本質安全防爆ケーブルとはどういう意味ですか？
- はじめに：「本質安全防爆」が重要な理由
石油精製所、化学工場、ガス処理施設、地下炭鉱、医薬品製造工場などの産業では、空気中に可燃性ガス、蒸気、または可燃性粉塵が含まれています。このような危険区域では、損傷したケーブルや緩んだ接続部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。
（本質安全防爆（IS）システム図）
ここは本質安全防爆（IS）ケーブルミッションクリティカルになる。
本質安全防爆ケーブルは、十分なエネルギーを生成または貯蔵しない短絡や地絡などの故障状態下でも、発火を引き起こす可能性があります。爆発を頑丈な筐体内に封じ込める防爆（Ex-d）方式とは異なり、本質安全防爆はそもそも爆発が発生しないようにします。
このガイドでは、本質安全防爆ケーブルの意味、その仕組み、静電容量とインダクタンスの重要な役割、そして危険区域への設置において青色のカラーコードが世界的に義務付けられている理由について説明します。
- 定義：本質安全防爆ケーブルとは何ですか？
公式定義：本質安全回路とは、「規定の試験条件下で、空気中の可燃性または燃焼性物質の混合物に火花や熱効果が引火することがない回路」である（IEC 60079-11）。
ケーブルに適用した場合、Eland Cablesは実用的な説明を提供します。
「電気ケーブルは基本的に密閉されているため、損傷や外部の電磁界（EMI）から保護され、本質的に安全でない回路から隔離されていれば、特定の用途においては本質的に安全であるとみなされる。」
簡単に言うと：本質安全防爆ケーブルは、適切なエネルギー制限バリアを備えた認証済みの本質安全防爆システムの一部として使用される場合、周囲の危険な雰囲気を発火させるほど高温または強力な火花を発生させることは決してありません。
決定的な区別：
| 保護方法 | 仕組み | ケーブルの役割 |
| 防爆型（Ex-d） | 爆発を重厚な耐火性容器内に封じ込める | ケーブルは耐火性グランドを介して引き込まれ、筐体が保護の役割を果たします。 |
| 本質安全防爆構造（Ex-i / IS） | 着火を防止します電気エネルギーを点火閾値以下に制限することによって | ケーブルの電気的特性（静電容量、インダクタンス）を制御する必要があり、シールドはEMI誘導を防止する必要がある。 |
ディンズンケーブルでは、当社の本質安全防爆型計装ケーブルは、低容量・低インダクタンス構造とIEC 60079-14規格に準拠したライトブルーのシースを採用しており、危険区域における計装機器の安全性と認証を確実に維持します。
- 仕組み：エネルギー制限原理
本質安全システムは、重い筐体に依存しません。代わりに、エネルギー制限。
3.1 ISシステムアーキテクチャ
典型的なIS計測ループは、連携して動作する3つのコンポーネントで構成されています。
| 成分 | 位置 | 関数 |
| ISバリア（ツェナーダイオードまたはガルバニックアイソレータ） | 安全区域（制御室） | 電圧、電流、総電力を安全なレベルに制限します（通常、1.3ワット未満（多くの場合1.2W未満） |
| ISケーブル | 危険区域（ゾーン0/1/2） | 限られたエネルギーを伝達しながら追加のエネルギーを蓄積しないそれは火花として放出される可能性がある |
| ISフィールド機器 | 危険区域（例：ゾーン1） | 限られたエネルギー範囲内で安全に動作するように設計されている |
3.2 エネルギー貯蔵の問題：静電容量とインダクタンスが重要な理由
電力を1.3W未満に制限する完全な障壁があっても、ケーブル自体電気エネルギーは2つの形態で貯蔵できる。
静電容量（C）：ケーブルはコンデンサのように機能します。各導体、および導体とシールドの間の空間には電荷が蓄積されます。ケーブルが切断されたり短絡したりすると、この蓄積された電荷が火花として放電されます。静電容量が大きいほど、火花が大きくなり、着火リスクが高くなります。
インダクタンス（L）：ケーブルのループには磁気エネルギーが蓄積されている。回路が開かれると、この蓄積された磁場が崩壊し、火花を発生させる可能性のある電圧スパイクが生じる。インダクタンスが高いほど、電圧スパイクが大きくなり、発火リスクが高くなります。
表1：ISケーブルにおいて低静電容量と低インダクタンスが不可欠な理由
| パラメータ | シンボル | 単位 | リスク | IS要件 |
| 静電容量（コア間） | cc | nF/kmまたはpF/m | ケーブルには電荷が蓄積されます。短絡すると、電荷は火花として放電されます。Cc値が高いほど、火花は大きくなります。 | 低いに違いない（標準値：150 nF/km未満） |
| 静電容量（コアシールド） | cc | nF/kmまたはpF/m | 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。 | 文書化する必要がある |
| インダクタンス | LC | µH/m または mH/km | ケーブルループは磁気エネルギーを蓄積する。開くと、磁場が崩壊して電圧スパイクが発生する。 | 低く抑えられ、管理されている必要がある |
| 左右比 | 左/右 | µH/Ω | 回路の時定数。鉱山用ケーブルの認証（BS 6704）に使用される。 | バリア仕様に適合する必要があります |
実務上の意味合い：標準的な高容量ケーブル（例えば、安価なPVC絶縁電線）は、認証済みの低容量ISケーブル（PEまたはXLPE絶縁）よりも多くのエネルギーを蓄積します。認証済みのISバリアに非認証ケーブルを使用すると、ケーブル自体が発火源となるため、安全システムが完全に無効になる可能性があります。
ディンズンケーブルでは、当社のIS計器ケーブルはPE（ポリエチレン）またはXLPE絶縁材誘電率が低い（εᵣ=2.3)、導体間容量は≤150 nF/km―危険区域設備における安全なエネルギー貯蔵レベルを確保する。
- 青色のカラーコード：ISケーブルが青色である理由
世界的に、本質安全回路に使用されるケーブルは、青い外鞘（通常は水色、RAL 5015）。
（本質安全防爆（IS）ケーブル インストール）
表2：青色カラーコード要件（IEC 60079-14）
| 要件 | 仕様 | なぜそれが重要なのか |
| 鞘の色 | ライトブルー（RAL 5015） | 設置およびメンテナンス時の即時視覚識別 |
| マーキング | 耐久性のあるマーキング：「Ex-ia」または「Ex-ib」 | ケーブルの本質安全防爆等級を確認します |
| ターミナル | 水色の端子またはスリーブ | 非IS電源回路への偶発的な接続を防止します |
| 配管システム | 使用する場合は、電線管は水色であるか、ラベルが貼られている必要があります。 | 非IS回路からの分離 |
色分けが重要な理由：
危険区域で作業する電気技師や保守作業員は、IS回路（安全なエネルギー）と非IS電源回路（危険なエネルギー）を瞬時に区別しなければなりません。技術者が誤って非IS電源ケーブル（例えば120V AC）をIS端子台に接続した場合、発生するエネルギーがバリアの安全定格を超え、認証済みの「安全」システムが爆発の危険性を帯びてしまう可能性があります。
コンプライアンスに関する注意事項：ケーブルの被覆が黒、灰色、または水色以外の色の場合は、ない電気的性能に関わらず、IEC 60079-14に準拠したIS回路に適合していること。
ディンズンケーブルでは、当社の本質安全防爆ケーブルは、ライトブルー（RAL 5015）の外被耐久性に優れたEx-ia/Ex-ibマーク付きで、危険区域への即時対応を保証します。
- エンティティ概念：ケーブルパラメータを検証する必要がある理由
ISシステムが認証を維持するためには、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3：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） | Voc (V)、Isc (A)、Ca（最大許容静電容量）、La（最大許容インダクタンス） | バリアが安全に許容できるケーブルエネルギーの量を定義します。 |
| ISケーブル | Cc（ケーブル静電容量/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 | Ci（内部容量）、Li（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：(Cc × ケーブル長) + Ci ≤ Ca
- インダクタンスチェック：(Lc × ケーブル長) + 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（静電容量）とLC（インダクタンス）値によっては、ケーブルを認証済みのISシステムで使用することはできません。これが、危険区域で「シールドケーブル」を使用することが危険であり、規格に準拠しない理由です。データがなければ、エンティティパラメータを検証できないからです。
ディンズンケーブルでは、私たちは提供する認証済みのLc（µH/m）およびCc（nF/km）パラメータISケーブルの出荷ごとに付属しており、正確なエンティティ計算を実行し、危険区域のコンプライアンスを維持することができます。
- Ex-iaとEx-ib：本質的安全性のレベル
IS回路は、耐故障性と許容危険区域によってさらに分類される。
表4：ケーブルのEx-ia定格とEx-ib定格の比較
| 評価 | 耐障害性 | 適用地域 | ケーブル要件 |
| 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） | 要求最もきついL/C制限；最高レベルの安全性 |
| 元 | たった一つの欠陥 | ゾーン1（爆発の危険性あり） | 要求適度L/C制限; 標準ISケーブルで十分 |
| 元カレ | 異常なし（通常動作のみ） | ゾーン2（可能性は低い、短期間） | L/C 制限は特にありません。標準ケーブルでも構いません。 |
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 回路よりもさらに低い静電容量とインダクタンスの制限値を要求します。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ケーブルのシールド要件
NFPA 70 セクション 504.30 によると、遮蔽が必要本質安全回路において、EMI結合を防止するため。
遮蔽が重要な理由：可変周波数ドライブ（VFD）、無線送信機、溶接装置は電磁干渉（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、たとえバリアが電力を1.2Wに制限していても、外部のEMI源によって点火可能な火花を発生させるのに十分なエネルギーが誘起される可能性がある。
（アルミ箔で網目加工し、錫メッキした銅線を編んだもの）
表5：ISケーブルのシールドオプション
| 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、化学プラントに最適 |
基本ルール：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）標準仕様として、IS規格に準拠しながらEMI誘導を遮断します。
- ISケーブルの主要技術仕様
危険区域で使用する本質安全防爆ケーブルを指定する際には、以下の重要なパラメータを確認してください。
表6：ISケーブル仕様チェックリスト
| パラメータ | IS要件 | なぜそれが重要なのか |
| 静電容量（コア間） | ≤150 nF/km（PE/XLPE絶縁体） | 蓄積電荷を制限し、バリアCa値との互換性を確保します。 |
| 静電容量（コアシールド） | ≤250 nF/km | シールドケーブルにとって重要。蓄積エネルギーに影響を与える。 |
| インダクタンス | ≤0.8 mH/km | 回路が開いたときの電圧スパイクを制限します |
| 鞘の色 | ライトブルー（RAL 5015） | IEC 60079-14に基づく視覚識別 |
| 遮蔽 | 全体的な編み込み（85％以上の被覆率） | 危険区域への電磁誘導を遮断します |
| 排水管 | 付属（錫メッキ銅） | 一点接地を簡素化します |
| 絶縁 | PEまたはXLPE（低ε）ᵣ） | 誘電率が低い＝静電容量が低い |
| 導体 | 撚り線錫メッキ銅線 | 柔軟性＋耐腐食性 |
| 温度定格 | -40℃～+90℃（最低） | 工業環境にも耐える |
| 炎の評価 | IEC 60332-1-2以上 | 火災安全 |
- 本質安全防爆ケーブルに関するよくある誤解
| 神話 | 現実 |
| 「シールド付きケーブルはすべてIS規格に準拠しています。」 | 誤りです。ISケーブルは、制御されたCc/Lcパラメータと青色の被覆を必要とします。標準的なシールドケーブルには、認証されたパラメータがありません。 |
| 「柵が安全対策のすべてを担ってくれるので、ケーブルは関係ない。」 | 誤りです。ケーブルはエネルギー（静電容量／インダクタンス）を蓄積します。高容量のケーブルは、バリアの安全基準を満たさなくなる可能性があります。 |
| 「青いケーブルは単なるマーケティングカラーだ。」 | 誤りです。IEC 60079-14では、IS回路の識別には青色が規定されています。青色以外のケーブルは規格に適合していません。 |
| 「ISケーブルは私の用途にはオーバースペックです。」 | 場合によります。通常の運転時に可燃性ガス、蒸気、粉塵が発生する場合は、電気工事規定によりIS（またはEx-d）が必須となります。 |
| 「標準コネクタを使ってISケーブルを接続できます。」 | 誤り。スプライスは未知の電気的パラメータ（Ci、Li）を生成し、エンティティの計算を無効にします。 |
Dingzun Cableについて：本質安全防爆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、製薬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dへ 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。
当社のISケーブル対応機能：
| 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）元（ゾーン1）元カレ（ゾーン2） |
| 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） |
| 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（被覆率85%以上）＋ドレインワイヤー |
| 導体 | 撚り線錫メッキ銅線（クラス5/6、18～24AWG） |
| 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） |
| 炎の評価 | IEC 60332-1、IEC 60332-3（LSZHオプション） |
| テスト | 100%電気検査すべてのリールに |
なぜ ディンズンケーブル 危険区域への設置について：
- 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