IEC 60079-28: 光放射を使用した機器および伝送システムの保護
イントロダクション
ランプ、レーザー、LED、光ファイバーなどの光学機器は、通信、測量、感知、測定にますます使用されています。 材料処理では、高放射照度の光放射が使用されます。 設置場所が爆発性雰囲気の内部または近くにある場合、そのような機器からの放射線がこれらの雰囲気を通過する可能性があります。 放射線の特性によっては、周囲の爆発性雰囲気を発火させる可能性があります。 粒子などの追加の吸収体の有無は、点火に大きく影響します。 考えられる点火メカニズムは次の 4 つです。
a) 光放射は表面または粒子に吸収されて加熱され、特定の状況下では周囲の爆発性雰囲気を発火させる温度に達する可能性があります。
b) 光の波長がガスまたは蒸気の吸収帯と一致する、ガス体積の熱発火。
c) 紫外線波長範囲の放射線による酸素分子の光解離による光化学発火。
d) 直接レーザーにより強いビームの焦点でガスまたは蒸気が破壊され、最終的に点火源として作用するプラズマと衝撃波が生成されます。 これらのプロセスは、破壊点に近い固体材料によってサポートされます。 実際に点火能力の最低放射パワーで点火が発生する可能性が最も高いケースは、ケース a) です。 パルス放射線のいくつかの条件下では、ケース d) も関連します。 この規格ではこれら 2 つのケースが扱われます。 上で説明した発火メカニズム b) および c) については注意する必要がありますが、紫外線およびほとんどのガスの吸収特性に関する非常に特殊な状況のため、この規格では取り上げられていません (付録 A を参照)。 この規格は、爆発性ガスまたは粉塵雰囲気中で光放射伝送装置を使用する際に取るべき注意事項と要件について説明しています。 また、光学限界値が評価またはビーム強度測定によって保証できない場合、特殊な場合に、選択したテスト条件下でビームが点火できないことを検証するために使用できるテスト方法についても概説します。 以下の理由により、この機器に関連する光放射は発火の危険性がないと考えられているため、この規格の範囲外の機器があります。
– 低い放射電力または発散光によるもの、および
– 放射線源から吸収体までの距離が近すぎるために生じる高温面として、これは照明機器の一般要件ですでに考慮されています。
ほとんどの場合、光学機器は電気機器に関連しており、電気機器が危険区域にある場合には、IEC 60079 シリーズの他の部分も適用されます。 この規格は、次のガイドラインを提供します。
a) IEC 60079-10-1 および IEC 60079-10-2 で定義されている爆発性雰囲気内の光学システムに関連する発火の危険性、および、
b) 爆発性雰囲気中で光放射を使用する機器からの発火の危険性の制御。
この規格は、爆発性雰囲気中で光放射を使用する機器からの発火の危険性を制御するために使用される統合システムに関連しています。
パート 28: 光放射を使用した機器および伝送システムの保護
- スコープ
IEC 60079 のこの部分では、爆発性雰囲気での使用を目的とした光放射を発する機器の要件、テスト、およびマーキングを指定します。 また、爆発性雰囲気の外側に設置されている機器、または IEC 60079-0 にリストされている保護タイプによって保護されているが、爆発性雰囲気に入ることが意図された光放射を生成する機器も対象となります。 グループ I、II、III、および EPL Ga、Gb、Gc、Da、Db、Dc、Ma、Mb をカバーします。 この規格には、380 nm ～ 10 μm の波長範囲の光放射に対する要件が含まれています。 以下の点火メカニズムについて説明します。
- 光放射は表面または粒子に吸収されて加熱され、特定の状況下では、周囲の爆発性雰囲気を発火させる温度に達する可能性があります。
- まれに特殊なケースでは、直接レーザーが強力なビームの焦点でガスの分解を引き起こし、プラズマと衝撃波が生成され、両方とも最終的に点火源として機能します。 これらのプロセスは、破壊点に近い固体材料によってサポートされます。
注 1: はじめにの a) および d) を参照してください。
この規格は、紫外線放射による発火や、爆発性混合物自体の放射線の吸収による発火は対象としていません。 爆発性吸収剤またはそれ自身の酸化剤を含む吸収剤、ならびに触媒吸収剤もこの規格の範囲外です。 この規格は、大気条件下での使用を目的とした機器の要件を指定します。 この規格は、IEC 60079-0 の一般要件を補足および修正します。 この規格の要件が IEC 60079-0 の要件と矛盾する場合、この規格の要件が優先されます。 この規格は、以下に詳述する機器を除く、光ファイバー機器および LED およびレーザー機器を含む光学機器に適用されます。
1) 非アレイ発散 LED は、機器のステータスやバックライト機能を表示するために使用されます。
2) すべての照明器具（固定式、携帯式、可搬式）、ハンドライトおよびキャップライト。 主電源 (ガルバニック絶縁の有無にかかわらず) によって供給されるか、バッテリーによって電力供給されるように設計されています。 – 連続発散光源 (すべての EPL 用)、 – LED 光源 (EPL Gc または Dc のみ)。
注 2: EPL Gc または Dc 以外の連続発散 LED 光源は、高放射照度に関する潜在的な発火懸念の不確実性のため、規格から除外されません。
3) IEC 60825-1 に準拠したクラス 1 制限に準拠する EPL Mb、Gb または Gc および Db または Dc アプリケーション用の光放射源。
注 3: 参照されるクラス 1 制限は、IEC 60825-1 に従って光放射源からある距離で測定された 15 mW 未満の放射制限を含むものであり、この測定距離は防爆アプリケーションに反映されます。
4) 光ファイバー機器の一部ではない単一または複数の光ファイバー ケーブル。以下の場合、ケーブルは次のとおりです。
– 追加の保護手段とともに、関連する工業規格に準拠すること。 堅牢なケーブル配線、コンジットまたはレースウェイ (EPL Gb、Db、Mb、Gc または Dc 用)、
– 関連する工業規格に準拠します (EPL Gc または Dc の場合)。
5) 光放射を完全に封じ込め、関係する EPL の要求に応じて適切な種類の保護に準拠するエンクロージャを含む密閉型機器。エンクロージャは以下の条件のいずれかに準拠します。
– 耐炎性「d」エンクロージャ (IEC 60079-1) など、エンクロージャ内の吸収体と組み合わせた光放射による発火が許容されるエンクロージャ、または
– 加圧「p」エンクロージャ (IEC 60079-2)、呼吸制限「nR」エンクロージャ (IEC 60079-15) など、爆発性ガス雰囲気の侵入に対する保護が提供されているエンクロージャ。
– 防塵「t」エンクロージャ」（IEC 60079-31）など、爆発性粉塵雰囲気の侵入に対する保護が提供されているエンクロージャ、または
– 吸収体の侵入に関する保護が提供されているエンクロージャ (IP 6X エンクロージャなど) で、内部に吸収体が存在しないことが期待されるエンクロージャ。
注 4: エンクロージャの構造に基づくこれらの範囲の除外では、侵入が保護されるように、エンクロージャは爆発性雰囲気中で開かれないことが予想されます。