載が必要になりました。2010年4月より記載が開始され、2012年6月よりは必須項目となります。以下にATEXによるマーキングの例を示します。

(例)CE 0081  II 2G Ex d IIB Gb T6
CE:CE マーキング
0081:公認機関番号
:ATEX マーク
II:グループ(炭坑以外の地上産業)
2G:カテゴリ(zone 1、ガス)
Ex:防爆記号
d:防爆タイプ(耐圧防爆構造)
IIB:ガスグループ(エチレン、酸化エチル、硫化水素)
Gb:EPL(通常適用可能ゾーン 1)
T6:温度等級(最高表面温度 85℃)
 
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