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更新：2024.12.15
登場人物 : Aさん(解説担当者), Bさん(申請者)
Aさん： こんにちは、Bさん。まずは防爆電気機器の型式検定申請書の「定格」欄の書き方について、一緒に学んでいきましょう。
Bさん： こんにちは、Aさん。よろしくお願いします。この「定格」欄、いつもどう書けばいいか迷うんですよね。
Aさん： なるほど。ではまず、ステップ１から始めましょう。「定格」欄の記載内容は、申請する防爆電気機器の「防爆構造の種類」によって異なります。まずは、申請する製品がどの防爆構造に該当するのかを確認しましょう。例えば、耐圧防爆構造、安全増防爆構造、本質安全防爆構造など、色々な種類がありますよ。
Bさん： 防爆構造の種類、結構たくさんあるんですね。自分の製品がどれに当てはまるか、しっかり確認しないといけませんね。
Aさん： そうですね。それが確認できたら、ステップ２です。防爆構造の種類によって、記載すべき項目が異なります。主な項目としては、定格電圧、定格電流などの電気的定格、そして周囲温度などがあります。電気的定格は、電気機器の一般規格に定める定格表示方法に準じて、単位を含めて記載します。「周囲温度:-20℃～+40℃」というように記載します。
Bさん： なるほど。水冷式の場合は、冷却水の水量と温度も必要なんですね。
Aさん： はい、その通りです。例えば、「冷却水 水量 規定水量 20L/min」といった具合に記載します。そして、本質安全防爆構造の場合は、電源の種類や電圧、電流制限値なども記載する必要がありますよ。
Bさん： 結構細かいですね。測定範囲なども、本質安全防爆性能に関係するものは記載が必要なんですか？
Aさん： はい、必要です。例えば、「圧力測定範囲 0～1MPa」のように記載しますね。そしてステップ３ですが、同一型式がある場合は、「同一型式一覧表」を作成し、それぞれの製品の仕様を明確に記載する必要があります。この表には、型式ごとの定格を記載します。
Bさん： 同一型式…、基本的な構造や機能が同じで、一部の仕様や性能が異なる製品のことですよね？
Aさん： 正解です！最後にステップ４、「定格」欄の記載が完了したら、記入漏れや誤りがないかを必ず確認しましょう。不明な点があれば、申請先の検定機関に相談することをおすすめします。そして、申請書と必要な添付書類を揃えて提出です。エヌ・シー・エス株式会社では、申請書はグーグルフォームに入力で、添付書類は電子ファイルで提出します。
Bさん： なるほど、全体の流れは理解できました。
Aさん： さて、申請書の「定格」欄の書き方について説明しましたが、具体的な例を挙げてみましょう。例えば、電動機の場合は、定格電圧、定格電流、出力、周囲温度などを記載します。
Bさん： 定格電圧と定格電流は、その電動機が設計された電圧と電流ですよね？例えば、「定格電圧 AC200V、定格電流 10A」のように記載するんですね。
Aさん： その通りです。出力は、その電動機が発生できる動力で、「出力 1.5kW」のように記載します。周囲温度は、標準は-20℃～+40℃ですが、異なる場合は「周囲温度 -10℃～+50℃」のように具体的に記載します。
Bさん： 水冷式の場合は、冷却水の水量と温度も記載するんですよね？
Aさん： はい、そうです。さらに、本質安全防爆構造の場合は、例えばガス検知器なら、電源の種類や電圧、検知対象ガス、測定範囲、周囲温度などを記載します。
Bさん： 電源は乾電池なら、「電源 DC12V（乾電池 単3形 8個）」のように、種類や個数も記載するんですね。検知対象ガスは「検知対象ガス メタン」、測定範囲は「測定範囲 0～1000ppm」といった感じですね。
Aさん： そうです！「定格」欄に記載する内容は、防爆電気機器の種類や構造によって異なりますので、申請する製品に合わせて、必要な項目を漏れなく記載することが重要です。
Bさん： はい！分かりました。
Aさん： 今回は、本質安全防爆構造の電気機器特有の書き方について詳しく見ていきましょう。
Bさん： はい、お願いします！
Aさん： 本質安全防爆構造の電気機器の場合、「定格」欄には、本質安全防爆性能を維持するために重要なパラメータを記載する必要があります。
Bさん： パラメータって、具体的にはどんなものですか？
Aさん： 主なものとしては、電圧、電流、電力、インダクタンス、キャパシタンスなどです。これらの値は、本質安全防爆回路の設計において非常に重要で、爆発性雰囲気での使用時に点火エネルギーを制限するために設定されます。
Bさん： なるほど。では「定格」欄には、これらのパラメータの具体的な値を記載するということですね。
Aさん： その通りです。例えば、「Ui 12V、Ii 100mA、Pi 1.2W、Li 10mH、Ci 1μF」のように、各パラメータの値と単位を明確に記載します。
Bさん： ところで、本質安全防爆構造の電気機器には、「ia」「ib」「ic」といった性能区分があると聞きましたが、これは「定格」欄にどのように関係するのでしょうか？
Aさん： 良い質問ですね。性能区分は、本質安全防爆回路の安全度レベルを示すものです。例えば、「ia」は最も安全度が高く、「ic」は「ia」「ib」よりも安全度が低い区分です。一般的に、安全度が低い区分ほど、許容される電圧や電流などの値が大きくなります。
Bさん： なるほど。性能区分によって、記載するパラメータの値も変わってくるんですね。
Aさん： その通りです。「定格」欄の記載に関連して、性能区分も忘れずに記載する必要があります。具体的には、「防爆構造の種類」欄に続けて、括弧で囲んで性能区分を記載します。例えば、「本質安全防爆構造 (ia)」のような形です。
Bさん： 分かりました！本質安全防爆構造の電気機器の「定格」欄には、パラメータの値と単位、そして性能区分をしっかり記載することが重要なんですね。
Aさん： その通りです！
本質安全防爆構造は、正常状態はもちろんのこと、故障状態においても電気回路（本安回路）で発生する火花や部品の高温部によって爆発性雰囲気に点火しないように設計された防爆構造です。
具体的には、以下のような考え方や特徴があります。
故障時の安全確保: 本質安全防爆構造では、単なる正常状態だけでなく、部品の短絡、断路、地絡など、様々な故障状態を想定して安全性を確保する必要があります。
点火エネルギーの制限: 電気回路の電圧、電流、インダクタンス、キャパシタンスなどを適切に制御することで、火花や高温部が発生しても点火エネルギーを制限し、爆発性雰囲気での点火を防ぎます。
安全保持部品の利用: 故障時に安全性を確保するために、安全機能を担う特別な部品（安全保持部品／故障しないコンポーネント）を使用します。 これらの部品は、故障が発生した場合でも安全な状態を維持するように設計されています。
性能区分による分類: 本質安全防爆回路は、「ia」「ib」「ic」の3つの性能区分に分類されます。
「ia」は最も安全度が高く、「ic」は「ia」「ib」よりも安全度が低い区分です。
性能区分によって、許容される電圧や電流などの値が異なります。
システム構成: 本質安全防爆構造の電気機器は、本安機器と本安関連機器、そしてそれらを接続する外部配線で構成される本安システムとして使用されます。
本安機器は、爆発性雰囲気に直接設置される機器です。
本安関連機器は、本安機器を制御したり、信号を伝送したりするための機器で、通常は安全な場所に設置されます。
申請時の注意点としては、以下の点が挙げられます。
「定格」欄への記載: 申請書を作成する際には、「定格」欄に、本質安全防爆性能を維持するために重要なパラメータ（電圧、電流、電力、インダクタンス、キャパシタンスなど）の具体的な値と単位を記載する必要があります。 また、性能区分も忘れずに記載しましょう。
「同一型式一覧表」の作成: 同じ基本構造を持ちながら、一部仕様が異なる製品を複数申請する場合は、「同一型式一覧表」を作成し、それぞれの製品の仕様を明確に記載する必要があります。
添付図面の作成: システム構成図、本安性保持の概要図、外形寸法図、構造詳細図、電気回路図など、様々な添付図面を作成し、本質安全防爆性能を維持するための設計内容を詳細に示す必要があります。
詳細については、「本質安全防爆構造補足」の手引きを参照してください。
Aさん： Bさん、前回は本質安全防爆構造の「定格」欄の書き方について説明しましたね。今日は添付図面について詳しく見ていきましょう。
Bさん： はい、お願いします！図面はちょっと苦手意識があるんですが…。
Aさん： 大丈夫ですよ。一つずつ確認していきましょう。まず、本質安全防爆構造の添付図面には、どんな種類があるか知っていますか？
Bさん： えーっと…、システム構成図とか、電気回路図とか…でしょうか？
Aさん： そうです！主なものはシステム構成図、本安性保持の概要図、外形寸法図、構造詳細図、電気回路図です。その他にも、部品や組立品に関する図面が必要になることもあります。
Bさん： 結構たくさんありますね…。それぞれどんなことを書くんですか？
Aさん： 例えばシステム構成図では、本安機器と本安関連機器がどのように接続されているか、配線はどうなっているかなどを示します。本安性保持の概要図では、本質安全防爆構造をどのように実現しているかを具体的に説明します。
Bさん： なるほど…。外形寸法図は、その名の通り、機器の外形や寸法を示すんですよね？
Aさん： そうです。それから、構造詳細図では、機器内部の構造を詳しく示します。特に、安全保持部品がどのように配置されているか、回路間の距離はどのくらい確保されているかなどを明確にすることが重要です。
Bさん： 安全性を確認するための図面なんですね。電気回路図は、回路全体の構成を示すんですよね？
Aさん： ええ。安全保持部品にはマークを付けて分かりやすくしたり、回路定数の値を記入したりします。
Bさん： 図面1枚1枚に、大切な情報が詰まっているんですね。
Aさん： そうなんです。図面は、本質安全防爆構造の安全性を示す重要な資料なので、丁寧に作成することが大切ですよ。
Bさん： はい、よくわかりました！Aさん、ありがとうございました！
Aさん： どういたしまして。申請書の「定格」欄は、防爆電気機器の型式検定において非常に重要な部分です。記載内容を理解し、正しく記入することで、スムーズな検定手続きと、安全な製品の製造・輸入に繋がります。この説明が、申請手続きをスムーズに進めるための一助となれば幸いです。何かあれば、いつでも質問してくださいね。
Aさん： Bさん、今日は特定の防爆構造、例えば「耐圧防爆構造」に焦点を当てて、申請書と申請図面の記載例をさらに詳しく見ていきましょう。
Bさん： はい、お願いします！耐圧防爆構造は、爆発が容器内部で起こっても、その圧力に耐えて、外部の爆発性雰囲気に引火しないようにする構造ですよね？
Aさん： その通りです！耐圧防爆構造の電気機器、例えばモーターや制御盤などの場合、「定格」欄には、電気的な定格（電圧、電流、出力など）に加えて、特に重要な項目を記載する必要があります。
Bさん： 例えば、どんな項目でしょう？
Aさん： まず、「温度等級」です。これは機器の最高表面温度と関連しており、爆発性雰囲気の発火温度との関係で重要な情報です。
Bさん： なるほど。温度等級は最高表面温度に基づいて決められるんですね。
Aさん： はい、その通りです。例えば、「T4」の場合、最高表面温度は135℃以下という意味になります。これは申請書の「定格」欄に記載すべき重要な情報です。
Bさん： 他には何かありますか？
Aさん： 耐圧防爆構造では、「容器の耐圧試験圧力」も重要です。これは、容器がどれくらいの圧力に耐えられるかを試験した結果の値です。
Bさん： 容器が爆発の圧力に耐えられることを証明する値ですね。
Aさん： はい。さらに、「安全間隙」も重要な項目です。これは、容器の接合面の隙間のことで、爆発の火炎が外部に漏れないように、非常に小さく設定されています。
Bさん： 安全間隙は、接合面の種類によって、その長さや隙間の大きさが決められているんですよね？
Aさん： よく知っていますね！例えば、「平面接合」や「ねじ接合」など、接合面の構造によって、必要な安全間隙の寸法が異なります。これらの情報は、申請図面に詳細に記載する必要があります。
Bさん： なるほど。耐圧防爆構造の申請書の「定格」欄には、電気的な定格だけでなく、温度等級、容器の耐圧試験圧力など、容器の強度や安全性に関連する情報も記載する必要があるんですね。そして、安全間隙などの詳細は申請図面に記載するわけですね。
Aさん： その通りです！耐圧防爆構造は、容器の強度と密閉性が非常に重要ですからね。申請書の「定格」欄と申請図面を合わせて、これらの情報を正確に記載することが、安全な製品を製造・輸入する上で非常に重要です。
Bさん： よく分かりました。耐圧防爆構造は奥が深いですね。
Aさん： ええ、防爆構造は種類によって、設計や製造上の注意点が異なります。それぞれの構造の特性を理解し、適切な安全対策を講じることが大切です。
Bさん： はい、肝に銘じます！
Aさん： 申請に関して、他に質問はありますか？
Bさん： いえ、今日は大丈夫です。詳しく説明していただき、ありがとうございました！
Aさん： どういたしまして。またいつでも質問してくださいね。防爆電気機器の安全な運用に貢献できるよう、一緒に頑張りましょう！
Aさん：Bさん、図面の話は分かりましたか？
Bさん：はい、おかげさまで。図面は安全性を示すための大切な資料なんですね。
Aさん：その通りです。ところで、Bさん、**「あらかじめ行った試験」**についてはご存知ですか？
Bさん：あらかじめ行った試験…ですか？ ちょっと聞いたことはあるような…。
Aさん：これは、申請する製品が規格に適合しているか、申請者自身で事前に確認しておく試験のことです。防爆構造ごとに必要な試験は異なりますが、いずれの場合も**「あらかじめ行った試験の結果を記載した書面」**を提出する必要があります。
Bさん：へえー、そうなんですね。具体的にはどんな試験をするんですか？
Aさん：例えば、本質安全防爆構造の製品の場合、電気回路の電圧や電流が設計値に適合しているか、安全保持部品が正しく機能するかなどを確認するために、火花点火試験や温度試験などを行います。回路の電圧や電流の測定、部品の温度測定なども行います。国際整合防爆指針に基づいて申請する場合は、製造するすべての製品に対して実施するルーチン試験の結果も必要になります。
Bさん：ルーチン試験…？
Aさん：ルーチン試験とは、製造工程の中で、抜き取り検査のように、製品の安全性を定期的にチェックする試験のことです。例えば、製造した製品からサンプルを抜き取って、絶縁抵抗や耐電圧を測定したりします。この試験の結果を提出することで、製造工程全体で安全性が確保されていることを証明することになります。
Bさん：なるほど。つまり、設計段階の試験と製造段階の試験の両方を行う必要があるんですね。
Aさん：そうです！ どちらも、製品の安全性を確認するためにとても重要です。試験の結果は、書面としてまとめ、具体的な測定値や試験方法などを記載します。
Bさん：分かりました！ あらかじめ試験を行うことで、申請前に製品の安全性をしっかり確認しておくことが大切なんですね。
Aさん：Bさん、あらかじめ行った試験は理解できましたか？
Bさん：はい、だいたいわかりました。申請前に自分で試験をして、その結果を提出するんですね。
Aさん：そうです。この試験は、申請する製品が本当に安全かどうかを確認するために行う、とても重要なものなんです。特に本質安全防爆構造の場合、電気回路が正しく設計されているか、安全保持部品が適切に機能するかなどをしっかりと確認する必要があります。
Bさん：具体的にどんな試験をするのか、もう少し詳しく教えていただけますか？
Aさん：もちろんです。例えば、本質安全防爆構造の製品の場合、電気回路の電圧や電流が、設計通りに制限されていることが重要で、故障状態でもそれが必要なのです。
Bさん：故障状態まで考えないといけないんですか？
Aさん：はい。故障時の安全性を確認するためには、故障状態の条件での試験が必要なんです。例えば、故障状態での条件下での部品の温度上昇を測定したり、火花点火試験を行ったり。これらの試験を通して、製品が規格で想定されたあらゆる状況下で安全に動作することを確認するんです。
Bさん：試験の内容は、申請する製品や規格によって違うんですか？
Aさん：ええ、その通りです。具体的な試験項目や方法は、対象となる防爆構造や適用される規格によって異なります。例えば、耐圧防爆構造であれば、爆発試験や過圧試験が必須になりますし、粉塵防爆構造であれば、IP防塵試験が必要になります。
Bさん：なるほど。それぞれの防爆構造に適切な試験を行う必要があるんですね。
Aさん：そうです！ そして、国際整合防爆指針に基づいて申請する場合は、ルーチン試験の結果も提出する必要があるんでしたね。
Bさん：ルーチン試験って、どんな試験でしたっけ？
Aさん：ルーチン試験は、製造するすべての製品に対して行う試験のことです。製造工程の中で、抜き取り検査のように、製品の安全性を定期的にチェックするんです。この試験の結果を提出することで、製造工程全体で安全性が確保されていることを証明することになります。
Bさん：あ、そうでした！ 思い出しました。
Aさん：それぞれの試験で、正確な手順で確実に実施し、その結果をきちんと記録しておくことが重要です。試験結果は、**「あらかじめ行った試験の結果を記載した書面」**にまとめます。この書面には、具体的な測定値や試験方法などを詳しく記載する必要があります。
Bさん：試験結果をきちんと記録しておくことも重要なんですね。
Aさん：ええ。記録を残しておくことで、後から試験内容を確認したり、問題が発生した場合の原因を調査したりすることができるんです。試験は、製品の安全性を保証するために行うものですから、正確な手順で確実に実施し、その結果をきちんと記録しておくことが重要です。
Aさん: こんにちは、Bさん。今日は防爆電気機器の申請における図面作成について、詳しく解説させていただきますね。
Bさん: こんにちは、Aさん。よろしくお願いします。図面作成は苦手意識があるので、丁寧に教えていただけると助かります。
Aさん: はい、もちろんです。まず、図面の作成は、申請する防爆電気機器の構造や機能を明確に示すために非常に重要です。特に、防爆性能に関係する部分については、詳細な記載が必要になります。
Bさん: 防爆性能に関係する部分ですね。具体的にはどのような図面が必要になるのでしょうか？
Aさん: 主に以下のような図面が必要になります。
Bさん: なるほど、結構種類がありますね。作成する際に注意すべき点はありますか？
Aさん: はい、いくつか重要なポイントがあります。
Bさん: 細かいところまで注意が必要なんですね。
Aさん: そうですね。さらに、本質安全防爆構造の場合、追加で必要な図面があります。
Bさん: 本質安全防爆構造ですか？どのような図面が必要になるのですか？
Aさん: はい、本質安全防爆構造の場合は、以下の図面も必要となります。
これらの図面では、本質安全防爆構造特有の要件を満たしていることを明確に示す必要があります。
Bさん: 本質安全防爆構造は、さらに注意が必要ですね。これらの図面を正確に作成することで、申請がスムーズに進むんですね。
Aさん: その通りです。図面は、審査官が防爆性能を理解するための重要な資料となります。丁寧に作成することで、申請が円滑に進むだけでなく、安全な防爆電気機器の製造にも繋がります。
Bさん: よくわかりました。Aさん、今日は本当にありがとうございました。教えていただいたことを参考に、正確な図面を作成したいと思います。
Aさん: 何か分からないことがあれば、いつでも聞いてくださいね。応援しています！
Bさん: こんにちは、Aさん。今日は本質安全防爆機器の試験プログラムについて詳しく教えていただけるとのことで、楽しみにしています。
Aさん: こんにちは、Bさん。こちらこそ、よろしくお願いします。本質安全防爆機器の試験は、製品の安全性を確保するために非常に重要です。今日は主要な試験とその目的について、分かりやすくご説明しますね。
Bさん: ありがとうございます。まずは、どのような試験があるのか全体像を教えていただけますか？
Aさん: はい、主な試験としては、火花点火試験、部品の温度試験、耐電圧試験、セルおよびバッテリーの試験、ピエゾ素子の衝撃試験などがあります。また、製造時にはルーチン試験として、ダイオード式安全保持器の試験や変圧器の耐電圧試験も行われます。
Bさん: なるほど、いろいろな試験があるんですね。まず、火花点火試験について詳しく教えていただけますか？
Aさん: 火花点火試験は、本質安全防爆の中核となる試験です。これは、回路が点火能力を持たないことを実証するための試験です。試験では、回路の通常状態および故障状態を模擬し、火花試験装置を用いて点火の可能性を評価します。
Bさん: 火花試験装置とはどのようなものですか？
Aさん: 火花試験装置は、危険場所で起こりうる最も厳しい条件、例えば開放、短絡、地絡などを模擬するように設計されています。具体的には、試験対象のガスや必要とされる安全率（1.0と1.5）に応じて決まる試験ガスと、試験回路の種類（交流、直流、容量性）に応じて決まる試験回路のパラメーターを適切に設定する必要があります。
Bさん: 試験ガスの選定はどのように行うのですか？
Aさん: 試験ガスは、機器が使用されるガスのグループに応じて選定します。例えば、グループIICでは水素、IIBではエチレン、IIAではプロパン、グループIではメタンが使用されます。安全率によって試験ガスの濃度や電気的パラメータが変わります。
Bさん: なるほど。次に、部品の温度試験について教えてください。
Aさん: 部品の温度試験には二つの重要な目的があります。一つは温度等級を決定すること、もう一つは部品が定格内で使用されていることを確認することです。試験は基準周囲温度、通常は40℃または機器に表示される最高周囲温度を基準として行われます。
Bさん: 非線形の温度特性を持つ部品については、特別な配慮が必要とのことですが？
Aさん: はい、例えばバッテリーなど、温度特性が非線形な部品については、単純な温度差の加算では評価できません。実際の使用温度範囲で試験を行う必要があります。
Bさん: わかりました。耐電圧試験についてはいかがでしょうか？
Aさん: 耐電圧試験は、絶縁の健全性を確認するために行われます。試験電圧は通常、正弦波交流またはリップルが3%以下の直流で印加されます。電圧は徐々に上昇させ、規定値で60秒以上保持します。
Bさん: 電圧を印加する際の条件はありますか？
Aさん: はい、電圧は10秒以上かけて徐々に上昇させ、規定電圧で60秒以上保持する必要があります。試験中の電流は5 mA r.m.s.以下でなければなりません。
Bさん:もし5 mAを超えた場合は、すぐに不適合という判定になるのでしょうか？
Aさん: はい、その通りです。試験中のどの時点であっても5 mAを超えた場合は不適合となります。
Bさん: セルおよびバッテリーの試験について詳しく教えてください。セルやバッテリーの試験では、事前準備が必要だと聞きましたが。
Aさん:その通りです。再充電可能なセルやバッテリーの場合、試験前に最低2回の充放電サイクルを実施し、容量が製造者の仕様と整合していることを確認する必要があります。
Aさん: 電池を使用する機器では、電解液漏れ試験、火花点火能力の評価、表面温度の評価が必要です。電解液漏れ試験では、極端な使用条件下での電解液の漏れがないことを確認します。表面温度の評価では、短絡状態などでの最高表面温度を確認します。
Bさん: 短絡試験の条件はどのように設定するのですか？
Aさん: 短絡リンクの抵抗は3mΩ以下、または電圧降下が200mV以下もしくはセル起電力の15%以下となるように設定します。温度試験は最も厳しい条件となる温度で実施します。
Bさん: ピエゾ素子の衝撃試験についても教えてください。
Aさん: ピエゾ素子を含む機器では、衝撃によって発生する電圧と蓄積されるエネルギーを評価します。これは、力学的エネルギーが電気エネルギーに変換される可能性があるためです。
Bさん: ルーチン試験についてはいかがでしょうか？
Aさん: 製造時には、ダイオード式安全保持器のルーチン試験と変圧器の耐電圧試験を実施します。これらは、製品の品質を確認するために重要な試験です。
Bさん: 試験時の共通的な注意点はありますか？
Aさん: はい、電圧・電流の許容差は±1%、機械的寸法の許容差は±2%（タングステン線の長さは±10%）に管理する必要があります。また、故障条件は保護レベルに応じて考慮し、"ia"では二重故障、"ib"では単一故障、"ic"では正常状態を考慮します。試験順序は、より非破壊的な試験から実施するなど、論理的な順序を考慮することが重要です。
Bさん: 非常に詳しく説明していただき、ありがとうございました。本質安全防爆機器の試験について、よく理解できました。
Aさん: いえいえ、どういたしまして。試験条件の選定には、製品の使用環境や要求される安全レベルを十分に考慮する必要があります。もし、さらにご不明な点がございましたら、いつでもご質問ください。
Bさん: はい、ありがとうございます。また何かあれば、よろしくお願いします。
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