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防爆電気機器:爆発・防爆の基礎知識5

爆発・防爆の基礎知識

更新日:2020年6月10日(初回投稿)
著者:工学院大学 工学部 電気電子工学科 准教授 市川 紀充

前回は、防爆電気機器とガスの危険性を説明しました。今回は、防爆電気機器について解説します。火災や爆発災害を防止するため、電気機器の防爆構造には、設置する危険場所の分類などから、耐圧防爆構造、内圧防爆構造、油入防爆構造、安全増防爆構造、本質安全防爆構造、樹脂充填防爆構造、粉体充填防爆構造、非点火防爆構造、特殊防爆構造が適用されています。

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1. 着火源と電気機器

これまでに電気火花や、静電気の放電、電気機器の高温部などが着火源になる例を述べてきました。火災や爆発災害を防止するには、着火源がガス蒸気に触れないようにすることが必要です。電気機器の正常運転時(使用時)における機器の表面温度と電気火花は、故障時(事故時)のものとは異なります。そのため、防爆対策の考え方とレベルが変わります。電気機器につなぐ電気配線は、安全電流を超える電流を流したときに過熱することはあるものの、正しく使用していれば着火源となる可能性は低いといえます。

しかし電線を引っ張ることで起こる断線や、電線の上に重たい物を置いたりすることで起こる短絡、大地に電流が流れる地絡が起こるとき、着火源となる電気火花が発生します。このような電気火花の発生を防ぐために、防爆対策が必要になります。電気配線の接続部や配線用付属品などにおいても、着火源とならないように防爆対策の検討が必要です。電気機器の防爆対策は4つに分類されます(表1)。

表1:防爆対策における電気機器の4つの区分

表1:防爆対策における電気機器の4つの区分

本質安全防爆構造の国際規格のIEC60079-11では、着火源と見なされない限界値として、「1.5 V、100 mAおよび25 mWを超えないエネルギー発生源」とされます。このエネルギー発生源のSimple apparatus(単純機器)の例には、スイッチ、接続箱、抵抗器、簡単な半導体デバイスなどや、コンデンサ、インダクタなどのエネルギー蓄積源の他、熱電対、フォトセルなどがあります。

2. 防爆電気機器の設計

長く伸びたコードや白熱電球、電気ヒータなどの一般的な電気機器は高温になる面があります。電気機器の配線に電流が流れると、電気抵抗を持つ配線などから熱が生じることが原因です。

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3. 電気機器の防爆構造

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