本質安全防爆型計器ケーブルとは何ですか？
本質安全防爆型計器ケーブルとは何ですか？
石油精製、化学処理、鉱業などの産業では、空気中に可燃性ガス、蒸気、粉塵などが含まれています。このような危険区域では、損傷した計装ケーブルからのわずかな電気火花が、壊滅的な爆発を引き起こす可能性があります。
1本質安全防爆（IS）計器ケーブルが解決策です。従来の防爆（Ex-d）ケーブルや電線管は爆発を密閉容器内に封じ込めようとしますが、ISケーブルは電線を流れる電気エネルギーが火花を散らすほど高くは決してならないそれは大気を燃え上がらせる可能性がある。
このガイドでは、IS計装ケーブルの仕組み、必須の構造要件、重要な電気的パラメータ、および危険区域への設置に適したケーブルの適切な選定方法について説明します。
- 定義と動作原理
国際規格IEC 60079-11本質安全性とは、エネルギー制限の原理に基づく保護技術であると定義される。
公式定義：本質的に安全な回路とは、「規定の試験条件下において、いかなる火花や熱効果も、空気中の可燃性物質または燃焼性物質の混合物に着火を引き起こすことができないもの。」
（本質安全防爆構造と防爆構造：本質安全防爆構造はエネルギーを制限することで着火を防ぐ（IEC 60079-11）一方、防爆構造は密閉された筐体内に爆発を封じ込める）
仕組み：
- 封じ込め（Ex-d）：内部爆発を封じ込めるほど頑丈な、重厚な金属製の箱を製作せよ。
- 予防（Ex-i / IS）：危険区域に入る電圧、電流、電力を非常に低く制限し、短絡が発生しても火花が出ないそして熱効果なし点火可能。
ディンズンケーブルでは、当社は、故障時でもこれらの厳格なエネルギー制限を維持するように設計されたIS計装ケーブルを製造しており、危険区域内の計装機器の安全性を確保します。
- IS計器ケーブルの主要要件（IEC 60079-14準拠）
すべてのケーブルが本質安全防爆システムで使用できるわけではありません。本質安全防爆ケーブルには、システムの完全性を確保するために、特定の構造および識別要件が定められています。
表1：必須IS計器ケーブル要件
| 要件 | 仕様 | ソーススタンダード | なぜそれが重要なのか |
| エネルギー制限 | 非IS回路から物理的に隔離されている必要がある | IEC 60079-14 | 危険区域への危険なエネルギーの侵入を防ぐ |
| 遮蔽 | EMI結合を防ぐために必要（箔または編組） | NFPA 70 セクション 504.30 | 電流を誘発する可能性のある無線周波数干渉を遮断します |
| インダクタンス制御（Lc） | 必ず文書化してください（μH/m） | IEC 60079-14 | 回路が開いたときの電圧スパイクを防ぎます |
| 静電容量制御（Cc） | （nF/km）を文書化する必要があります。 | IEC 60079-14 | 火花として放電する可能性のある蓄積電荷を制限する |
| 機械的保護 | 丈夫な鞘（PURまたはLSZH） | IEC 60092-502 | 過酷な工業環境にも耐える |
| 識別 | ライトブルー（RAL 5015）の外鞘 | 国際規格（IEC 60079-14） | 視覚的に即座に識別できるため、IS規格外の電源への誤接続を防ぐことができます。 |
| 導体 | 撚り線銅線（5年生または6年生） | IEEE 1580 | 設置の柔軟性と耐振動性 |
識別に関する重要な注意点：IEC 60079-14 は、本質安全回路が以下の方法で識別可能であることを厳密に要求しています。水色（RAL 5015）。ケーブルシースが黒色の場合は、ないISアプリケーションに準拠しています。
- 詳細解説：ISケーブルのシールド要件
IS計器ケーブルのシールドはオプションではなく、NFPA 70セクション504.30で義務付けられています。しかし、なぜでしょうか？
問題：工業プラントでは、可変周波数ドライブ（VFD）、無線送信機、溶接装置などが電磁干渉（EMI）を発生させます。このEMIは電圧と電流を誘導する長い計測ケーブルに電流が流れる場合、たとえ遮蔽板が電力を1.2Wに制限していても、近くの無線送信機が遮蔽されていないケーブルに十分なエネルギーを誘導し、点火可能な火花を発生させる可能性がある。
解決策：Aシールド（編み込みまたはアルミ箔製）信号を伝送するペアを包み込む。ファラデーケージとして機能し、誘導ノイズが危険区域センサーに到達する前に、安全に（一点で）接地へと排出する。
（IEC 60079-14に準拠した、撚り線錫メッキ銅導体、PE/XLPE低容量絶縁体、全体を覆う銅編組シールド、および必須の薄青色シースを備えた、本質安全防爆認証済み計装ケーブルの断面図）
表2：IS計器ケーブルのシールドの種類
| シールドタイプ | カバレッジ | ベストアプリ | IS適合性 |
| フォイルシールド | 100% | 固定設備、高周波EMI | 短時間の静的走行には適しています |
| ブレイドシールド | 70～95％ | 動的/屈曲用途、低周波EMI | 鉱業、ロボット工学、移動機器に推奨 |
| 複合素材（フォイル＋ブレード） | 100% + 編み込み | 過酷な工業環境、高EMI | 製油所、化学プラント、発電所に最適 |
ISシールドの接地規則：シールドは接地する必要があります1ポイントのみ（通常はバリアの安全区域に設置）危険なエネルギーを導入する可能性のある地中ループを防ぐため。
ディンズンケーブルでは、当社のIS計測ケーブルの特徴錫メッキ銅編組シールド（被覆率85%以上）標準仕様に加え、極端なEMI環境向けに複合オプションも用意されており、危険区域回路の安全性を確保します。
- 電気的パラメータ：静電容量とインダクタンス
このケーブルは単なる受動的なコネクタではない。故障時に発火源となる可能性のある2つの形態の電気エネルギーを蓄積する。
表3：ISケーブルの重要な電気的パラメータ
| パラメータ | シンボル | 単位 | 本質安全防爆にとってなぜ重要なのか |
| 静電容量（コア間） | cc | nF/km | ケーブルはバッテリーのように電荷を蓄えます。切断されると、この電荷は火花として放電されます。Cc値が高いほど、安全距離は短くなります。 |
| 静電容量（コア・スクリーン） | cc | nF/km | 導体とシールドの間に電荷を蓄積する。シールドケーブルにとって不可欠。 |
| インダクタンス | LC | µH/m または mH/km | 誘導回路は、開回路時に電圧スパイクを発生させる。Lc値が高いほど、火花エネルギーも高くなる。 |
| 左右比 | 左/右 | µH/Ω | 回路の時定数を定義します。BS 6704で鉱山用ケーブルに使用されています。 |
実務上の影響：認証済みのISケーブル（低容量のPE/XLPE絶縁体）の代わりに、標準的な高容量ケーブル（安価なPVC絶縁電線）を使用すると、ケーブルに蓄積されるエネルギーがバリアの安全認証値を超えてしまう可能性があり、適切なバリアを使用していても、「安全」なシステムが爆発の危険性を帯びてしまう恐れがあります。
- エンティティコンセプト：ケーブル、バリア、および機器のマッチング
システムが本質安全防爆構造として認証されるためには、3つの構成要素すべて—障壁、ケーブル、および現場機器—は互換性のある電気的パラメータを備えている必要があります。これは、エンティティ概念。
表4：ISシステム検証のためのエンティティパラメータ
| 成分 | 主要パラメータ | 説明 |
| 障壁（安全区域） | ボーカル（開回路電圧）イスカ（短絡電流）それ（最大許容静電容量）の（最大許容インダクタンス） | 障壁がどれだけのエネルギーを制限できるかを定義します |
| ISケーブル | cc（ケーブル容量/km）LC（ケーブルインダクタンス／km） | ケーブルのデータシートに記載する必要があります |
| フィールド機器 | そこには（内部容量）それ（内部インダクタンス） | 機器メーカー提供 |
検証式：
- 静電容量チェック：(ケーブル容量×長さ) + 機器容量 ≤ バリア容量 ((Cc × L) + Ci ≤ Ca)
- インダクタンスチェック：(ケーブルインダクタンス×長さ) + 計測器インダクタンス ≤ バリアインダクタンス ((Lc × L) + Li ≤ La)
重大な意味合い：ケーブルメーカーが提供しない場合ccそしてLC値によっては、そのケーブルは認証済みのISシステムでは使用できません。これが、「シールド付きケーブル」を使用することが危険であり、規格に準拠していない理由です。
ディンズンケーブルでは、私たちは提供する認証されたLcおよびCcパラメータISケーブルの出荷ごとに、正確な実体計算を実行し、危険区域の規制遵守を維持できるようになります。
- Ex-iaとEx-ib：本質的安全性のレベル
IS回路は、耐障害性と設置可能区域によってさらに分類される。
表5：計測ケーブルのEx-iaとEx-ib定格の比較
| 評価 | 耐障害性 | 適用地域 | 代表的な計測機器の用途 |
| 今後 | 2つの独立した断層 | ゾーン0（継続的な爆発の危険性） | メタンガス検知器、酸素分析計 |
| 元 | たった一つの欠陥 | ゾーン1（爆発の危険性あり） | 圧力トランスミッター、温度センサー、流量計 |
ケーブル選定への影響：Ex-ia回路は、二重故障時の安全性を確保するため、Ex-ib回路よりもさらに厳しいケーブルL/Cパラメータの制限を要求します。ケーブルを選定する前に、必ず必要なISレベルを確認してください。
- IS計器ケーブルの構造要件
表6：IS計器ケーブルの構造仕様
| 成分 | IS要件 | なぜ |
| 導体 | 撚り線銅線（クラス5または6、7～19ストランド） | 設置の柔軟性と耐振動性 |
| 導体材料 | 錫メッキ銅（工業用途に推奨） | 腐食性雰囲気下での耐食性 |
| 絶縁 | PE（ポリエチレン）またはXLPE | 低い誘電率 (εᵣ=2.3) = 低静電容量 = より長い安全距離 |
| ペア識別 | 青/黒（標準）または番号付き | 配線ミスを防ぐ |
| 遮蔽 | 全体に錫メッキされた銅編組線（カバー率85％以上） | 点火可能なエネルギーを誘発する可能性のある電磁干渉を遮断します |
| 排水管 | 含まれる（錫メッキ銅） | シールド終端処理を簡素化します |
| インナージャケット | LSZHまたはPVC | 機械的保護機能を追加 |
| 外鞘 | ライトブルー（RAL 5015）LSZHまたはPUR | 視覚的にIS回路を識別する。LSZHは防火安全用、PURは耐油性・耐摩耗性用。 |
| 温度範囲 | -40℃～+90℃（標準仕様）、-65℃～+200℃（プレミアムFEP） | 極端な植物環境にも耐える |
- IS計器ケーブルの設置規則
最高品質のISケーブルであっても、正しく取り付けられなければ故障する。
表7：ISケーブル設置要件（IEC 60079-14）
| ルール | 要件 | なぜ |
| 分離 | IS回路は物理的に隔離されている非IS回路から | 危険なエネルギー漏洩を防止します |
| 分離距離 | 非IS規格ケーブルから50mm（2インチ）以上離す（または接地された金属セパレータを介して接続する） | 誘導結合／容量結合を防止する |
| 端末識別 | 使用水色の端末またはスリーブ | 保守作業員のための目視による安全点検 |
| 配管システム | 非ISと配管を共有する場合、配管は水色またはラベル付けされている | 抽出時の意図しない混合を防ぎます |
| 継ぎ目なし | 接続部を避け、連続ケーブルを使用してください。 | スプライスは未知の電気的パラメータを生み出す |
| 接地 | シールドが接地1ポイントのみ（安全地帯） | 危険なエネルギーを発生させる可能性のある地絡ループを防止します |
- IS計測ケーブルを必要とするアプリケーション
危険区域に入るすべての低エネルギー回路には、IS計器ケーブルの使用が義務付けられています。
（本質安全防爆（IS）計器ケーブルの設置）
表8：産業分野別IS計測ケーブルの用途
| 業界 | 危険区域 | 典型的な情報システムアプリケーション |
| 石油・ガス | ゾーン1/2（坑口、プラットフォーム） | 圧力トランスミッター、流量計、ガス検知器、RTD |
| 化学処理 | ゾーン1（原子炉、貯蔵タンク） | pHセンサー、温度プローブ、液面スイッチ |
| 医薬品 | ゾーン1（溶剤取り扱い） | バッチ制御機器、クリーンルームセンサー |
| 鉱業（石炭） | ゾーン0/1（地下） | メタン検知器、キャップランプ、近接センサー |
| 廃水 | ゾーン1（消化槽建屋） | メタンモニター、酸素分析装置 |
| 塗装／スプレー塗装ブース | ゾーン1 | 空気質センサー、温度モニター |
Dingzun Cableについて：IS計測機器用ケーブルのエンジニアリングパートナー
と20年以上の専門的な製造経験、ディンズンケーブルは、認証を必要とするグローバルなエネルギー、化学、鉱業プロジェクトにおける信頼できるパートナーです。本質安全防爆型計器ケーブル危険区域に関する深い専門知識と極めて高いカスタマイズ性お客様の厳密なIS仕様およびエンティティパラメータを満たすケーブルをお届けします。
（Dingzun Cable社製本質安全防爆型計装ケーブル ― 危険区域計装機器向けIEC 60079-11規格認証取得済み）
当社のIS計測機器用ケーブルに関する特長：
| 能力 | 鼎尊仕様 |
| コンプライアンス | IEC 60079-11、IEC 60079-14、NFPA 70、IEEE 1580 |
| IS評価 | 今後（ゾーン0）および元（ゾーン1） |
| 導体 | 撚り線錫メッキ銅線（クラス5/6、18～24AWG） |
| 絶縁 | PEまたはXLPE（低静電容量 ≤150 nF/km） |
| 遮蔽 | 全体に錫メッキされた銅編組線（85％以上の対象者、スクリーニング済み） |
| 排水管 | 接地が容易なように付属 |
| 鞘の色 | ライトブルー（RAL 5015）IEC 60079-14により必須 |
| 鞘の材質 | LSZH（防火）、PUR（耐油・耐摩耗）、PVC（一般） |
| 電気的パラメータ | 認証済みのLc（µH/m）およびCc（nF/km）エンティティ計算のために提供される |
| 温度範囲 | -40℃～+90℃（標準仕様）、-65℃～+200℃（プレミアムFEP） |
| テスト | 100%電気検査すべてのリールに |
危険区域の計測機器にDingzunケーブルを選ぶ理由：
- 極めて高いカスタマイズ性ペア数（1～100以上）、導体ゲージ、シールド密度、シース材質など、すべてお客様のISアプリケーションに合わせてカスタマイズ可能です。
- 専門エンジニアリングチーム— バリア適合性を確保するためのエンティティパラメータ計算（Ca/Laマッチング）のサポート
- 直接的な専門的なコミュニケーション迅速な見積もり、Lc/Cc値を含む詳細な技術データシート、そして世界各国への配送
- 完全なドキュメント―すべての出荷に関する試験報告書、適合証明書、およびトレーサビリティ
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