防爆とは？危険場所と防爆電気機器の基礎

1. 防爆とは何か

「防爆」という言葉から、「爆発に耐える頑丈な構造」を思い浮かべる方も少なくありません。しかし、防爆の基本的な考え方は、単に爆発に耐えることではなく、爆発性雰囲気に点火しないようにすることにあります。

防爆電気機器には、火花や高温部を外部の爆発性雰囲気に触れさせない、異常時にも発火しにくいようにする、内部のエネルギーを制限する、といったさまざまな考え方があります。これらは長年の研究、規格化、事故から得られた知見に基づいています。

2. 身近な機器も火種になる

工場やプラントでガソリンのような匂いがする場所を想像してみてください。そのような場所でライターに火をつけることが危険であることは、多くの方が直感的に理解できると思います。

一方で、携帯電話、タブレット、パソコン、スイッチ、照明器具などの電気機器も、条件によっては爆発の引き金となる可能性があります。例えば、次のような現象は、爆発性雰囲気が存在する場所では点火源となり得ます。

• 冬の乾燥した日に発生する静電気の放電
• コンセントを抜き差ししたときの小さな火花
• 機器内部の短絡、接触不良、異常発熱
• モーター、リレー、スイッチなどで発生するアークや火花
• 機器の表面温度が可燃性物質の発火温度に近づくこと

通常の生活環境では問題にならない小さな火花や熱であっても、可燃性ガスや粉じんが爆発範囲の濃度で存在する場合には、重大な事故につながる可能性があります。

3. 点火源としての電子機器の危険性

私たちが日常生活で使用している携帯電話やタブレットなどの電子機器は、便利な道具である一方、危険場所では点火源となる可能性があります。内部回路の不具合、外部からの衝撃、バッテリーや部品の異常、静電気などにより、火花や高温部が生じるおそれがあるためです。

また、電源をオフにしただけで、必ずしも危険性が完全になくなるとは限りません。機器の構造や内部部品によっては、蓄積された電荷や高温部が一定時間残る場合もあります。

このため、危険場所で使用する電気機器には、使用環境に応じた適切な防爆構造と認証が求められます。危険場所で「普通の電気機器を少しだけ使う」ことは、重大事故のきっかけになり得るという認識が重要です。

4. 危険場所とは

一般に「危険な場所」といえば、高所、水辺、道路、火薬のある場所、毒ガスのある場所など、さまざまな危険を含む場所が考えられます。これに対して、防爆における危険場所とは、爆発性雰囲気が存在し得る場所または区域を意味します。

危険場所の分類は、可燃性ガス、引火性液体の蒸気、可燃性粉じんなどが存在する可能性や、爆発性雰囲気が発生する頻度・継続時間を考慮して行われます。ガス・蒸気の場合は、一般に Zone 0、Zone 1、Zone 2 のように分類されます。粉じんの場合は Zone 20、Zone 21、Zone 22 という区分が用いられます。

※ 上表の時間はあくまで目安であり、危険場所区分の定義そのものではありません。実際の危険場所分類は、取扱物質、放出源、換気、設備構造、運用条件などを踏まえて判断されます。

5. 日本国内の制度と労働安全衛生法

日本国内では、一定の危険な場所で使用する電気機器について、防爆構造を有し、日本の防爆検定に合格したものであることが求められる場合があります。

例えば、次のような場所では、防爆電気機器の使用が問題となります。

• 可燃性ガス、引火性の物の蒸気、可燃性粉じんが、爆発の可能性がある濃度に達する場所、又はそのおそれがある場所
• 爆燃性の粉じんが存在して爆発の危険性がある場所

これらの場所では、爆発性雰囲気の発生のおそれの程度に応じて、適切な防爆構造と保護レベルを備えた機器を選定する必要があります。

日本国内の防爆に関係する制度については、日本国内の防爆に関係する制度に関してもご参照ください。

6. 防爆電気機器の例

危険場所で使用される電気機器は、使用環境に応じた防爆構造を備え、必要な認証を取得している必要があります。防爆電気機器には、例えば次のようなものがあります。

7. 防爆構造の種類

防爆電気機器には、爆発性雰囲気に点火しないようにするための、いくつかの保護方式があります。方式によって考え方は異なりますが、初心者の方はまず「火花や高温部を外に出さない」「機器の中を安全な状態にする」「点火できないほどエネルギーを小さくする」という大きな考え方で捉えると理解しやすくなります。

耐圧防爆構造

耐圧防爆構造は、機器の容器内部に爆発性ガスが入り、万一内部で爆発が起きたとしても、その爆発に容器が耐え、外部の爆発性雰囲気に火炎を伝えないようにした構造です。

簡単に言えば、「内部で起きた爆発を、丈夫な容器の中に閉じ込める」考え方です。容器の接合部や開口部には、火炎が外へ伝わらないようにするための設計上の工夫が必要になります。

内圧防爆構造

内圧防爆構造は、容器の中に空気や不活性ガスなどの保護ガスを供給し、容器内部を外部より高い圧力に保つ、又は内部の可燃性ガス濃度を十分に低くすることによって、防爆性能を確保する構造です。

簡単に言えば、「機器の中に危険なガスが入りにくい状態を作る」方式です。制御盤や分析装置など、内部に通常の電気部品を収めたい場合に用いられることがあります。

油入防爆構造

油入防爆構造は、点火源となり得る電気機器又はその部分を油の中に入れることにより、油の外にある爆発性雰囲気へ点火しないようにする構造です。

簡単に言えば、「火花や高温部が外のガスに直接触れないように、油で隔離する」考え方です。油の量、油面の管理、容器の構造などが防爆性能に関係します。

安全増防爆構造

安全増防爆構造は、通常の使用中にはアーク又は火花を発生しない機器について、過度な温度上昇や異常なアーク・火花が生じにくいよう、安全性を高めた防爆構造です。

簡単に言えば、「もともと火花を出しにくい機器を、さらに安全側に設計する」方式です。端子の緩み、絶縁不良、温度上昇などが点火源にならないよう、構造や材料、温度管理などに配慮します。

本質安全防爆構造

本質安全防爆構造は、通常状態及び想定される故障状態において、電気回路で発生する火花や高温部が、所定の爆発性雰囲気に点火しないように、電気エネルギーを制限した防爆構造です。

簡単に言えば、「火花が出たとしても、点火できないほど小さなエネルギーに抑える」方式です。センサー、計測機器、信号回路など、比較的小さな電力で動作する機器や回路で用いられることがあります。

樹脂充塡防爆構造

樹脂充塡防爆構造は、火花、アーク又は高温によって点火源となるおそれがある部分を樹脂の中に封じ込め、周囲のガス又は蒸気に点火しないようにする構造です。

簡単に言えば、「危険になり得る部品を樹脂で包み、外の爆発性雰囲気と接触させない」方式です。電子部品や小型機器の一部に用いられることがあります。

光放射を用いる機器の防爆

レーザ、光ファイバ、光学式センサなどでは、電気火花だけでなく、光そのものが点火源となる可能性を考える必要があります。強い光が物体や粉じんに吸収されると、その部分が高温になることがあります。また、光が一点に集まることで点火につながるおそれもあります。

このため、光放射を用いる機器では、光出力、放射照度、エネルギー、集光条件などを制限又は管理し、爆発性雰囲気への点火を防ぎます。IEC 60079-28は、このような光放射を用いる機器及び伝送システムに対する追加要求事項を定めています。

非点火防爆構造

非点火防爆構造は、通常の運転中には周囲の爆発性雰囲気に点火するおそれがなく、また、点火を生じるような故障が起こりにくい電気機器に適用される防爆構造です。

簡単に言えば、「通常運転中に点火源になりにくい機器を、比較的危険度の低い場所で使うための方式」です。一般に、爆発性雰囲気が発生する可能性が低く、発生しても短時間に限られるような場所での使用が想定されます。

容器による粉じん防爆構造

容器による粉じん防爆構造は、点火源となり得る部分を粉じんが入りにくい容器に収め、さらに容器の表面温度を制限することによって、粉じんへの点火を防ぐ構造です。

ガスや蒸気だけでなく、粉じんも爆発性雰囲気を作ることがあります。粉じんの場合は、容器の中への侵入を防ぐことに加えて、容器表面に堆積した粉じんが加熱されないよう、表面温度の管理も重要になります。

8. 防爆機器は安全管理の最後の砦

防爆電気機器を使用しているからといって、危険なガスや蒸気、粉じんが充満する環境を作ってよいわけではありません。防爆機器は、基本的な安全対策を前提としたうえで、万一爆発性雰囲気が発生した場合にも点火源とならないようにするための重要な対策です。

まず大切なのは、危険な環境そのものを作らないことです。

• 適切な換気設備の設置
• 設備の定期点検と保守
• 作業者への安全教育
• 危険物、可燃性物質、粉じんの適切な管理
• 設備変更時や運用変更時のリスク確認

これらの安全対策があって初めて、防爆電気機器が本来の役割を果たします。防爆機器は安全管理の「最後の砦」であり、基本的なリスク低減措置を省略してよい理由にはなりません。

爆発性粉じん雰囲気での使用【日本国内】について

爆発性粉じん雰囲気で使用する電気機器については、ガス・蒸気とは異なる観点での確認が必要となる場合があります。詳細は、爆発性粉じん雰囲気での使用【日本国内】をご参照ください。

9. 防爆電気機器が必要となる場所の例

防爆電気機器が必要となり得る場所には、例えば次のようなものがあります。実際に防爆機器が必要かどうかは、取扱物質、設備構造、換気、運用条件、法令・基準等を踏まえて個別に確認する必要があります。

• ごみ処理施設 | ごみ処理施設の火災と爆発；事故防止対策マニュアル
• 火力発電所
• バイオマス発電所
• 排水処理施設
• 化学工場
• ゴム製品製造工場
• 製薬工場、医薬品製造工場
• 石油精製工場、石油化学工場
• 石油貯蔵庫、ガソリン貯蔵所、ガソリンスタンド
• ガスボンベ室
• LNG充填所、LPG充填所
• 水素ガス取扱所 | ディスペンサー周辺の防爆基準［業界団体の自主基準］
• 薬品を使用する環境
• 印刷工場、塗装工場
• 合成樹脂製造工場
• 航空機の給油施設
• 半導体製造工場 | 半導体製造工程における安全衛生対策指針について（通達）
• 化粧品工場
• 金属の表面研磨工場
• 穀物の貯蔵場
• 砂糖工場 | インペリアル シュガーでの粉塵爆発 - YouTube

海外（EU・アメリカ）の規制・事例に基づく追加例

日本の労働安全衛生関係法令に加え、EU（ATEX指令）やアメリカ（NEC/NFPA規格、OSHA規制）では、可燃性粉じん、アルコール・溶剤の蒸気、繊維くずなどについても、危険場所の分類や防爆対策が細かく定められています。過去の事故事例も踏まえ、参考として次のような場所を追加します。

可燃性粉じんが発生する施設（粉じん爆発のリスク）

アメリカではOSHA（労働安全衛生局）やNFPA 652（粉じん規格）により、粉じん爆発対策が特に厳格に求められています。

• 穀物エレベーター、製粉所 — 米国中西部を中心に大規模な粉じん爆発事故が繰り返されており、NEC（全米電気規格）でも厳重な防爆が義務付けられています。
• 飼料工場、ペットフード製造工場 — 穀物や肉骨粉などの有機粉じんが充満するサイロや混合エリア。
• 木工所、木材加工工場 — 集じん機周辺やサンディング作業場など。木粉は強力な爆発性を持ちます。
• 食品・香辛料製造工場 — コーンスターチ、粉ミルク、ココアパウダー、スパイスなど、微細な食品粉じんを取り扱う場所。
• 金属粉製造・加工所 — アルミニウム、マグネシウム、チタンなどの金属粉じんは非常に激しい爆発を起こすため、厳重な防爆・不活性ガス封入等が求められます。
• 石炭取扱施設、石炭サイロ、コークス工場 — 火力発電所の石炭搬送コンベアエリアや製鉄所など。

可燃性ガス・蒸気・液体が発生する施設

• 醸造所、蒸留所、ワイナリー — 発酵・蒸留過程で高濃度のアルコール（エタノール）蒸気が発生します。
• ドライクリーニング施設 — 引火性溶剤を使用する洗浄機・乾燥機周辺。
• バイオガスプラント、嫌気性消化施設 — 生ごみや家畜ふん尿からメタンガスを生成する施設。EUの再生可能エネルギー政策に伴いATEX対応が増えています。
• 下水処理場の消化ガス施設 — 汚泥の嫌気性消化タンクやガス貯蔵エリア。
• 塗装ブース（自動車、航空機、家具等） — 塗料の溶剤蒸気とミストが発生する密閉空間。作業場全体が防爆ゾーンとなります。
• 香料・フレグランス製造工場 — アルコールや揮発性の高い精油を大量に取り扱うブレンド・充填ライン。

繊維・綿埃が発生する施設（米国NECのClass III）

米国NECでは、繊維や綿埃による危険場所を「Class III」として分類し、防爆・防じん対策を規定しています。

• 綿紡績工場、織物工場、綿繰り工場 — 綿埃が電気機器の熱や火花で発火するリスクがあります。
• リネンサプライ工場、カーペット製造工場 — 繊維くずが機器の通気口等に蓄積し、過熱火災につながる場所。

先端技術・リサイクル関連施設

• EVバッテリー製造・リサイクル施設 — 電解液の溶剤蒸気、充放電時の水素ガス、破砕時の金属粉じんのリスクがあります。
• 金属3Dプリンター（積層造形）施設 — チタンやアルミニウムの微細な金属粉末を扱うため、粉じん爆発と静電気対策が必須です。
• プラスチック・電子廃棄物（E-waste）リサイクル施設 — 破砕時に発生する可燃性粉じんや揮発性ガスのリスクがあります。

その他特殊な環境

• 鉱山（特に石炭鉱山、坑内） — メタンガスや石炭粉じんの爆発リスク。EUではATEX指令、米国ではMSHA（鉱山安全衛生局）による厳格な認証機器が求められます。
• 研究開発（R&D）ラボ・試験施設 — 少量でも多種多様な危険物・ガスを取り扱うため、防爆型の薬品庫やドラフトチャンバー周辺が対象となります。
• 船舶のタンク清掃、造船所での塗装作業 — タンカーや貨物船のカーゴタンク周辺、密閉された船倉内での作業。

※ 例示は随時追加・見直しを行います。

10. 条例・基準・通達・事故事例・参考資料

防爆に関連する条例、基準、通達、事故事例、参考資料へのリンクを掲載します。リンク先の内容は各機関により更新される場合がありますので、最新情報はリンク先でご確認ください。

ユーザーガイド

• ユーザーのための工場防爆設備ガイド：防爆機器を使用、設置する人のバイブル
  • IEC 60079-14:2007を基に、構造規格の考慮等、日本での使用に合わせて編集された文書です。
  • 設置場所の環境と防爆構造の関係については、Section 1.3.2「防爆電気機器及び防爆電気配線の選定」などが参考になります。

条例・基準・通達・事故事例リンク集

• 横浜市火災予防条例
  • 第５「横浜市火災予防条例第４条第１項第19号カの取扱いについて」の一部改正について
• 横浜市消防局 危険物規制事務審査基準
• 三笠市火災予防条例
• 四日市市消防本部 四日市市危険物規制審査基準
• 名古屋市 指導基準
• 船橋市 変電設備関連資料
• 神戸市 運用基準
• さいたま市 消防同意審査時よくある指摘事項
• 呉市火災予防条例
• 防衛施設共通仕様書（航空灯火設備等電気設備工事編）防整技第6383号
• トンネル工事における可燃性ガス対策技術基準 大阪市 建設局
• 工事中の長大トンネルにおける防火安全対策について
  • 八箇峠トンネル爆発事故
• 温泉掘削等のボーリング作業等における可燃性天然ガスによる爆発・火災災害の防止について 基安安発第0829001号
  • 温泉施設での可燃性ガス事故を防ぐために
• アルコールの増産等に係る消防法令の運用に関する留意事項及び運用事例
• 危険物製造所等におけるフォークリフト等の使用について 京都市 消防局
• 安全データシート：エタノール

事故の報告・参考事例

• 令和5年中の危険物施設等における事故概要（東京消防庁）
• 失敗知識データベース：過酸化ベンゾイルの爆発・火災

11. セミナー・講習のご案内

本ページの内容について、より詳しい説明や社内向けの講習、個別の制度理解の整理をご希望の場合は、セミナー・講習サービス by NCSをご参照ください。

なお、個別製品・個別設備に関する技術的な確認や論点整理は、内容に応じて有償の技術相談として対応する場合があります。