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いて説明する。
機能可用性Aは,MTBFとMTTRとの和に対する,MTBF(故障率の逆数)の比として,次の式で表す。
MTBF
A
MTBF MTTR
ここに, A : UPSの機能可用性
MTBF : 平均故障間隔
MTTR : 平均修復時間
信頼度水準1(RIL1)のUPSは,重要負荷への1時間当たりの電源異常の故障率が10−610−5である。
すなわち,MTBFは,100 0001 000 000時間であることを意味している。このようなUPSの可用性は,
MTTRを6時間と仮定した場合,99.994 0 %(100 000/100 006)と99.999 4 %(1 000 000/1 000 006)との間
となり,産業分野では,“可用性45ナイン”として一般的に知られている。
UPSの使用可能な期間では,MTBF及びMTTRは,一定の状態とみなしてよい。可用性が増加している
ことは,定常状態又は漸近線の収束として分かる。MTBFは,少なくともt時間運転後に,重要負荷へ給
電を継続する確率を表す式r(t)=e−t/MTBFに影響を与える。
MTTRは,修復開始からt時間後に,重要負荷へ電源供給が復帰している確率を表す式m(t)=1−e−t/MTTR
に影響を与える。図K.1及び図K.2における時間t=0,t=MTBF及びt=MTTRは,r(t)及びm(t)に関する
重要な特性を規定している。
図K.1において,t=0のとき,r(0)=e−0/MTBF=1=100 %となり,UPSは運転していることを意味してい
る。t=MTBFのとき,r(MTBF)=e−MTBF/MTBF=e−1=0.37=37 %となり,UPSが次のMTBF時間において,
重要負荷へ給電している確率が37 %あることを示している。
図K.1−経過時間に対するr(t)
図K.2において,t=0の時,m(0)=1−e−0/MTTR=0=0 %となり,UPSは修復していないことを意味して
いる。t=MTTRのとき,m(MTTR)=1−e−MTTR/MTTR=1−e−1=0.63=63 %となり,UPSがMTTR時間後に負
荷への再給電を行う確率が63 %であることを示している。
図K.2−経過時間に対するm(t)
――――― [JIS C 4411-3 pdf 91] ―――――
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K.5 業界の慣例
信頼度水準の要求事項を満足するように構築及び試験したUPSは,提供するサービス(保守)を着実に
実施することによって,重要負荷に求められる電力の可用性を提供できる。これらの条件には,UPSの監
視,サービス体制の充実(熟練したサービス員,予備品など)などがあり,MTTRの低減のために重要で
ある。
例えば“4ナインの可用性”及び“可用性のティア”のような概念は,国際規格では規定がないが,業
界では実用的に用いており,データセンターに適用されている。それらは,JIS C 0508の規格群及びIEC
61508の規格群で規定する機能安全として解釈しないほうがよい。
業界で実用的に用いている可用性のティアの例として,日本データセンター協会(http://www.jdcc.or.jp/)
では,電気設備全体の信頼性をティア14の4段階に層分類して普及を図っており,その中でUPSの分
類は,次のとおりである。
− ティア1 : 冗長なし,入出力電源経路が単一経路,周辺機器の冗長なし
− ティア2 : 冗長なし,入出力電源経路が単一経路,周辺機器の冗長なし
− ティア3 : 冗長(N+1),入出力電源経路が複数経路,周辺機器の冗長あり
− ティア4 : 冗長(N+2),入出力電源経路が複数経路,周辺機器の冗長あり
注記 UPSに関しては,ティア1とティア2とは同一になる。
参考文献
JIS C 0508規格群 電気・電子・プログラマブル電子安全関連系の機能安全
注記 対応国際規格 : IEC 61508 (all parts),Functional safety of electrical/electronic/programmable
electronic safety-related systems(IDT)
JIS C 0920 電気機械器具の外郭による保護等級(IPコード)
JIS C 6950-1 情報技術機器−安全性−第1部 : 一般要求事項
注記 対応国際規格 : IEC 60950-1,Information technology equipment−Safety−Part 1: General
requirements(MOD)
JIS C 8201-3 低圧開閉装置及び制御装置−第3部 : 開閉器,断路器,断路用開閉器及びヒューズ組みユ
ニット
注記 対応国際規格 : IEC 60947-3,Low-voltage switchgear and controlgear−Part 3: Switches,
disconnectors, switch-disconnectors and fuse-combination units(MOD)
JIS C 60050-161 EMCに関するIEV用語
――――― [JIS C 4411-3 pdf 92] ―――――
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注記 対応国際規格 : IEC 60050-161:1990,International Electrotechnical Vocabulary−Chapter 161:
Electromagnetic compatibility,Amd.1:1997及びAmd.2:1998(MOD)
JIS C 60050-551 電気技術用語−第551部 : パワーエレクトロニクス
注記 対応国際規格 : IEC 60050-551:1998,International Electrotechnical Vocabulary−Part 551: Power
electronics(MOD)
JIS C 60068-3-3 環境試験方法−電気・電子−機器の耐震試験方法の指針
注記 対応国際規格 : IEC 60068-3-3,Environmental testing−Part 3: Guidance. Seismic test methods for
equipment(IDT)
JIS C 60364-5-52 建築電気設備−第5-52部 : 電気機器の選定及び施工−配線設備
注記 対応国際規格 : IEC 60364-5-52,Low-voltage electrical installations−Part 5-52: Selection and erection
of electrical equipment−Wiring systems(IDT)
JIS C 60664-1 低圧系統内機器の絶縁協調−第1部 : 基本原則,要求事項及び試験
注記 対応国際規格 : IEC 60664-1,Insulation coordination for equipment within low-voltage systems−Part
1: Principles, requirements and tests(IDT)
IEC 60034-22,Rotating electrical machines−Part 22: AC generators for reciprocating internal combustion (RIC)
engine driven generating sets
IEC 60050-111:1996,International Electrotechnical Vocabulary−Chapter 111: Physics and chemistry
IEC 60050-131:2002,International Electrotechnical Vocabulary−Part 131: Circuit theory
IEC 60050-151:2001,International Electrotechnical Vocabulary−Part 151: Electrical and magnetic devices
IEC 60050-351:2006,International Electrotechnical Vocabulary−Part 351: Control technology
IEC 60050-441:1984,International Electrotechnical Vocabulary−Switchgear, controlgear and fuses及び
Amd.1:2000
IEC 60050-442:1998,International Electrotechnical Vocabulary−Part 442: Electrical accessories
IEC 60050-482:2004,International Electrotechnical Vocabulary−Part 482: Primary and secondary cells and
batteries
IEC 60050-826:2004,International Electrotechnical Vocabulary−Part 826: Electrical installations
IEC 60196,IEC standard frequencies
IEC 60947-6-1,Low-voltage switchgear and controlgear−Part 6-1: Multiple function equipment−Transfer
switching equipment
IEC 60990,Methods of measurement of touch current and protective conductor current
IEC/TR 61000-2-8,Electromagnetic compatibility (EMC)−Part 2-8: Environment−Voltage dips and short
interruptions on public electric power supply systems with statistical measurement results
IEC 61000-4-30,Electromagnetic compatibility (EMC)−Part 4-30: Testing and measurement techniques−Power
quality measurement methods
IEC 61508 series,Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems
IEC 62310-3:2008,Static transfer systems (STS)−Part 3: Method for specifying performance and test
requirements
ISO/IEC Guide 98-3:2008,Uncertainty of measurement−Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
measurement (GUM:1995)
ANSI C57.96:1999,Guide for Loading Dry Type Distribution and Power Transformers
――――― [JIS C 4411-3 pdf 93] ―――――
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附属書JA
(参考)
JISと対応国際規格との対比表
IEC 62040-3:2011 Uninterruptible power systems (UPS)−Part 3: Method of specifying
JIS C 4411-3:2014 無停電電源装置(UPS)−第3部 : 性能及び試験要求事項
the performance and test requirements
(I) JISの規定 (II) (III)国際規格の規定 (IV) JISと国際規格との技術的差異の箇条ごと(V) JISと国際規格との技術的差異
国際 の評価及びその内容 の理由及び今後の対策
規格
箇条番号 内容 箇条 内容 箇条ごと 技術的差異の内容
番号
及び題名 番号 の評価
3 用語及び定 3.1.5A 双方向コンバ − − 追加 IEC規格にはない用語の定義を追加 IECではラインインタラクティブ方
義 ータ した。 式の説明にインバータを用いている
が,不正確なため用語を変更した。
IEC改正作業時に提案したが受け入
れられなかったため,JIS独自の変
更とする。
3.2.14 バイパスなしラ 3.2.14 JISとほぼ同様 変更 IEC規格の“インバータ”を“双方 同上。
インインタラクティブ 向コンバータ”に変更した。
方式
3.2.26.2 二次回路 3.2.26.2 JISとほぼ同様 変更 IEC規格の定義が不正確であるた IEC規格の改正提案を行う。
め,JIS C 6950-1を基に変更した。
3.3.34A フロート寿命 − − 追加 IEC規格にはない用語の定義を追加 本文で使用している。IEC規格の改
した。 正提案を行う。
3.4.12 装置の定格皮相 3.4.12 JISとほぼ同様 削除 我が国の配電事情による。
IEC規格では,“相間装置”及び“相
電力 3.4.13 間UPS”の値を規定している。
3.4.13 短絡比
3.5.6 過負荷耐量 3.5.6 JISとほぼ同様 変更 IEC規格の“又は”を“及び”に変 条件によっては両方の条件が必要と
更した。 なる。IEC規格の改正提案を行う。
C4
3.5.19A 不平衡率 − − 追加 IEC規格にはない用語の定義を追加 試験で必要となる。IEC規格の改正
41
した。 提案を行う。
1-
3
4 環境条件 4.1 概要 4.1 JISとほぼ同様 変更 IEC規格にはない“結露なし”の条 我が国の気象条件による。
: 2
件を追加した。
01
5
4
1
――――― [JIS C 4411-3 pdf 94] ―――――
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C 4411-3 : 2014
C4
5
(I) JISの規定 (II) (III)国際規格の規定 (IV) JISと国際規格との技術的差異の箇条ごと(V) JISと国際規格との技術的差異
1
国際 の評価及びその内容 の理由及び今後の対策
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規格
-
3
箇条番号 内容 箇条 内容 箇条ごと 技術的差異の内容
: 2
番号
及び題名 番号 の評価
01
4 環境条件 4.2.1.1 周囲温度及び 4.2.1.1 JISとほぼ同様 変更 IEC規格にはない“結露なし”の条 我が国の気象条件による。
4
(続き) 相対湿度 件を追加した。
4.2.2.1 周囲温度及び 4.2.2.1 JISとほぼ同様 追加 輸送手段としてIEC規格にない海路 我が国の実状に合わせる。IEC規格
相対湿度 を追加。 の改正提案を行う。
4.2.2.2 標高 4.2.2.2 JISとほぼ同様 追加 標高の上限を5 000 mから1 000 mに我が国の地理条件による。
変更した。
5 電気的使用 5.1.3 安全 5.1.3 JISとほぼ同様 削除 IEC規格で適用している安全規格を 実状を考慮。安全規格をJIS化後に
条件,性能及 削除した。 取入れを検討する。
び指定値 5.2.2 製造業者が指定 5.2.2 JISとほぼ同様 変更 IEC規格で採用している高調波電流 我が国の配電事情による。
する特性 規格を変更・削除した。
5.3.3 購入者の指定に 5.3.3 JISとほぼ同様 変更 IEC規格で採用している高調波電流 我が国の配電事情による。
よる特性及び条件 規格を変更・削除した。
5.4.2.1 全ての蓄電池 5.4.2.1 JISとほぼ同様 変更 IEC 62040-1の適用を要求事項から 現状の国内製品は全てが対応してい
に関する要求事項 推奨に変更。 ない。IEC 62040-1の対応JIS制定後,
次期改正時にIECに合わせる。
5.4.2.2 製造業者の指 5.4.2.2 JISとほぼ同様 変更 “設計寿命又はフロート寿命(ただ“設計寿命”が何を表しているか不
定による特性 明。
し,いずれか)”を“フロート寿命”
に変更した。
蓄積エネルギー運転状態の放電電流蓄電池の仕様として,“公称放電電
について,IEC規格の“公称放電電 流”は規定していない。IEC規格の
改正提案を行う。
流”を“最大放電電流”に変更した。
6 UPSの試験 6.4.2.11.1通常運転状 6.4.2.11.1 JISとほぼ同様追加 条件として,単相入力の場合であるIEC規格での記載漏れと思われるた
態から蓄積エネルギー ことを追加した。 め,IEC規格の改正提案を行う。
運転状態への切換え
6.4.2.11.6 試験方法− 6.4.2.11.6 JISとほぼ同様変更 IEC規格の図(図5)を変更した。 本文の規定に合わせて変更した。
線形負荷 IEC規格の改正提案を行う。
6.4.3.3 過渡特性試験 6.4.3.3 JISとほぼ同様 追加 IEC規格では規定していない判定基 判定基準が必要。IEC規格の改正提
準を追加した。 案を行う。
6.4.4.3 蓄電池のリプ 6.4.4.3 JISとほぼ同様 変更 IEC規格で規定している蓄電池は満 蓄電池製造業者は,満充電状態での
ル電流の測定 充電状態を条件から削除した。 リプル電流は測定していない。IEC
規格の改正提案を行う。
――――― [JIS C 4411-3 pdf 95] ―――――
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JIS C 4411-3:2014の引用国際規格 ISO 一覧
- IEC 62040-3:2011(MOD)
JIS C 4411-3:2014の国際規格 ICS 分類一覧
- 29 : 電気工学 > 29.200 : 整流器.変換器.安定電源装置
JIS C 4411-3:2014の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISC1509-1:2017
- 電気音響―サウンドレベルメータ(騒音計)―第1部:仕様
- JISC4411-2:2019
- 無停電電源装置(UPS)―第2部:電磁両立性(EMC)要求事項
- JISC60068-2-1:2010
- 環境試験方法―電気・電子―第2-1部:低温(耐寒性)試験方法(試験記号:A)
- JISC60068-2-2:2010
- 環境試験方法―電気・電子―第2-2部:高温(耐熱性)試験方法(試験記号:B)
- JISC60068-2-27:2011
- 環境試験方法―電気・電子―第2-27部:衝撃試験方法(試験記号:Ea)
- JISC60068-2-31:2013
- 環境試験方法―電気・電子―第2-31部:落下試験及び転倒試験方法(試験記号:Ec)
- JISC60068-2-78:2015
- 環境試験方法―電気・電子―第2-78部:高温高湿(定常)試験方法(試験記号:Cab)
- JISC60364-1:2010
- 低圧電気設備―第1部:基本的原則,一般特性の評価及び用語の定義
- JISC61000-3-2:2019
- 電磁両立性―第3-2部:限度値―高調波電流発生限度値(1相当たりの入力電流が20A以下の機器)
- JISX7779:2012
- 音響―情報技術装置から放射される空気伝搬騒音の測定