安全関連機能を持つ機器のイミュニティ — IEC 61326-3-1、-3-2 の概要

安全関連機能を持つ機器のイミュニティ— IEC 61326-3-1、-3-2 の概要
株式会社 e・オータマ

佐藤智典

2022 年 8 月 29 日

目次

1

概要

1

概要

1

IEC 61326-3-1[1] 、及び IEC 61326-3-2[2] は工業

2

IEC 61326 シリーズの適用
2.1 規定された電磁環境 . . . . . . . . . . . . . .
2.2 安全関連システムと安全関連システムでの使用を意図した機器の試験 . . . . . . . . . . . . .
2.2.1 安全関連システムでの使用を意図した機器の試験 . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2 安全関連システムの試験 . . . . . . . .

22

環境で使用される SIL 1〜3†1 の安全関連システム†2

イミュニティ要求
3.1 性能判定基準 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 性能判定基準 DS . . . . . . . . . . .
3.1.2 性能判定基準 A (IEC 61326-3-2 のみ)
3.1.3 性能判定基準の適用 . . . . . . . . . .
3.2 イミュニティ試験レベル . . . . . . . . . . . .

3
3
3
4
4
4

試験
4.1 試験構成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 監視システム . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 動作条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 各試験のポイント . . . . . . . . . . . . . . .

5
5
5
5
5

5

試験計画書

9

り、少なくともこれらの規格に、また関係するその

6

参考資料

9

他の要求に従うことが不可欠となるであろう。†5

3

4

や安全関連機能†3 を実行する機器の EMC 要求を3定めるものであり、IEC 61326-3-2 は規定された電磁環境での使用が意図されたシステムや機器に、

33IEC 61326-3-1 はその他の環境での使用が意図されたシステムや機器に適用される。
これらの規格は安全関連機能のイミュニティの評
価を意図しているものではあるが、単にやや厳しい
イミュニティ試験レベルでの試験を要求しているだ
けであり、この規格への適合によって機能安全のための EMC を達成できるわけではない。†4 機能安全のための EMC に関するプロセスや方法論などはIEC 61508[4] や IEC 61000-1-2[5] で述べられてお†1 SIL (safety integrity level; 安全度水準) は IEC 61508[4]で規定されたもので、SIL 1〜4 に分類される。この中で最も要求水準が厳しいものとなる SIL 4 はこれらの規格ではカバーされない。簡単に言えば高い SIL は危険側の障害を発生する可能性が低いことを意味し、例えば、本質的に危険側障害を起こしに
くい設計、多重化、自己診断などによってそれを実現している。
†2 安全関連システム — EUC (制御対象機器; 機器、機械、プ
ラントなど) の安全状態の達成や維持のために必要な安全機能を実現し、かつそれ自身で、もしくは他の E/E/PE (電気/電子/プログラマブル電子) 安全関連システムやその他のリスク低減手段とともに所望の安全機能で必要な安全インテグリティを達成することを意図した所定のシステム。
†3 安全関連機能 — E/E/PE 安全関連システムやその他のリ
スク低減手段が実現する、特定の危険事象に関する EUC の安
全状態の達成や維持が意図された機能。
†4 高頻度作動要求の場合、SIL 1〜3 では危険側故障の頻度
が 10−5 〜10−8 回/時間 (概ね 10 年から 1 万年に 1 回) よりも低いことになるが、これを試験で確認することはそもそも困難
であり、またこれらの規格で適用される試験レベルもこのような低い頻度で生じるかも知れない現象までを想定したものではない。さらに、通常行なわれる試験では実際の使用で起こり得る劣化やその他の様々な要因も考慮されず、従ってライフサイク
ルを通じてのその機器の挙動に関する情報をほとんど与えない。
これに関する議論は [11][12] などで見ることができる。
†5 IET が発行した機能安全のための EMC に関するガイド[13] も参照。

1

安全関連機能を持つ機器のイミュニティ — IEC 61326-3-1、-3-2 の概要

2. 可搬型送信機の使用の制限

本 稿 で は 、こ の IEC 61326-3-1:2017[1] 、及 び

IEC 61326-3-2:2017[2]の概要を述べる。なお、本敏感な区域での可搬型送信機の使用は立ち入り

稿は規格の内容全てをカバーするものではなく、ま規則で制限される。

た正確であるとも限らないので、規格についての正立ち入り規則は、送信出力を P (W)、アンテナ

確な情報は規格そのもの [1][2] を参照していただきのゲインを Ga (= 1.64 と仮定)、距離を d (m)、√電界強度を E (V/m) として、E = 30 Ga P /dたい。

から敏感なデバイスのための最小保護距離を計算することで選択される。†9

IEC 61326 シリーズの適用

2

IEC

61326-3-1[1]やIEC

61326-3-2[2]3. 電源、制御、信号、あるいは通信線のための独はIEC 61326-1[3] の適用範囲に入る機器†6 で安全関連立したケーブルシステムや安全関連システムでの使用を意図したもケーブルは、信号/制御ケーブル (< 110 V)、のに対する追加の要求を定めるもので、IEC 61326-1

低圧電力ケーブル (≤ 1 kV)、高圧電力ケーブ
ル (> 1 kV) の 3 つの区分に分類され、それぞ†7と組み合わせて使用される。

れの区分は次項のように物理的に隔離される。

一 般 に 、IEC 61326-1、IEC 61326-3-1、及 び

4. ケーブルの隔離

IEC 61326-3-2 のイミュニティ要求は次のように適用される:異なる区分のケーブルは少なくとも 30 cm 離
すか、あるいはケーブル・ダクト/トレーの金• 安全関連以外の機能 — IEC 61326-1

属の隔壁で隔離して引かれる。†10• 安全関連機能:

5. 主に金属の構造材から成る工場建屋– §2.1 で述べるような工業環境での使用が建屋は鉄筋コンクリートか金属構造材から成意図されている — IEC 61326-3-2

り、その金属構造材や鉄筋は等電位効果の改善– その他 — IEC 61326-3-1のために互いに熔接もしくは接続される。†11

6. 適切な手段による過電圧/雷防護

2.1規定された電磁環境

全ての導体と接地電位のあいだの過電圧を安全な電圧レベルに制限する過電圧/雷防護 (例えIEC 61326-3-2 は以下のような環境での使用が意図されたシステムや機器に適用される:

ば建屋の金属構造材や防護デバイスの使用のよ†8うな) が存在している。

1. 立ち入りが制限された産業プラント
7. AC 駆動のパイプ加熱システム

プラント (区域) への立ち入りは立ち入り規則
で制限され、従業員や訪問者は、立ち入り制限、

AC 駆動のパイプ加熱システム†12 が設置されて可搬型送信機の使用、またその環境を電磁現象いるかも知れない。

に対して保護するためのその他の重要な規則を

8. 敏感な区域の近くに高圧変電所がない

周知される。

極度に高い磁界や電界を防ぐため、高圧変電所
は敏感な区域の外にある。

†6 AC 1000 V 以下、あるいは DC 1500 V 以下で動作する、専門家、加工、生産、教育向けの機器がカバーされ、これは計測/試験用、制御用、あるいは試験所用の情報技術機器を含む。IEC 61326-1 の適用範囲に入らない工業環境向けの機器は
IEC 61000-6-7[6] でカバーされるかも知れない。
†7 例えばプログラマブル・コントローラの IEC 61131-6[7] 、可変速駆動システムの IEC 61800-5-2[8] 、電気的検知保護機器の IEC 61496-1[9] のように、個別の規格が別に存在しているものもある。
†8 これは、プロセス産業、特に化学、石油、製薬プラントの要求に基づく。

†9 例えば、P = 5 W の場合、E = 10 V/m (≤ 1 GHz) とす
ると d ≃ 1.6 m、E = 3 V/m (> 1 GHz) とすると d ≃ 5.2 mとなる。
†10 ケーブルの引き回しについては例えば [14] の §2.8 も参照。
†11 例えば [14] の §2.4 も参照。
†12 建屋に接地されたパイプに電流を流して加熱を行なうもの
で、周辺に高い磁界を発生する。

2

安全関連機能を持つ機器のイミュニティ — IEC 61326-3-1、-3-2 の概要

9. CISPR 11 に従った ISM 機器

そのようなデバイスのイミュニティ試験では、所ISM 周波数を使用する CISPR 11 Group 2 ISM

定の電磁現象に対してその仕様が満足されているか機器†13 が存在する場合、非常に低い無線周波

どうかを確認することが目標となる。
試験では EUT の挙動を確認するが、妨害を受け出力のみを送出するか、または充分に離れた場ていない機能からの逸脱は検出可能でなければなら所に設置される。

ず、また試験報告書に記載されなければならない。

10. 適格な要員
誤った施工を防ぐため、全ての設置作業は機器

2.2.2とシステムの設置ガイドラインを熟知した訓練

安全関連システムの試験

安全関連システムについては、その安全関連シス

済みの要員が行なう。

テムの意図された機能が、またあり得る安全状態が11. 機器とシステムの定期的な保守規定される。

全ての設備はシールドや接地接続の腐食や誤っ

イミュニティ試験の目標は、その安全関連システ

た施工を防ぐために定期保守の対象となる。

ム全体が製造業者が規定したように、また性能判定
基準 DS で要求されるように機能するかどうかを示

12. 機器とシステムの設置ガイドライン

すこととなる。

全ての設備は設置プロセス、シールド、接地接続などの詳細を述べたそのプラントの設置ガイ
ドラインに従って設置される。

2.2

安全関連システムと安全関連システ
ムでの使用を意図した機器の試験

3

イミュニティ要求3.1

性能判定基準3.1.1

性能判定基準 DS

1. 安全用途での使用が意図された機能は、

これらの規格は、安全関連システム全体に、あるいは安全関連システムでの使用を意図した個々の機(a) 仕様の範囲から外れるような影響を受け器に適用できる。

ない、あるいは

安全関連システムは、複雑で大規模な設備を含む、(b) EUT が妨害に検出可能な形で反応し†15 、

様々な物理的な配置で組み立てられるものとなるかかつも知れず、そのようなシステムの試験は困難なものとなり得るため、イミュニティ試験は機器単位で行i. 規定状態が維持される、あるいはなうことが望ましい。

ii. 宣言された時間内に規定状態が達成
される

2.2.1

ならば、一時的もしくは恒久的に影響 (コ

安全関連システムでの使用を意図した機器

ンポーネントの損傷を含めて) を受けても

の試験

良い†16

それが妨害を受けた時の機能が危険となるかどうる。しかしながら、障害発生時に接点を開いた状態とするか閉じた状態とするかは機器の設計に先立って決定され、これはその機器の仕様や性能判定基準 DS にも反映される筈である。この場合、この接点の状態に関しては、それが安全関連システム
でどのように使用されるかとは無関係に確認することができる。
†15 例えば安全に関係するセンサの検出感度が妨害の影響で仕様の限界を超えて低下した場合、性能が低下したままの状態で一見普通に動作を継続すべきではなく、その異常を検知し、速やかに規定状態に移行することが必要となるだろう。
†16 この規格での判定の上では安全上の用途での使用が意図された機能はこの規格での試験で性能を維持しても規定状態となっても良いが、試験から得られる情報はそのいずれかによって異なる。例えばほとんどの試験で前者の結果となることは比較的高いレベルの妨害を受けた時も安全関連の性能を維持できそうであることを、すなわち高いイミュニティ・レベルを持つことをかは安全関連システムでの用途に依存し、不明であるものの、安全関連システムでの使用が意図された個々のデバイスは意図された機能と障害の際に許容される挙動を含めて詳細に規定される。†14†13 CISPR 11 の規定上、このような ISM 機器はその周波数範囲内で高い電磁界を放出することが許容されるが、これらの規格のイミュニティ要求レベルは高出力の電磁界を放出する機器との共存を想定したものではないため、その制限が必要となる。
†14 例えば機器が安全関連の接点出力を持つ場合、その接点が開いた場合と閉じた場合のいずれが危険となるかはその機器を安全関連システムの中でどのように使うかに依存し、不明であ3

安全関連機能を持つ機器のイミュニティ — IEC 61326-3-1、-3-2 の概要

2. 安全用途での使用が意図されていない機能は、安全用途での使用が意図されていない機能に対し†17

一時的もしくは恒久的に影響を受けても良いては、IEC 61326-1 の試験レベルで IEC 61326-1 の性能判定基準が適用される。

規定状態 (defined state) は機器の設計で規定さ安全用途での使用が意図された機能への性能判定

れた検出可能かつ規定された状態で、それぞれの安基準の適用の一般的なアプローチは:

全関連機能の規定状態は製造業者が決定し、規定状• 通常の EMC 試験でのイミュニティ試験レベル態を達成するまでに許容される最大時間を含めて文では、書化される。†18 通常、それぞれの安全関連機能の規定状態は設計に先立って設計され、障害発生時には– 性能判定基準 A

あらかじめ定められた規定状態となるように設計さ– 性能判定基準 B、かつ観測された逸脱とれるであろう。

回復時間が文書化されている

3.1.2– 性能判定基準 C、かつ観測された逸脱は性能判定基準 A (IEC 61326-3-2 のみ)検出可能で文書化されている機器は、試験中と試験後、意図したように動作し• IEC 61326-3-1 のイミュニティ試験レベルでは、続けなければならない。機器が意図されたように使性能判定基準 DS用された時、製造業者が規定した性能レベルを下回る性能の劣化や喪失は許容されない。性能レベルは• IEC 61326-3-2 のイミュニティ試験レベルでは、許容される性能の喪失で置き換えても良い。製造業

性能判定基準 DS、もしくは A (表 1, 表 2 参照)

者が最小限の性能レベルや許容可能な性能の喪失をIEC 61326-3-1 での機器やシステムの試験で許容規定していない場合は、それらは製品の説明や文書可能な、また許容できない影響の例は、表 3、及びから、また機器が意図されたように使用された時に表 4 も参照されたい。

ユーザーが合理的に期待するものから導けるかも知れない。†193.2
3.1.3

性能判定基準の適用

イミュニティ試験レベル

IEC 61326-3-1 のイミュニティ試験レベルは多くの試験項目について IEC 61326-1 よりも高めのもIEC 61326-3-1 や IEC 61326-3-2 の性能判定基準のとなっており、また IEC 61326-1 には含まれない

は、安全用途での使用が意図された機能に対して、

IEC 61000-4-16 †20 や IEC 61000-4-29 †21 の試験がまたこれらの規格での試験レベルでの試験に際して含まれている。

のみ適用される。

IEC 61326-3-2 のイミュニティ試験レベルは、示すという点で好ましく見えるかも知れないが、妨害の影響で安全関連の性能が損なわれた時の挙動に関する情報を与えない。
一方、様々な試験で後者の結果となることは安全関連の性能が妨害の影響を受けやすい、すなわちイミュニティ・レベルがあまり高くはないことを示すものの、妨害の影響で安全関連の性能が損なわれた時に規定状態が達成されるであろうという確信を強めるものとなるであろう。また、規格ではそのような要求はな
いものの、前者のような場合は試験レベルを上げたり EUT を妨害の影響を受けやすい状態としての追加の試験の実施を、後者のような場合はイミュニティの向上を検討する価値があるかも知れない。
†17 安全用途での使用が意図されていない機能のイミュニティ
は IEC 61326-1 でカバーされる。
†18 この規定は、例えば、異常発生時には 100 ms 以内に接点を開く、1 s 以内にバルブを閉鎖する、などといったものを含む
かも知れない。通常、達成される状態は安全側とみなされるものとなるであろうが、この規格では安全側/危険側などの表現は用いられない。
†19 これは IEC 61326-1 の定義と同様だが、IEC 61326-3-2の要求は非安全関連機能には適用されない。性能判定基準 B や
C は安全関連機能には適さないので、IEC 61326-3-2 では使用されない。

IEC 61326-3-1 と同等、あるいはそれよりも低い
IEC 61326-1 に近いものとなっているものが多い。
但し、IEC 61326-3-2 では多くの試験項目について
性能判定基準 DS ではなく A が要求されていることに注意されたい。また、一部、IEC 61326-3-1 よ†20 IEC 61000-4-16 は IEC 61000-4-6 よりも低い周波数範囲(DC〜150 kHz) のコモン・モード妨害に対するイミュニティの評価を意図している。
†21 IEC 61000-4-29 は DC 電源のディップや停電に対するイ
ミュニティの評価を意図している。

4

安全関連機能を持つ機器のイミュニティ — IEC 61326-3-1、-3-2 の概要

りも厳しい試験レベルが設定されている試験項目も

4.2

監視システム†22ある。

多くの場合、試験時の EUT の挙動を監視するた

これらの規格の試験レベルの対比は、表 1、及びめの手段が必要となる。

表 2 を参照されたい。

この監視は EUT の性能が仕様の範囲から外れた

IEC 61000−4−16

Immunity test level (V or V/m)

100

IEC 61000−4−6場合にそれを確実に検出できるものことが必要であIEC 61000−4−3

り、試験の対象によっては EUT の動作やその監視

100 V 1 s

ÿに工夫が必要となるかも知れない。

20

このような監視システムは EUT の挙動に影響してはならず、それが不可能な場合は影響の範囲を文15書化する。いかなる場合にも安全関連機能は監視シ

IEC 61326−3−2:201710

IEC 61326−3−1:2017

ステムの影響を受けてはならない。

5
IEC 61326−1:2012

0
DC

10
100
16.67 50 150

1k

10k

100k

1M

10M

100M

1G

4.3

6G

動作条件

Frequency (Hz)

仕様の範囲内で最悪条件と推定される動作モード

図 1: 各規格の IEC 61000-4-16, -4-6, -4-3 の試験レベルを選択する。
安全機能の作動や解除の瞬間に妨害を印加する必要はないが、試験計画にそれを含めても良い。

4

試験

4.1

試験構成

4.4

各試験のポイント

表 1 と表 2 で示されている試験について、いくつ

EUT が安全関連システム全体でない場合、EUT

かのポイントを述べる。†24のポートは安全関連システムを模擬する他の要素や実際の要素の特性を模擬する負荷に接続すべきで• 共通事項ある。

EUT に様々な構成がある場合、最も影響を受け– DC 配電網に接続されない、機器間の DC

やすいと予期される構成で試験し、また全てのタイ

接続は、I/O ポートとみなす。†25

プのモジュールを少なくとも 1 度は試験する。

– 妨害の印加によって規定状態となった場

同一のタイプと機能の I/O ポートが複数ある場

合、それが偶発的なものでないことを確合、ケーブルの追加が結果に顕著に影響しないと示認するため、試験を 3 回繰り返す。

せるならば 1 つのポートだけにケーブルを接続すれば充分である。

• IEC 61000-4-2 (静電気放電)

様々な周辺機器 (auxiliary equipment; AE) がある場合、実際の動作条件を模擬するために少なくと– IEC 61326-3-1 では、SIL 3 の場合、最大も 1 種類の AE を選択する。適切な分析的な証拠がの試験レベルでの印加回数を 3 倍にする。

他の組み合わせのイミュニティを示すならば、他の– ESD の管理のための規定された手続きにAE との組み合わせについて試験を繰り返す必要は

従って作業する要員以外の者がアクセスないだろう。

できる箇所が直接放電試験の対象となる。

†22 IEC 61000-4-29 で 1 s のディップや停電での試験がある
が、これらの性能判定基準は DS であるので、通常は問題とならないであろう。また、IEC 61000-4-8 は IEC 61326-3-1 の
30 A/m に対して IEC 61326-3-2 では 100 A/m となっている†23 が、電源周波数磁界の影響を受ける機器は少なく、これも滅多に問題とならないであろう。
†23 IEC 61326-3-2 は高い電源周波磁界を発生する AC 駆動のパイプ加熱システムの存在を想定しているため。

†24 IEC 61000-4-2, -4-3 などの試験法に関しては [10] で触れている。
†25 AC 電源に接続される他の機器を介して DC 電源の供給を受ける場合、その DC 電源を供給する機器の AC 側での試験の要否の検討が必要となるかも知れない。

5

6

IEC 61000-4-29

IEC 61000-4-6
IEC 61000-4-16

IEC 61000-4-4
IEC 61000-4-5

IEC 61000-4-16

IEC 61000-4-6
IEC 61000-4-11, -4-34

0 %, 20 ms

DC 電源入出力ポート
DS±2 kV (5 kHz)DS
ライン–ライン: ±0.5 kVDS
ライン–接地: ±0.5, ±1 kV
DS0.15〜80 MHz: 10 V
DS
DS
10〜150 kHz: 10 V
DS
DS
DS
40 %, 1000 ms
DS
0 %, 1000 ms
DS
0 %, 20 ms±3 kV (5 kHz)
ライン–ライン: ±0.5, ±1 kV
ライン–接地: ±0.5, ±1, ±2 kV
0.15〜80 MHz: 10 V
1.5〜15 kHz: 1〜10 V, 20 dB/decade15〜150 kHz: 10 V
DC, 16 2/3, 50, 60, 150, 180 Hz: 10 V
DC, 16 2/3, 50, 60 Hz: 100 V 1 s
40 %, 10 ms

表 1: IEC 61326-3-1, -3-2 のイミュニティ試験レベル (1 of 2)

10〜150 kHz: 10 V

0 %, 250/300 サイクル (50/60 Hz)

AC 電源ポート
DS±2 kV (5 kHz)DS
ライン–ライン: ±0.5, ±1 kVDS
ライン–接地: ±0.5, ±1, ±2 kV
DS0.15〜80 MHz: 10 VDS
0 %, 1 サイクル
DS
40 %, 10/12 サイクル (50/60 Hz)
DS
70 %, 25/30 サイクル (50/60 Hz)
DS
DS
DS

±3 kV (5 kHz)
ライン–ライン: ±0.5, ±1, ±2 kV
ライン–接地: ±0.5, ±1, ±2, ±4 kV
0.15〜80 MHz: 10 V
0 %, 1 サイクル
40 %, 10/12 サイクル (50/60 Hz)
70 %, 25/30 サイクル (50/60 Hz)

IEC 61000-4-4
IEC 61000-4-5

エンクロージャ・ポート
DS
接触: ±6 kVDS
気中: ±2, ±4, ±8 kVDS
80 MHz〜1 GHz: 10 V/m
DS
1.4〜2 GHz: 10 V/m
DS
2〜2.7 GHz: 3 V/m
DS(2.7〜6 GHz: 3 V/m)DS
100 A/m

IEC 61326-3-2:2017

0 %, 250/300 サイクル (50/60 Hz)
1.5〜15 kHz: 1〜10 V, 20 dB/decade15〜150 kHz: 10 V

30 A/mIEC 61000-4-8

IEC 61000-4-3

接触: ±6 kV
気中: ±2, ±4, ±8 kV80 MHz〜1 GHz: 20 V/m
1.4〜2 GHz: 10 V/m
2〜6 GHz: 3 V/m

IEC 61326-3-1:2017

IEC 61000-4-2

試験

DS
DS
A

A

A
A
A
A

A

DS

A
A
A
A
A
DS
DS

A
A
A
A
A
A
A

±2 kV (5 kHz)
ライン–ライン: ±0.5, ±1 kV
ライン–接地: ±0.5, ±1, ±2 kV
0.15〜80 MHz: 3 V

0 %, 250/300 サイクル (50/60 Hz)±2 kV (5 kHz)
ライン–ライン: ±0.5, ±1 kV
ライン–接地: ±0.5, ±1, ±2 kV
0.15〜80 MHz: 3 V
0 %, 1 サイクル
40 %, 10/12 サイクル (50/60 Hz)
70 %, 25/30 サイクル (50/60 Hz)

30 A/m

接触: ±4 kV
気中: ±2, ±4, ±8 kV80 MHz〜1 GHz: 10 V/m
1.4〜2 GHz: 3 V/m
2〜2.7 GHz: 1 V/m

IEC 61326-1:2012 (工業環境)

B
B
B
A

C

B
B
B
A
B
C
C

A

B
B
A
A
A

安全関連機能を持つ機器のイミュニティ — IEC 61326-3-1、-3-2 の概要

7

IEC 61000-4-4
IEC 61000-4-5
IEC 61000-4-6
IEC 61000-4-16

IEC 61000-4-6
IEC 61000-4-16

IEC 61000-4-4
IEC 61000-4-5

IEC 61000-4-4
IEC 61000-4-5
IEC 61000-4-6
IEC 61000-4-16

試験

DS
DS
DS
DS
DS
DS
DS
A

10〜150 kHz: 10 V

±2 kV (5 kHz)

機能接地ポート±2 kV (5 kHz)
ライン–接地: ±0.5, ±1 kV
0.15〜80 MHz: 10 V
10〜150 kHz: 10 V

A
A
A
A

表 2: IEC 61326-3-1, -3-2 のイミュニティ試験レベル (2 of 2)

DS

A

A
A
A
A

A
DS
A

I/O ポート±1 kV (5 kHz)
ライン–接地: ±0.5, ±1 kV
0.15〜80 MHz: 10 V

IEC 61326-3-2:2017

電源網に直接接続される I/O ポート±3 kV (5 kHz)DS
±2 kV (5 kHz)
ライン–ライン: ±0.5, ±1, ±2 kVDS
ライン–ライン: ±0.5, ±1 kV
ライン–接地: ±0.5, ±1, ±2, ±4 kV
DS
ライン–接地: ±0.5, ±1, ±2 kV
0.15〜80 MHz: 10 VDS
0.15〜80 MHz: 10 V
1.5〜15 kHz: 1〜10 V, 20 dB/decadeDS
15〜150 kHz: 10 VDS
10〜150 kHz: 10 V
DC, 16 2/3, 50, 60, 150, 180 Hz: 10 V DS
DC, 16 2/3, 50, 60 Hz: 100 V 1 s
DS±2 kV (5 kHz)
ライン–接地: ±0.5, ±1, ±2 kV
0.15〜80 MHz: 10 V
1.5〜15 kHz: 1〜10 V, 20 dB/decade15〜150 kHz: 10 V
DC, 16 2/3, 50, 60, 150, 180 Hz: 10 V
DC, 16 2/3, 50, 60 Hz: 100 V 1 s

IEC 61326-3-1:2017±1 kV (5 kHz)
ライン–接地: ±0.5, ±1 kV
0.15〜80 MHz: 3 V±2 kV (5 kHz)
ライン–ライン: ±0.5, ±1 kV
ライン–接地: ±0.5, ±1, ±2 kV
0.15〜80 MHz: 3 V±1 kV (5 kHz)
ライン–接地: ±0.5, ±1 kV
0.15〜80 MHz: 3 V

IEC 61326-1:2012 (工業環境)

B
B
A

B
B
B
A

B
B
A

安全関連機能を持つ機器のイミュニティ — IEC 61326-3-1、-3-2 の概要

安全関連機能を持つ機器のイミュニティ — IEC 61326-3-1、-3-2 の概要• IEC 61000-4-3 (放射電磁界)– 電源網に直接接続される I/O ポートへの印加は電源用の CDN で行なう。

– IEC 61326-3-1 では、ISM 周波数帯や無線サービスに対応した、規格で指定され• IEC 61000-4-6 (RF 電磁界によって誘導されたた周波数範囲†26 についてのみ試験を行な

伝導性妨害)

えば良い。†27– IEC 61326-3-1 では、ISM 周波数帯や無線サービスに対応した、規格で指定され– IEC 61326-3-2 では、2.7〜6 GHz の試験は用途から必要な場合のみ行なえば良い。

た周波数範囲†30 についてのみ試験を行な– 妨害は 1 kHz 80 % AM で変調する。†28

えば良い。

– ドウェル・タイムは、機器が動作し、その– 妨害は 1 kHz 80 % AM で変調する。

妨害に反応するのに充分な時間としなけ– ドウェル・タイムは、機器が動作し、そのればならない。†29

妨害に反応するのに充分な時間としなけ
ればならない。†29• IEC 61000-4-4 (電気的ファスト・トランジェン
ト/バースト)• IEC 61000-4-8 (電源周波数磁界)– IEC 61326-3-1 では、SIL 3 の場合、試験– 磁界に敏感なデバイスを含む機器にのみ時間を 5 倍にする。

適用される。

• IEC 61000-4-5 (サージ)• IEC 61000-4-16 (0〜150 kHz のコモン・モー– 10 m よりも長いケーブルへの接続が意図ド妨害)されたポートが対象となる。

– 20 m よりも長いケーブルへの接続が意図– 電源網に直接接続されるもの以外の I/Oされたポートが対象となる。

ポート、及び機能接地ポート (IEC 61326-– 電源網に直接接続されるもの以外の I/O

3-2 のみ) については、30 m よりも長い、

ポートについては、30 m よりも長い、ああるいは建物の外に引かれるケーブルのるいは建物の外に引かれるケーブルのみ

みが対象となる。

が対象となる。

– IEC 61326-3-1 では、SIL 3 の場合、最大– 1.5〜150 kHz (IEC 61326-3-2 では 10〜の試験レベルでの印加回数を 3 倍にする。

150 kHz) の試験は、1×10−2 decade/s を
超えない割合で周波数掃引を行なう。ス

– 必要なイミュニティ・レベルは外部の防護素子を用いて達成しても良く、その場合、テップでの掃引を行なう場合、周波数ス

使用する素子や設置の要求はユーザー向

テップは前の周波数の 10 % を超えないけの文書に記載する。

ようにする。

†26 84, 137–174, 219.5, 380–400, 420–470, 698–960, 1240–– IEC 61326-3-1 の場合、DC〜60 Hz につ1300, 1428–2700, 3300–3600, 5150–5925 MHz。IEC 613263-1 Table 8 参照。
†27 この規格で示されている試験レベルは機器の著しい近傍での無線送信機の使用を模擬しないかも知れず、この規格ではそのような要求はないものの、機器の近傍での無線送信機の使用を模擬する試験を追加で実施することを考慮する価値があるかも知れない。
†28 その帯域の無線サービスでの変調を模擬する変調での試験は要求されていない。だが、実際の変調を模擬する変調での試
験を追加で実施することを考慮する価値があるかも知れない。
†29 各周波数の妨害は、あらかじめ決定されたドウェル・タイム (dwell time) のあいだ印加される。動作サイクルが長い、間欠的に動作する、あるいは妨害への反応が遅い (例えば時定数の長いフィルタが関係する)、安全性に関係する機能がある場合、それに応じてドウェル・タイムを長くすることが必要となるだろう。そのような場合、試験時間を抑えるため、安全性に関係する機能を短いドウェル・タイムで評価できるようにする試験用のソ
フトウェアの用意などを考える価値があるかも知れない。

いて、100 V の短時間妨害 (1 s) での試験の要求がある。†31– 妨害は EUT の性能の確認のために充分な期間印加する。短時間妨害での試験では妨害の印加を繰り返すことが必要となるかも知れない。
†30 3.39, 6.78, 13.56, 27.12, 40.68 MHz。IEC 61326-3-1
Table 9 参照。
†31 100 V 1 s での試験は地絡事故などの際の接地電位差の影
響を模擬するものと考えられる。Mesh-CBN ([14] の §2.4 参照) はこのような妨害の発生を効果的に抑制すると期待され、これが IEC 61326-3-2 では 100 V での試験が要求されていない
理由と思われる。

8

安全関連機能を持つ機器のイミュニティ — IEC 61326-3-1、-3-2 の概要– 非シールドの I/O ポート (また DC 電源

5

試験計画書

ポート) が試験の対象となる場合、試験に先立って、少なくとも以下の情報を記載し∗ 試験のためには I/O ポートに図 2 のた試験計画書を作成する:

ような回路を接続することが必要と• 試験に関係する入出力ポートなり、その影響で機器の機能が損なわれることも少なくなく、また• EUT の構成とその選択の根拠、また必要な周∗ 試験での AC 100 V や DC ±100 V

辺機器 (AE) や監視用機器の印加によって EUT や周辺機器†32• 安全機能の動作モードが損傷するかも知れない
ため、事前にその試験が可能かどうかを• イミュニティ試験レベル†34†33

検討することが望ましい。

• 規定状態を含む、性能判定基準
C• EUT の挙動の監視Rअଅఆą

• 規定された性能判定基準に対する EUT の反応の評価

1 to 100 V

50 ̀

R

C

ค

また、意図された SIL によって試験の要求が変わることもあるため、意図された最大の SIL を含めた製品の情報も記載すべきである。

अଅ̅ȅअଅఆą

6

参考資料

R = 100̀ × n
C = 1 µF

[1] IEC 61326-3-1:2017, Electrical equipment formeasurement, control and laboratory use – EMC
requirements – Part 3-1: Immunity requirements for safety-related systems and for equipment intended to perform safety-related functions (functional safety) – General industrial applications±10 to 100 V

50 ̀

R

R

ค

अଅ̅ȅ

図 2: IEC 61000-4-16 結合回路網の例[2] IEC 61326-3-2:2017, Electrical equipment formeasurement, control and laboratory use – EMC
requirements – Part 3-2: Immunity requirements for safety-related systems and for equipment intended to perform safety-related functions (functional safety) – Industrial applications with specified electromagnetic environment†32 直流や低周波での試験となることから適切な減結合/絶縁デバイスを用意することが難しく、周辺機器にもその妨害が直接印加される形となるかも知れない。なお、周辺機器を減結合しない形での試験は、周辺機器やその電源が絶縁されているな
らば許容される。
†33 これが問題となり、また試験の対象から外すことも適当ではないような場合、シールド線の使用などの対応を考えることも必要となるかも知れない。ケーブルが適切にシールドされ、かつその両端が低インピーダンスで接地されている場合、妨害電流の大半がシールドを流れ、回路や信号は保護される。そのようなケーブルに対して IEC 61000-4-16 の試験を行なう場合、シールドに 50 Ω を介して妨害を印加する形となり、100 V の試験
ではシールドに 2 A が流れることになるので、シールドとその接続はその電流に、また実際の使用状況で地絡事故などの際にシールドを流れることが予期される電流に耐えるようにすべきである。必要な場合、実際の設置状況でシールドに流れる地絡電流は、PEC ([14] の §2.5〜§2.6 を参照) の使用によって抑えられるかも知れない。ケーブルのシールドを接地しない、あるいは片側のみで接地することは保護を与えないので、適切ではない。

[3] IEC 61326-1:2012, Electrical equipment formeasurement, control and laboratory use – EMC
requirements – Part 1: General requirements[4] IEC 61508-*, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safetyrelated systems[5] IEC 61000-1-2, Electromagnetic compatibility(EMC) – Part 1-2: General – Methodology forthe achievement of functional safety of electricaland electronic systems including equipment withregard to electromagnetic phenomena†34 不要と判断した試験がある場合、その旨とその判断の根拠
も試験計画書に記載する。

9106 と同様だが、回復しない(損傷を含む)

8

7

6

5

4

3

妨害を受けない
再現可能な一時的な性能の劣化、劣化の情報が提供されている (劣化が自動診断で検知されなくても良い)
機能の一時的な喪失、試験後は意図したように機能(自己回復)+
障害が自動診断で検知可能(障害の情報が提供される)機能の一時的な喪失、試験後は意図したように機能(自己回復)+
障害が (EUT 内部や外部の) 自動診断で検知不能回復のためにオペレータの介入やリセットが必要な機能の一時的な喪失+障害が例えば診断で検知可
能 (障害の情報が提供される)
回復のためにオペレータの介入やリセットが必要な機能の一時的な喪失+
障害が (EUT 内部や外部の) 自動診断で検知不能
5 と同様だが、回復しない(損傷を含む)1
2

干渉時の影響(通常の EMC 要求が優先)許容されない許容されない許容されない(安全側障害を除く)(安全側障害を除く)

許容

許容されない許容(安全側障害を除く)

許容されない許容

許容されない許容

許容されない許容されない許容されない許容されない許容されない表 3: 機器の機能の IEC 61326-3-1 でのイミュニティ試験で許容可能な、また許容されない影響の例

許容されない(安全側障害を除く)(通常の EMC 要求が優先)許容されない(安全側障害を除く)

許容

許容されない許容されない許容(DS 固有の側面が優先)許容されない許容されない許容されない(通常の EMC 要求が優先、すなわち機
能は損なわれるべきでない)

許容されない許容されない許容

許容されない許容されない許容されない許容されない許容

許容

許容されない許容されない

許容

許容

許容

許容

許容されない許容

許容されない(機能は損なわれるべきでなく、通常のEMC の挙動として正常な妨害されない動作が必要)

安全用途を意図しない機能
通常の EMC 試験レベル
連続現象
短時間過渡現象
長時間過渡現象
常に許容
常に許容
常に許容
規定された限界内 許容、かつ情報の 許容、かつ情報の
でのみ許容
提供も不要
提供も不要

安全用途を意図した機能
通常の EMC 試験レベル
EMC 安全試験レベル
連続現象
過渡現象
連続現象
過渡現象
常に許容
常に許容
常に許容
常に許容
規定された限界内 許容
許容
許容
でのみ許容

安全関連機能を持つ機器のイミュニティ — IEC 61326-3-1、-3-2 の概要

11

5 と同様だが、回復しない(損傷を含む)

7

6

5

4

3

妨害を受けない
機能の一時的な喪失、試験後は意図したように機能(自己回復)+
規定された障害応答が実行
される
機能の一時的な喪失、試験後は意図したように機能(自己回復)+
規定された障害応答が実行されない回復のためにオペレータの介入やリセットが必要な機能の一時的な喪失+規定された障害応答が実行される
回復のためにオペレータの介入やリセットが必要な機能の一時的な喪失+規定された障害応答が実行されない
4 と同様だが、回復しない(損傷を含む)1
2

干渉時の影響許容されない(安全側障害を除く)(安全側障害を除く)

許容

許容されない許容(安全側障害を除く)

許容されない許容

許容されない許容されない許容されない許容されない許容されない許容されない連続現象
常に許容
許容されない許容されない許容されない許容されない許容されない許容

許容されない許容されない許容

許容

許容

安全用途を意図しない機能
通常の EMC 試験レベル
短時間過渡現象
長時間過渡現象
常に許容
常に許容
許容
許容

表 4: システムの機能の IEC 61326-3-1 でのイミュニティ試験で許容可能な、また許容されない影響の例

許容されない(通常の EMC 要求が優先)許容されない許容されない(安全側障害を除く)(通常の EMC 要求が優先)許容されない(安全側障害を除く)

許容

許容されない許容されない許容(DS 固有の側面が優先)許容されない許容されない許容されない(通常の EMC 要求が優先、すなわち機
能は損なわれるべきでない)

許容されない許容されない(機能は損なわれるべきでなく、通常のEMC の挙動として正常な妨害されない動作が必要)

安全用途を意図した機能
通常の EMC 試験レベル
EMC 安全試験レベル
連続現象
過渡現象
連続現象
過渡現象
常に許容
常に許容
常に許容
常に許容
許容されない許容
許容
許容

安全関連機能を持つ機器のイミュニティ — IEC 61326-3-1、-3-2 の概要

安全関連機能を持つ機器のイミュニティ — IEC 61326-3-1、-3-2 の概要[6] IEC 61000-6-7, Electromagnetic compatibility(EMC) Part 6-7: Generic standards — Immunity requirements for equipment intended to perform functions in a safety-related system (functional safety) in industrial locations[7] IEC 61131-6, Programmable controllers –Part 6: Functional safety[8] IEC 61800-5-2, Adjustable speed electrical power
drive systems – Part 5-2: Safety requirements –Functional[9] IEC 61496-1, Safety of machinery – Electrosensitive protective equipment – General requirements and tests[10] IEC 61000-4 シリーズ イミュニティ試験規格の概要, 株式会社 e・オータマ, 佐藤, 2018,
http://www.emc-ohtama.jp/emc/reference.html[11] Why EMC Immunity Testing is Inadequate
for Functional Safety, Keith Armstrong, 2004,
IEEE, doi: 10.1109/ISEMC.2004.1350014,
https://doi.org/10.1109/ISEMC.2004.1350014
参考: この論考では、EMC 試験が機能安全のためには不充分である理由として、• イミュニティ試験は一度に 1 つの電磁妨害のみを試験する• イミュニティ試験は現実の曝露を模擬しない• EMC「リスク分析」が行なわれない、• イミュニティ試験「両立性レベル」は緩すぎる• イミュニティ試験では予見可能な故障が扱われない• 電磁性能への物理環境の影響が考慮されない• 代表的なサンプルのみが EMC 試験される• EMC 試験は保守、修理、改修、更改、更新 (例えばソフトウェアの) を扱わない• EMC で許容できる性能の劣化は安全のためには許容できないかも知れない
といったものが挙げられている。

[12] IET の新しいガイド: 機能安全のための EMC— EMC へのリスクマネジメントの適用, Keith
Armstrong, 2008, 佐藤 訳,
http://t-sato.in.coocan.jp/emcj/0811-27-j.html[13] Overview of techniques and measures related
to EMC for Functional Safety, The Institutionof Engineering and Technology, 2013,https://www.emcstandards.co.uk/files/iet overview
of techniques measures for emc for functional safety
aug 2013 2.pdf(このガイドの改訂版は IET から購入可能)[14] システムと施設の EMC, Keith Armstrong,
2000, 佐藤 訳,
http://t-sato.in.coocan.jp/sysemc/
c 2022⃝e-OHTAMA, LTD.

All rights reserved.

免責条項 — 当社ならびに著者は、この文書の情報に関して細心の注意を払っておりますが、その正確性、有用性、完全性、その利用に起因する損害等に関し、一切の責任を負いません。

12