JIS C 60079-25:2008 爆発性雰囲気で使用する電気機械器具―第２５部：本質安全システム | ページ 3

                                                                                              9
                                                             C 60079-25 : 2008 (IEC 60079-25 : 2003)
                                          附属書B
                                          (規定)
                 複数の電源をもつ本安システムの回路の評価方法

序文

  この附属書は,複数の電源をもつ本安システムの回路の評価方法について規定する。
  電源が,抵抗による電流制限形の線形出力である場合にだけ,この評価方法を適用できる。ほかの電流
制限形の電源には適用できない。
  IEC 60079-14の附属書Bは,安全な工事方法を確保する単純化された方法を含んでおり,この附属書の
代替案として使用してもよい。
  複数の電源供給があり,その相互接続が,JIS C 60079-11に従って適切に分離され,品質管理された相
互接続が行われる場合,その相互接続は,開放又は短絡の故障が起こると考えられる。しかし,この場合,
配線接続を逆にするような故障又は直列接続が並列接続若しくは並列接続が直列接続に変わるような故障
は考えない。適切に品質管理され,かつ,適切に検査設備が備えられているところで製作されたラック又
はパネル内の相互接続は,必要な基準を満たしている例の一つである。
  図B.1は,通常の直列接続を示す。この直列接続状態では,開路電圧Uoは,U1 + U2となる (Uo = U1
+ U2)。Uoが,U1−U2の電圧になる可能性は考慮しない。
  システムの安全性を考慮する場合,三つの電圧U1,U2,U0=U1+U2を,対応する電流であるI1,I2及び
次の式で表すIoとともに考慮する。
                            U1+U2
                         Io=
                             R1+R2
  三つの等価回路のそれぞれについて,JIS C 60079-11の表A.1を使用して安全性を評価しなければなら
ない。それぞれの回路のLo,Lo/Ro,及びCo値を確定し,その最も厳しい値を関連する等価回路に使用し
なければならない。
  いかなる場合もこれらの値を決める場合,安全率は1.5とする。
    注記 二つの電圧(U1及びU2)が加えられる場合,その組合せ回路において,キャパシタンス (Co) の
          数値が決まる。しかし,インダクタンス (Lo) 及びLo/Ro比は,別々の回路のうちの一つを合成
          回路とみなして決めてもよい。最小インダクタンスが,常に最大電流では決められず,また,
          最小Lo/Ro比が,最小インダクタンスでも決められない。
  それぞれの等価回路から出力可能な電力を決定しなければならない。組合せ回路の出力可能な電力は,
それぞれの電源が同じ電流値を出力するときだけ,それぞれの回路の出力可能な電力の和として表す。
  図B.2に示すように,電源が並列に接続されるとき,三つの電流I1,I2,Io=I1 + I2は,関連する電圧
U1,U2,Uoとともに考慮しなければならない。この場合のUoは,次の式で表す。
                            U1R2+U2R1
                        Uo=
                               R1+R2
  三つの等価回路のそれぞれについて,JIS C 60079-11の表A.1を使用して安全性を評価しなければなら
ない。それぞれの回路のLo,Lo/Ro,及びCoの値を確定し,その最も厳しい値を関連する等価回路ととも
に使用しなければならない。三つの等価回路のそれぞれから出力可能な電力を決定しなければならない。

――――― [JIS C 60079-25 pdf 11] ―――――

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C 60079-25 : 2008 (IEC 60079-25 : 2003)
組合せ回路の出力可能な電力は,それぞれの電源が同じ電圧値を出力するときだけ,それぞれの回路の出
力可能な電力の和として表す。
  二つの電源が同じ本安回路に接続され,その相互接続が図B.3で示すような,十分に信頼性をもたない
相互接続の場合,電源は直列又は並列のどちらの接続にもなる可能性がある。このような条件下では,あ
り得るすべての等価回路を評価しなければならない。そして最も厳しい出力パラメータとその等価回路と
を利用して,本安システムを構築しなければならない。
  危険区域に設置する機器は,例えば,内部バッテリの重要な出力パラメータをもつ機器とするような電
源を含んでもよい。この場合,システムの分析には,機器内のこの電源と本安関連機器の電源との組合せ
を含めなければならない。そのような分析には,通常,現場配線の故障によって,相互接続の極性が逆に
なることを含む。
  複数の電源回路の代表的な等価回路を確立する場合,これらを一つの電源とみなして扱い,システム全
体の安全が許容されるかどうかを決めるために,附属書Aの手順を用いることができる。
  異なる出力電圧をもつ二つ以上の電源が相互接続されると,合成循環電流が,内部調節回路において余
分な電力を消費する。ただし,回路が通常の抵抗による電流制限機能をもつ場合,余分な電力消費は,本
質安全性に悪影響を与えるとは考えない。
                                                                             出力パラメータ
      分析                                              電源1                  U1      C1
      U1   I1                                              +                  I1      L1
                         Uo=U1+U2                                            R1     L1/R1
                                                           −
      及び
      U2   I2                                           電源2                  U2      C2
                             U1  U2                                            I2      L2
                         Io=                              +
                             R1  R2
                                                                               R2     L2/R2
                                                           −
                                   図B.1−直列接続された電源
                                                                             出力パラメータ
      分析                                             電源1                  U1      C1
      U1   I1                                              +                  I1     L1
                            U1R2  U2R1                                        R1     L1/R1
                        Uo=
                               R1  R2                      −
      及び
      U2   I2                                          電源2                  U2      C2
                        Io=I1+I2                         +                  I2     L2
                                                                              R2     L2/R2
                                                           −
                                   図B.2−並列接続された電源

――――― [JIS C 60079-25 pdf 12] ―――――

                                                                                             11
                                                             C 60079-25 : 2008 (IEC 60079-25 : 2003)
   危険区域                                              非危険区域           出力パラメータ
   本安機器                                              本安関連機器
                                                               電源1          U1        C1
                                                                              I1        L1
                              直列接続                                        R1       L1/R1
                              Uo=U1+U2
                                  U1  U2
                              Io=
                                  R1  R2
                                                               電源2          U2        C2
                                                                              I2        L2
                              並列接続                                        R2       L2/R2
                              Io=I1+I2
                                  U1R2  U2R1
                              Uo=
                                     R1  R2
                              図B.3−設計外の接続状態となった電源

――――― [JIS C 60079-25 pdf 13] ―――――

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C 60079-25 : 2008 (IEC 60079-25 : 2003)
                                          附属書C
                                          (参考)
                    非線形本安回路と線形本安回路との相互接続

序文

  この附属書は,非線形本安回路と線形本安回路との相互接続について記載するものであって,規定の一
部ではない。
  この課題は,相当な時間をかけて考察されてきたが,現在,検討中である。この附属書は,大手試験所
の検討した意見を,更に広く審査したものである。現状では,この附属書の使用におけるより広い経験が
含まれ,最も有益な知見である。非線形供給電源の設計及び適用は,専門家の知見及び適切な試験設備の
使用を必要とする。公認された試験所が,特定の供給電源が十分に安全であることを確認した場合,この
規格に従ってシステムを設計することができる。そのようなシステムに関する特定条件を,附属する書類
の中に明確に記述しなければならない。
  非線形出力をもつ複数供給電源の組合せの安全解析を行う場合,二つの回路の相互作用が電源調整素子
の消費電力の増加を引き起こす可能性を考慮に入れなければならない。半導体調整素子をもつ電源(非線
形電源)1台だけを,線形及び/又は台形電源に組み合わせることが望ましい。
C.1 はじめに
  IEC 60079-14の設置基準は,危険区域の管理において,運転員が相互接続によって幾つかの本安回路を
連結することを認めている。これは,同時に幾つかの本安関連機器(すなわち,正常状態で動作する又は
故障状態でだけ動作する。)が結合される場合を含んでいる(IEC 60079-14の12.2.5.2参照)。この場合,
相互接続の本質安全性が計算又は試験によって証明される場合は,試験機関又は技術者の関与は必要とし
ない。
  試験による証明は,組み合わされる電気機器の安全率を考慮して,JIS C 60079-11に規定する火花点火
試験器で行われる。この場合,最も好ましくない着火状態,すなわち“最悪の状態”につながる故障状態
を考慮しなければならない。この方式による証明は,実行上の困難性に遭遇することがあることから,通
常は試験機関にゆだねられる。
  電源が図C.1 a) に示す線形の内部抵抗を含んでいる場合,相互接続の計算によって,少なくとも抵抗性
回路については容易に評価できる。この場合においては,JIS C 60079-11の点火曲線を適用し,また,IEC
60079-14の附属書Aの手順又はこの附属書の図C.7及び図C.8が使用できる。

――――― [JIS C 60079-25 pdf 14] ―――――

                                                                                             13
                                                             C 60079-25 : 2008 (IEC 60079-25 : 2003)
                                       図C.1 a)−線形特性
                                       図C.1 b)−台形特性
                                       図C.1 c)−く形特性
                            図C.1−抵抗性回路の等価回路及び出力特性
  評価の第1段階は,複数の本安関連機器を組み合わせた結果として得られる電圧及び電流の新たな最大
値を求める。関連機器が図C.2 a) に示すように組み合わされている場合は,直列接続とする。最大開路電
圧Uoは,連結を構成するそれぞれの回路の最大開路電圧の和であり,最大短絡電流Ioは,それぞれの回
路の短絡電流の最大値を取る。図C.2 c) のような配置は並列接続の場合である。開路電圧を最大値とする
のに対して,短絡電流を加算する。
  機器の配置が極性に関して明確でない場合[図C.2 e) 参照],想定する故障状態に応じて直列接続又は
並列接続を考慮する。この場合,電圧加算及び電流加算は,両方をそれぞれ単独に仮定しなければならな
い。さらに,最も好ましくない値を基準として考慮しなければならない。

――――― [JIS C 60079-25 pdf 15] ―――――

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