危険区域内の電気機器

米国では、独立機関である全米防火協会（NFPA）が関連する複数の規格を発行しており、それらはしばしば政府機関によって採用されている。危険性評価に関するガイダンスは、NFPA  497（爆発性ガス）およびNFPA  499（粉塵）に記載されている。米国石油協会（API）は、  RP 500およびRP 505において同様の規格を発行している 。

NFPA 70、米国電気工事規程（NEC）は、区域分類と設置原則を定義しています。^{[ 1 ]} NEC第500条ではNEC区分分類システムについて説明し、第505条および第506条ではNECゾーン分類システムについて説明しています。NECゾーンシステムは、IEC分類システムと調和し、管理の複雑さを軽減するために作成されました。

カナダにも同様のシステムがあり、 CSAグループ規格C22.1「カナダ電気規程」では、区域分類と設置原則が定められています。第18章（ゾーン）および付録J（区分）では、2つの分類方法が説明されています。

国際電気標準会議 ( ^{IEC )は、危険場所で使用するように設計された機器 (「Ex 機器」として知られています) の分類および試験、ならびに場所の分類のためのシステムを定義する60079}シリーズ規格 [ 2 ] を発行しています。IEC 60079-10-1 は爆発性ガス雰囲気の分類を、IEC 60079-10-2 は爆発性粉塵の分類を扱っています。機器は、製造方法とさまざまな状況への適合性に応じて保護レベルのカテゴリに分類されます。機器の安全「カテゴリ」を定義するために番号 (つまり 1、2、および 3) を使用する ATEX とは異なり、IEC は、ゾーン 0 の「a」、ゾーン 1 の「b」、ゾーン 2 の「c」という本質安全の安全レベルを定義するために使用される方法を引き続き使用し、2009 年以降、危険区域で使用されるすべての機器にこの機器保護レベルを適用しています。^{[ 3 ]}

IEC 60079規格セットは、オーストラリアおよびニュージーランドでの使用に合わせて改訂され、AS/NZS 60079規格セットとして発行されている。

典型的なガスによる危険は炭化水素化合物によるものですが、水素やアンモニアも可燃性の一般的な工業用ガスです。

クラスI、ディビジョン1の機密区域

可燃性ガス、蒸気、または液体の引火可能な濃度が、通常の運転条件下で常時または時折存在する可能性がある区域。クラスI、ディビジョン1区域は、ゾーン0区域とゾーン1区域を合わせた区域である。

ゾーン0の機密区域

可燃性ガス、蒸気、または液体の引火可能な濃度が、通常の運転条件下で継続的または長期間存在する領域。例としては、タンクやドラム缶の上部にある液体の上の蒸気空間が挙げられます。ANSI/NEC 分類法では、この環境はクラス I、ディビジョン 1 の領域とみなされます。ゾーン 0 の目安として、これは年間 1000 時間以上、または時間の 10% 以上と定義できます。^{[ 4 ]}

ゾーン1の機密区域

通常の運転条件下で可燃性ガス、蒸気、または液体の引火濃度が存在する可能性のあるエリア。ゾーン 1 の目安として、これは年間 10 ～ 1000 時間、または時間の 0.1 ～ 10% と定義できます。^{[ 4 ]}

クラスI、ディビジョン2またはゾーン2に分類された場所

通常の運転条件下では、可燃性ガス、蒸気、または液体の引火濃度が存在する可能性が低い区域。この区域では、ガス、蒸気、または液体は異常な条件下（多くの場合、異常な条件下での漏洩）でのみ存在します。ゾーン2の一般的な目安として、望ましくない物質は年間10時間未満、または時間の0～0.1%未満で存在する必要があります。^{[ 4 ]}

非公開の場所

非危険区域または一般区域とも呼ばれるこれらの区域は、クラス I、区分 1 または区分 2、ゾーン 0、ゾーン 1 またはゾーン 2、あるいはそれらの組み合わせのいずれにも該当しないと判断されます。このような区域には、爆発性または可燃性ガスの放出リスクがエアゾールスプレーの噴射剤などに限られる住居やオフィスが含まれます。爆発性または可燃性の液体は、塗料とブラシクリーナーのみです。これらは爆発を引き起こすリスクが非常に低いと指定されており、火災のリスクの方が高いです (ただし、住宅建物でのガス爆発は実際に発生しています)。化学工場やその他の工場内の非分類区域は、危険ガスが可燃下限(または爆発下限 (LEL)) の 25% 未満の濃度に希釈されていることが確実な場所に存在します。

空気中に浮遊する塵やその他の微粒子は爆発する可能性がある。

さまざまな爆発性雰囲気には、爆発の可能性と深刻度に影響を与える化学的性質があります。そのような性質には、火炎温度、最小着火エネルギー、爆発の上限と下限、分子量などがあります。実験的試験は、最大実験安全ギャップ(MESG)、最小着火電流 (MIC) 比、爆発圧力とピーク圧力までの時間、自然発火温度、最大圧力上昇率などのパラメータを決定するために行われます。すべての物質は異なる性質の組み合わせを持っていますが、それらは類似した範囲にランク付けできることがわかっており、危険区域用の機器の選択を簡素化します。^{[ 5 ]}

可燃性液体の可燃性は、引火点によって定義されます。引火点とは、物質が着火性混合物を形成するのに十分な量の蒸気を発生させる温度のことです。引火点によって、その区域を分類する必要があるかどうかが決まります。物質の自己発火温度が比較的低い場合でも、引火点が周囲温度よりも高い場合は、その区域を分類する必要がない場合があります。逆に、同じ物質を引火点以上に加熱して取り扱うと、着火性混合物が形成されるため、適切な電気系統設計のためにその区域を分類する必要があります。^{[ 6 ]}

産業で使用される化学ガスや蒸気は、それぞれガスグループに分類される。

グループIICは、最も危険度の高いゾーンシステムガスグループです。このグループのガスは非常に容易に引火する可能性があります。グループIICに適していると表示されている機器は、IIBおよびIIAにも適しています。IIBに適していると表示されている機器は、IIAにも適していますが、IICには適していません。例えば、Ex e II T4と表示されている機器は、すべてのサブグループIIA、IIB、およびIICに適しています。

製油所または化学コンプレックス内に存在するすべての爆発性物質のリストを作成し、分類区域の敷地計画図に含める必要があります。上記のグループは、物質が着火した場合の爆発性の強さの順に構成されており、IICが最も爆発性の高いゾーンシステムガスグループ、IIAが最も爆発性の低いグループです。また、これらのグループは、エネルギーまたは熱効果によって物質を着火させるのに必要なエネルギー量も示しており、ゾーンシステムガスグループではIIAが最も多くのエネルギーを必要とし、IICが最も少ないエネルギーを必要とします。

機器は、危険雰囲気の自己発火温度の80% を超えないことを確認するためにテストする必要があります。外部温度と内部温度の両方が考慮されます。自己発火温度は、追加の熱源や発火源なしで物質が発火する最低温度です (大気圧下)。この温度は、産業および技術用途の分類に使用されます。^{[ 7 ]}

電気機器のラベルに記載されている温度区分は、以下のいずれかになります（摂氏）。

上記の表は、温度分類T3の電気機器の表面温度が200  ℃を超えないことを示しています。高圧蒸気管の表面温度は、一部の燃料・空気混合気の自己発火温度を超える可能性があります。

機器は、危険な場所での安全な操作のために設計または改造することができる。一般的なアプローチは次の2つである。

本質安全性

本質安全防爆（非発火性とも呼ばれる）とは、システム内のエネルギーを制限し、いかなる条件下でも危険な雰囲気を発火させないようにするものです。これには、低電力レベルと低蓄積エネルギーの両方が含まれます。計測機器でよく用いられます。

防爆仕様

防爆または耐火装置は密閉され頑丈な構造になっているため、内部で火花や爆発が発生しても危険な雰囲気に引火することはありません。^{[ 8 ] [ 9 ]}

難燃加工にはいくつかの技術があり、それらはしばしば組み合わせて使用​​される。

• The equipment housing may be sealed to prevent entry of flammable gas or dust into the interior.
• The housing may be strong enough to contain and cool any combustion gases produced internally.
• Enclosures can be pressurized with clean air or inert gas, displacing any hazardous substance.
• Arc-producing elements can be isolated from the atmosphere, by encapsulation in resin, immersion in oil, or similar.
• Heat-producing elements can be designed to limit their maximum temperature below the autoignition temperature of the material involved.
• Controls can be fitted to detect dangerous concentrations of hazardous gas, or failure of countermeasures. Upon detection, appropriate action is automatically taken, such as removing power, or providing notification.

米国では、全米電気機器製造業者協会（NEMA）が、さまざまな用途向けの筐体タイプの規格を定めています。 ^{[ 11 ] [ 12 ]} これらの規格の中には、特に危険場所向けのものもあります。

ヨーロッパでは、爆発性雰囲気での使用が認証された機器には、ATEX指令で要求されている場合はCEマークと認証機関の識別番号を表示する必要があります。防爆機器には、さらにExシンボルと、機器グループ、カテゴリ、保護コンセプト、ガスまたは粉塵グループ、温度クラス、および機器保護レベル（EPL）を識別する保護マークが表示されます。完全なマーキングには、II 2G Ex ia IIC T4 Gbなどの指定が含まれる場合があります。^{[ 13 ]}

危険区域で使用される産業用電気機器は、ガス危険区域の場合はIEC-60079、粉塵危険区域の場合はIEC-61241といった、該当する規格に適合していなければなりません。場合によっては、これらの規格に適合していることを証明する認証を受ける必要があります。独立した試験機関（認証機関）はほとんどのヨーロッパ諸国に設立されており、これらの機関が発行する認証書はEU全域で有効です。英国では、SiraとBaseefaが最もよく知られた認証機関です。

オーストラリアとニュージーランドは同じIEC-60079規格（AS/NZS  60079として採用）を使用していますが、CEマークは必須ではありません。

北米では、特定の危険区域における機器の適合性は、 UL、FM Global、CSA Group、Intertek（ETL）などの国家認定試験機関によって試験されなければなりません。

ラベルには必ずクラスと区分が記載され、グループと温度コードが記載されている場合もあります。ラベルのすぐ隣には、認証機関のマークがあります。

一部のメーカーは、技術資料の中で危険区域への「適合性」や「危険区域向けに設計されている」と主張していますが、実際には試験機関の認証を受けていないため、管轄当局（AHJ ）が電気設備／システムの運用を許可することは認められません。

ディビジョン1エリア内のすべての機器には承認ラベルが必要ですが、硬質金属電線管などの一部の材料には、クラス/ディビジョン1への適合性を示す特定のラベルがなく、NEC（米国電気工事規程）で承認された設置方法として記載されていることが許可の代わりとなります。ディビジョン2エリアの一部の機器、例えば通常アーク放電を起こさない標準的な3相誘導電動機などは、特定のラベルを必要としません。

表示には、製造者の名称または商標と住所、機器の種類、名称とシリアル番号、製造年、および特別な使用条件も含まれます。NEMAエンクロージャ定格またはIPコードも表示される場合がありますが、通常は分類区域への適合性とは関係ありません。