爆発を生じる要素：可燃材、酸素、発火源
爆発は、大量のエネルギーが突然解放される発熱反応で、強い爆風が生じます。
爆発は、可燃材、酸素、発火源が存在する場合に発生します。いずれかの要素が欠けていれば、発熱反応は発生しません。
爆発を安全に予防するため、さまざまな防爆措置が存在します。__一次防爆__は爆発性雰囲気の存在を予防するのに対し、__二次防爆__では意図的に有効な発火源を回避することにより、爆発を安全に防止します。例えば、有効な発火源には、電気スパークや電気機器の高温面、電気アーク、静電気などがあります。アプリケーションに応じて、二次防爆には保護原理の異なるさまざまな__保護タイプ__が存在します。また、__三次防爆__もあります。これには爆発の影響を許容できるレベルに削減するための設計措置が含まれます。
次の概要では、二次的な防爆を中心に取り上げます。保護タイプに従って機器を選定する際には、ユーザーは危険のタイプと危険の期間と頻度を分析する必要があります。危険のタイプは、発火温度と着火エネルギーに基づいて発火源を調査することで決定されます。危険の期間と頻度の場合、ゾーン分類と機器カテゴリ、機器の保護レベルの間の関係が確立されます。
「グループII（ガス）爆発の可能性がある雰囲気」で使用する機器は、温度クラス（T1～T6）に分類され、発生する可能性のある最大機器表面温度を示します。表面温度は、爆発性混合ガスに接触する可能性のある電気製品のすべての部分に対して有効です
爆発性混合ガスに接触する可能性のある機器。
機器は、温度等級に割り当てられた温度が混合ガスの発火温度より低い場合のみ使用することができます。高い温度等級（すなわち低い表面温度）でマークされた機器も、より高い発火温度の混合ガスで使用することができます。したがって、T6マーキングの機器はすべてのガスに使用することができます。
粉塵に関しては、温度等級（T1～T6）は区別されません。グループIII（粉塵）向けの機器は、最大表面温度がマーキングされています。追加の粉塵沈着を考慮する必要があります。温度制限の詳細は、防爆の原理（ダウンロード参照）に詳細情報があります。
| 最大表面温度（°C） | 発火温度範囲（°C） | 例 | |
|---|---|---|---|
| 温度クラス | |||
| T1 | 450 | >450 | 一酸化炭素、メタン、水素 |
| T2 | 300 | >300 ... ≤450 | アセチレン、ブタン、エチレン |
| T3 | 200 | >200 ... ≤300 | ガソリン、硫化水素、シクロヘキサン |
| T4 | 135 | >135 ... ≤200 | アセトアルデヒド、ジエチルエーテル（その他の物質なし） |
| T5 | 100 | >100 ... ≤135 | 物質なし |
| T6 | 85 | >85 ... ≤100 | 二硫化炭素 |
グループII（ガス）およびグループIII（粉塵）の、爆発の可能性がある雰囲気で使用する機器は、グループ（IIA～IIC、IIIA～IIIC）に分類され、機器の最大着火エネルギーを示します。
機器は、機器の最大着火エネルギーが物質（ガスまたは粉塵混合物）の最小着火エネルギー温度より低い場合にのみ使用することができます。IICマーキングの機器はすべてのガスで使用でき、IIICマーキングの機器はすべての粉塵で使用することができます。
ガスは粉塵より爆発しやすいため、IIBの機器はIIICに適合します。
| 必要な着火エネルギー | 物質の危険姓 | 物質の例 | |
|---|---|---|---|
| グループ | |||
| IIA | +++ | + | アセトン、エタン、アンモニア、一酸化炭素。プロパン、ブタン、ガソリン、ディーゼル燃料、アセトアルデヒド |
| IIB | ++ | ++ | メタン、エチレン、エチルエーテル、エチルアルコール、硫化水素 |
| IIC | + | +++ | 水素、アセチレン、二硫化炭素 |
| IIIA | +++ | + | 綿花などの浮遊可燃物 |
| IIIB | ++ | ++ | 小麦粉、木材などの非導電性粉塵 |
| IIIC | + | +++ | アルミニウム粉塵などの導電性粉塵 |
ゾーン分類は、プラント運営者の責任です。欧州では、ATEX指令1999/92/EC（職場指令）で規定されています。さらに、運営者はIEC/EN 60079-10の要件も順守しなければなりません。
###ゾーン分類（ガス）
###ゾーン分類（粉塵）
装置カテゴリおよび機器の保護レベルは、機器の安全レベルと保護レベルを示します。どの機器がどのゾーンに適するかはATEX指令2014/34/EUの機器カテゴリ（カテゴリ1、2、3）に示されています。規格IEC/EN 60079-0では、各ゾーンに対する機器の適合性が、機器の保護レベル（EPL：a、b、c）で示されています。装置カテゴリマーキングと機器の保護レベルマーキングの両方に関して、Gは「ガス」、Dは「粉塵」を表します。例えば、ガスアプリケーションでは、1GとGa、すなわち非常に高いレベルの安全性と保護でマーキングされた機器は、危険ゾーン0に適しているため、他のすべてのガスゾーンにも適しています。この機器は構造的に、2つの独立した障害の発生時にも安全なように設計されています。
| 安全レベルと保護レベル |
機器のカテゴリ
ATEX指令2014/34/EU |
機器の保護レベル（EPL）
規格IEC/EN 60079-0 |
|
|---|---|---|---|
| ゾーン分類 | |||
| 指令1999/92/EC | |||
| ガスゾーン | |||
| Zone 0 | 非常に高い - この機器は2つの独立した障害の発生時にも安全 | 1G | Ga |
| Zone 1 | 高い - この機器は単独の独立した障害の発生時にも安全 | 2G | Gb |
| Zone 2 | 通常 – フェールセーフではない | 3G | Gc |
| 粉塵ゾーン | |||
| Zone 20 | 非常に高い - この機器は2つの独立した障害の発生時にも安全 | 1D | Da |
| Zone 21 | 高い - この機器は単独の独立した障害の発生時にも安全 | 2D | Db |
| Zone 22 | 通常 – フェールセーフではない | 3D | Dc |
欧州では、IEC/EN 60079-0規格に準拠のマーキングに加えて、ATEX指令2014/34/EUに準拠のマーキングも必要です。
ATEX指令では、装置をグループとカテゴリに分類することが義務づけられています。装置グループIには、坑内爆発性ガスおよび／または粉塵によって危険にさらされる可能性のある採掘装置が含まれます。装置グループIIには、化学産業、石油・ガス処理、工場やサイロなどの爆発性粉塵など、採掘に関係しないその他すべての防爆エリアが含まれます。
IEC/EN 60079規格シリーズ向けのマーキングには、保護タイプ、ガスおよび粉塵グループ、温度等級、機器の保護レベル（EPL）に関する情報が含まれます。
II – 装置グループ： I = 採掘 | II = 採掘以外のすべての防爆エリア
1 – 装置カテゴリ： 1 = Zone 0/Zone 20に適する
G – 雰囲気： G = ガス
i – 保護タイプ： i = 本質安全防爆
a – 保護レベル： a = Zone 0/Zone 20に適する
II – グループ： II = ガス
C – サブグループ： C = 水素、アセチレン、二硫化炭素
T6 – 温度等級： T6 = 85°C
Ga – 機器の保護レベル： G = ガス | a = Zone 0に適する
II – 装置グループ： I = 採掘 | II = 採掘以外のすべての防爆エリア
1 – 装置カテゴリ： 1 = Zone 0/Zone 20に適する
D – 雰囲気： D = 粉塵
i – 保護タイプ： i = 本質安全防爆
a – 保護レベル： a = Zone 0/Zone 20に適する
III – グループ: III = 粉塵
C – サブグループ： C = アルミニウム粉塵などの導電性粉塵
125°C – 最大表面温度： 125°C = 最大表面温度125°C
Da – 機器の保護レベル： D = 粉塵、a = Zone 20に適する
II – 装置グループ： I = 採掘 | II = 採掘以外のすべての防爆エリア
1 – 装置カテゴリ： 1 = Zone 0/Zone 20に適する
( ) – ブラケット： 関連する装置*(例：本質安全防爆信号変換器 – 安全エリアに設置されているが、Ex i回路がExエリアに入る）*
G – 雰囲気： G = ガス
i – 保護タイプ： i = 本質安全防爆
a – 保護レベル： a = Zone 0/Zone 20に適する
Ga – 機器の保護レベル： G = ガス、a = Zone 0に適する
[ ] – ブラケット： 関連する装置*(例：本質安全防爆信号変換器 – 安全エリアに設置されているが、Ex i回路がExエリアに入る）*
II – グループ： II = ガス
C – サブグループ： C = 水素、アセチレン、二硫化炭素
II – 装置グループ： I = 採掘 | II = 採掘以外のすべての防爆エリア
1 – 装置カテゴリ： 1 = Zone 0/Zone 20に適する
( ) – ブラケット： 関連する装置*(例：本質安全防爆信号変換器 – 安全エリアに設置されているが、Ex i回路がExエリアに入る）*
D – 雰囲気： D = 粉塵
i – 保護タイプ： i = 本質安全防爆
a – 保護レベル： a = Zone 0/Zone 20に適する
Da – 機器の保護レベル： D = 粉塵、a = Zone 20に適する
[ ] – ブラケット： 関連する装置*(例：本質安全防爆信号変換器 – 安全エリアに設置されているが、Ex i回路がExエリアに入る）*
III – グループ: III = 粉塵
C – サブグループ： C = アルミニウム粉塵などの導電性粉塵
原理：
着火源の可能性あり、防爆安全性は制御されている
保護コンセプト：
頑丈なハウジング構造、タイプ試験
アプリケーション分野：
モータ、スイッチング機器、パワーエレクトロニクス
原理：
発火源の安全な排除
保護コンセプト：
運用上の発火源なし、特殊な措置による機能不良の排除
アプリケーション分野：
モータ、変流器、照明器具、端子台、バスバーボックス
原理：
爆発性雰囲気の安全な排除
保護コンセプト：
着火防止ガスによりケースを過圧以内に維持
アプリケーション分野：
機械、モータ、制御盤（電子機器）
原理：
発火源が存在するが安全に制御されている
保護コンセプト：
モールド成型化合物、鉱物油、または砂に装置を埋込み
アプリケーション分野：
電子機器、変流器、コンデンサ、リレー
原理：
スパークまたは熱効果の可能性があるが発火しない
保護コンセプト：
故障やバッテリーモジュール効果を考慮した安全なエネルギー制限
アプリケーション分野：
計測制御テクノロジ、センサ、アクチュエータ、機器
Zone 2/Zone 22の削減された要件向けの、すべての保護タイプ。EU型式試験証明書は不要です。用意されている保護タイプ：
本質安全防爆（Ex i）保護タイプは、防爆エリアのあるシステム内の計測制御回路の分野で世界的に確立されてきました。
本質安全防爆回路は、一般的に次の要素で構成されます。
Ex i保護タイプの保護原理は、防爆エリアに伝導されるエネルギーと、そこに保存されるエネルギーを制限することに基づきます。つまり、潜在的なスパークからのエネルギーは、周囲の爆発性雰囲気の最小着火エネルギーより常に小さくなくてはなりません。
それを確保するため、各接続は発火性のスパークまたは高温面を生じてはならず、ユーザーまたはシステムオペレータはEN/IEC 60079-11および設置規格EN/IEC 60079-14に従って、「本質安全防爆の証明」を実施し、文書化しなければなりません。このプロセスにより、特定の要件に従って、異なるメーカー製のEx iフィールドデバイスとEx iアイソレータを選択して組み合わせることができるというメリットがあります。
Ex iは、その他すべての保護タイプとは対照的に、単独の装置ではなくIEC/EN 60079-11に準拠する本質安全防爆回路全体に言及します。
「Ex i – 本質安全防爆」保護タイプのメリット：
