化学プラント大全 
保安管理技術の防爆・静電気・電気設備（国試の問10、検定の問9。令和7年度の検定は問10）の論点を並べた記事です。見出しが論点名なので、目次から引いてください。
科目の全体像は保安管理技術15問の攻略へ。
危険箇所の区分 ── 特別・第一類・第二類の3つ、爆発性雰囲気がある時間と頻度で分ける
第二類危険箇所・第一類危険箇所・特別危険箇所の3つが、爆発危険箇所の種別です。非危険箇所は種別に数えません。
| 問われる形 | 正誤 | ポイント |
|---|---|---|
| 爆発危険箇所は、第一類・第二類・非危険箇所の3種類 | × | 特別危険箇所が抜けている（R3検定問9ロ） |
| 爆発性雰囲気が連続して長時間ある場所は、第一類危険箇所 | × | 特別危険箇所（R6検定問9イ） |
| 通常の状態で爆発性雰囲気をしばしば生じるおそれがある場所は、第二類危険箇所 | × | 第一類（H28国試問10イ）。正しい形はR4検定問9イ |
| 非点火防爆構造の機器は、第二類危険箇所に限って使う | ○ | R2国試問10ロ |
出題：国試2記述・検定4記述（平成28〜令和7年度）
区分と典型的な場所
| 区分 | 爆発性雰囲気 | 典型的な場所 |
|---|---|---|
| 特別危険箇所（0種場所） | 通常の状態で連続・長時間、または頻繁に存在 | 開放した容器の中にある引火性液体の液面の近く |
| 第一類危険箇所（1種場所） | 通常の状態でしばしば生成するおそれ | 製品の取出しやふたの開閉でガスを出す開口部付近、換気が妨げられガスが滞留しうる屋内 |
| 第二類危険箇所（2種場所） | 生成のおそれが少なく、生じても短時間 | ガスケットの劣化で漏れうる場所、強制換気が故障したとき滞留しうる場所 |
- 種別と範囲は、放出源の等級（連続級・1級・2級）と換気の度合いで決まる
- 危険な場所ほど使える防爆構造は少ない。特別危険箇所に使えるのは本質安全防爆（ia）など一部だけ
関連：防爆構造
防爆構造と選定の指標 ── すきまは耐圧、電流は本質安全、発火温度はすべての構造
耐圧防爆は最大安全すきま、本質安全防爆は最小点火電流で分けた爆発等級で選びます。発火温度で分けた発火度は、すべての防爆構造の選定に使います。
| 問われる形 | 正誤 | ポイント |
|---|---|---|
| 耐圧防爆構造の機器は、最小点火電流で分類・選定する | × | 最大安全すきま（H30国試問10イ・R2国試問10イ） |
| 最小点火電流は、耐圧防爆（または安全増防爆）構造の機器の選定に使う | × | 本質安全防爆構造（R1・R3・R4・R5・R7検定）。正しい形はH29検定問9イ |
| 内圧防爆構造は、内部で爆発しても容器が爆発圧力に耐える構造 | × | それは耐圧防爆。内圧防爆は保護ガスで中に入れない（R3検定問9ハ・R4国試問10イ） |
| 本質安全防爆は、機器・保持回路・配線を組み合わせたシステムとして成り立たせる | ○ | 容器を頑丈にしても成り立たない |
| 安全増防爆は、正常時に火花や高温部のない機器の安全度をさらに高めた構造 | ○ | 回路のエネルギーを制限する方式ではない |
出題：国試10記述・検定12記述（平成28〜令和7年度）
構造の記号と考え方
| 構造 | 記号 | 考え方 |
|---|---|---|
| 耐圧防爆 | d | 中で爆発しても耐え、接合面から外へ火炎を出さない |
| 内圧防爆 | f | 保護ガスの圧力を外より高く保ち、ガスを入れない。内圧を失うと働く保護装置が要る |
| 油入防爆・樹脂充填防爆 | o・ma／mb | 点火源を油に浸す・樹脂で囲んで、ガスから隔離する |
| 安全増防爆 | e | 正常時に火花・高温のない機器の安全度を増す |
| 本質安全防爆 | ia／ib | 正常時と故障時の火花・高温でも点火しない |
| 非点火防爆 | n | 正常な運転中は点火しない。第二類危険箇所に限る |
- 表の記号と「特別・第一類・第二類」「爆発等級」「発火度」は、試験の教科書が使う構造規格の言い方。試験はこの言い方で出る
- IEC に整合した規格（技術的基準）では、内圧防爆の記号が f ではなく p、危険箇所は0種・1種・2種場所、爆発等級に当たるガスの分類はⅡA・ⅡB・ⅡC、発火度に当たるのは温度等級（T1〜T6）。図の p はこちらの記号
- 爆発等級は火炎逸走限界（最大安全すきまと同じと考えてよい）で1〜3。水素・アセチレンは最も厳しい等級3
- 発火度は発火温度でG1〜G5。耐圧防爆でも、外面が発火温度に達すれば着火するので発火度を合わせる
静電気の帯電と緩和 ── 導電率が低いほど電荷は逃げにくく、静置時間を長くとる
電荷は緩和時間 τ ＝ ε/κ（ε：誘電率、κ：導電率）で減ります。導電率が高いほど早く減り、低い液体ほど静置時間を長くとります。タンクを接地していても静置時間は要ります。
| 問われる形 | 正誤 | ポイント |
|---|---|---|
| 電荷の減少に要る時間は、液体の導電率によらない | × | 導電率が高いほど早く減る（R2検定問9ホ。正しい形はR3国試問10イ） |
| 扱う液体の体積抵抗率にかかわらず、静置時間は一定でよい | × | 導電率が小さいほど長く（H29・R1検定。正しい形はR1国試問10ハ） |
| 金属タンクを接地していれば、液体の導電率や量によらず静置時間は要らない | × | 液体の中の電荷はすぐには壁へ移らない |
| 帯電は摩擦・剥離・流動・撹拌・誘導で起き、滴下や沈降・浮上では起きない | × | 滴下・沈降・浮上でも起きる（R2検定問9ロ・R5検定問9ホ） |
| 配管の流速を上げるほど流動帯電は小さくなる | × | 流速とともに急に増える。液体の充填時の初期最大流速は1 m/s以下 |
出題：国試11記述・検定14記述（平成28〜令和7年度）
液体の導電率の目安
| 液体 | 導電率 | 帯電 |
|---|---|---|
| 原油・重油 | 10⁻⁸ S/m 以上（体積抵抗率10⁸ Ω·m以下） | 問題は少ない |
| 多くの石油製品 | 10⁻¹² S/m 前後（体積抵抗率10¹² Ω·m前後） | 帯電しやすい |
| キシレン・直留ガソリン | 約0.1 pS/m（10⁻¹³ S/m） | 絶縁性液体 |
教科書は静電気安全指針を引いて、導電率10⁻⁸ S/mより大きいものを導体としています。一方、労働安全衛生総合研究所『静電気安全指針2007』の付録G.5は、100 pS/m（10⁻¹⁰ S/m）未満を絶縁性液体としています。2つの数値を混同しないでください。
帯電はあちこちで起き、対策は3段で
- 帯電：摩擦・剥離・流動・混合撹拌・噴出・誘導のほか、滴下・飛沫・沈降・浮上・衝突・粉砕でも起きる
- 発生を抑える：流速制限、夾雑物の除去、吹出し防止
- 緩和・除去：接地・ボンディング、静置時間、除電器、湿度の付与、帯電防止剤、静電靴・静電作業衣
- 爆発性雰囲気をつくらない：イナートガスの注入、液温管理
- 受入れ直後は、接地した壁から離れた中央部ほど電荷が残り、電位が高い
静電気の放電と着火 ── 導体は全量を一度に放電、W＝CV²/2 が最小発火エネルギーを超えると危ない
帯電した導体は、放電の直前にもっていた静電エネルギー W ＝ CV²/2 をほぼ全部一度に出します。不導体は一度に全部は出しません。放電エネルギーが最小発火エネルギーより小さければ着火しない。
| 問われる形 | 正誤 | ポイント |
|---|---|---|
| 静電エネルギーが同じなら、一度に放電するエネルギーは導電率が低いほど大きい | × | 導体のほうが一度に全量を出す（R3国試問10ロ） |
| 不導体では、放電で失うエネルギーが静電エネルギーと等しい | × | 等しいのは導体（H29・R1・R5検定） |
| 作業者について災害が起きる限界の帯電電位は、最小発火エネルギーと人体の静電容量をもとに算出する | ○ | Vc ＝ √(2WM/C)（R3・R7国試問10ハ） |
| 帯電物質の体積抵抗率が大きいほど、災害発生限界の帯電電位は低くなる（反比例の関係） | × | 式に抵抗率は入らない（H29・R6国試） |
| 導体の放電エネルギーは導電率に比例し、帯電電位に反比例する | × | W ＝ CV²/2（R5国試問10ニ） |
出題：国試9記述・検定6記述（平成28〜令和7年度）
人体の帯電で着火する電位
人体の静電容量を約200 pFとすると、
- 最小発火エネルギー0.2 mJ（石油類）なら Vc ≒ 1.4 kV。人体が容易に帯電するレベル
- 水素（化学量論組成での値0.02 mJ）なら V ＝ √(2 × 0.02×10⁻³ ÷ 200×10⁻¹²) ≒ 450 V。組成を変えた最低値0.016 mJで計算すると約400 V
- 接地されていない導体（金属・人体）は全量を火花放電する。だから導体の接地が最も基本の対策
- 不導体でも、背面に接地導体がある薄い不導体では、エネルギーの大きい沿面放電が起こる
接地とボンディング ── 接地は大地へ、ボンディングは導体どうしを同電位に
接地は導体を大地とつないで電荷を逃がし、ボンディングは複数の金属導体を電線などで互いにつないで同電位にし、導体間の火花放電を防ぎます。
| 問われる形 | 正誤 | ポイント |
|---|---|---|
| ボンディングとは、金属導体どうしを電線などでつないで電位を等しくすること | ○ | H30・R2・R3・R6検定 |
| 避雷接地は、接地抵抗を極力小さくし、被保護物と周辺の接地電位を一様にすることが重要 | ○ | 電位を一様にするほうがより重要（R3国試問10ニ） |
| 保安接地は、静電気だけを対象とする接地 | × | 機器の故障・異常時に人体と機器を守る接地 |
| 保安接地の接地抵抗は、機器の外箱の大きさで決まる | × | 電圧・回路条件と接地工事の区分で決まる |
出題：国試6記述・検定5記述（平成28〜令和7年度）
目的ごとの接地抵抗
| 目的 | 接地抵抗 |
|---|---|
| 静電接地 | 1000 Ω以下が望ましい（例示基準では100 Ω以下） |
| 保安接地のD種（300 V以下の低圧の機器・外箱） | 100 Ω以下（原則） |
| 避雷接地 | 極力小さくし、周辺の電位を一様に |
- 静電気で大地へ流れる電流は10⁻⁵ A以下なので、漏えい抵抗が10⁶ Ω以下なら十分に逃げる。静電接地の抵抗は緩くてよい
- 雷は大電流なので、抵抗が小さくても電位が上がる。周辺に電位差があると側撃が起きる
- 配管どうしをボルトで締めたフランジは、場合によってはボンディングを施したのと電気的に同等になる
非常用電源と電気計画 ── 容量は「安全に停止できる時間」で決める
| 設備 | 押さえること |
|---|---|
| 非常用電源（蓄電池） | 容量は設備を安全に停止できる時間から。非常用発電設備ありで5〜10分、なしで30分程度 |
| UPS | 常用電源を直流にして蓄電池を充電し、再び交流に変換して供給。停電しても無瞬断 |
| 燃料電池 | 負極に水素、正極に空気中の酸素。水の電気分解の逆の反応 |
| 非常用発電設備 | 主流は内燃機関で、ガソリン機関やディーゼル機関が代表的 |
| 電気設備計画 | 測定・検査用も含め、電気を使う機器はすべて対象 |
非常用電源の目的は運転を続けることではなく、安全に止めることです。いつ戻るか分からない常用電源の回復時間は、容量の基準になりません。
| 問われる形 | 正誤 | ポイント |
|---|---|---|
| 蓄電池の容量は、発電設備がなければ常用電源が回復するまでの想定時間から決める | × | 安全に停止できる時間から（R2国試問10ニ） |
| 非常用電源の容量を、設備を安全に処置できる時間から決めた | ○ | H29・R6・R7検定 |
| UPSは常用電源を整流して蓄電池を充電し、再び交流に変換して供給する | ○ | R2国試問10ハ |
| 燃料電池では、燃料の水素を負極へ、酸化剤となる空気中の酸素を正極へ送り込む | ○ | H30・R2検定。正負を入れ替えた形は×（R4・R7検定） |
| 測定・検査用の電気機器は、電気設備計画の対象から外してよい | × | 電気を使う以上対象 |
出題：国試2記述・検定9記述（平成28〜令和7年度）
- UPS は非常用電源としての用途なので、ふつうは設備を安全に処置できる時間、30分以上供給できるように蓄電池の容量を決める
- 燃料電池の負極では水素が酸化されて電子を出し、正極で酸素が電子を受け取る（→ 腐食のアノード・カソード）
出典：高圧ガス保安協会『高圧ガス保安技術』、労働安全衛生総合研究所『静電気安全指針2007』ほか。平成28〜令和7年度の国家試験・技術検定の出題を論点ごとに整理しました。問題文は転載せず、要約して解説しています。
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いずれも私が個人で作って売っているもので、高圧ガス保安協会とは無関係の非公式アプリです。受験にあたっては必ず公式テキストで確認してください。
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