JPH04156223A - 本質的に安全なシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は可燃性の物質を含むかもしれない環境下にお
いて動作する機器システムのような電気システムに関す
るものである。さらに特に、この発明は可燃性の物質を
含むかもしれない環境に供給される電気的なエネルギー
と電力が、可燃性物質の発火の可能性を最小限にするよ
うに制限されることを確実にするための方法と装置に関
するものである。

［従来の技術］ 産業行程の内部や周囲のような多くの場所は“危険”領
域になっているか、なろうとしている。

すなわち、可燃性のガスが一ケ所に集中し、又はそれが
爆発や火災の危険の範囲になるかもしれない領域である
。そのような危険領域はしばしば産業行程をモニターし
制御する機器システムのための装置と配線のような、こ
こに表わされている電気的装置と配線の両方又はその一
方を必要とする。

いくつかの試みが、そのような領域で爆発の危険に対処
するために発展してきた。初期において　−は、装置は
重く高価な金属のケース内に置かれ、そして配線は重く
高価な金属線渠内をはしらされ、その結実装置によって
点火されるあらゆる爆発は架構内部や線渠システムに制
限され、そのシステムの周囲の危険な状況に発火できな
くなる。そのような“爆発証明”システムは非常に高価
であり、そして試験をしたり、調整したり又は架構内の
装置を点検するために爆発証明架構を開く前に、その領
域を危険でなくする必要があるので不便である。半導体
エレクトロニクスの出現で、特定の危険な状況に本質的
に発火できなくするのに十分な低い電力レベルで動作す
る器械や制御システムの設計が可能となった。限られた
エネルギーと電力から与えられる回路のエネルギー蓄積
容量に関する限り、供給は十分低いために、そのような
装置は危険な状況に発火する十分なエネルギーを放出す
ることができなく、そして配線と接続された電気的装置
の両方を含む完全なシステムは危険な状況下での使用に
対して安全である。

全ての現実の世界のシステムは構成部分が故障しやすい
ので、システムは一般に危険な状況の発火が生しないよ
うにエネルギーと電力レベルを十分低く保ちながら、シ
ステムの欠点と考えられるある数の事象に耐えられるよ
うに設計される。−船釣に許容される標準によれば、エ
ネルギーと電力レベルがその危険な状況に発火するのに
必要な限度以下に保持されている間は、もしそれがシス
テム内の二つの欠点のいかなる組合せにおいても耐えら
れるのであれば、システムは特定の危険な状況に対して
“本質的に安全である”と考えられる。

本質的に安全である“バリア（ｂａｒｒｉｃｒｓ）″は
危険電圧や電流が本質的に安全であるべき回路に侵入す
るのを防止すべく発達してきた。そのようなバリアは電
源と結合するよう適合された入力端子、本質的に安全な
配線と回路に結合するよう適合された出力端子、出力端
子に与えられる電圧制限のための手段、そして出力端子
に与えられる電流制限のための手段を有する。そのよう
なバリアは概して電圧と電流を制限している構成部分を
入力端子へ与えられる高電力の事象による故障から保護
するためのヒユーズを含む。

そのようなバリアは一般的に、その故障モード、構成、
そして冗長性がその出力端子が本質的に安全であるよう
な構成部分を含む０回路構成部分と端子は典型的には、
ヒユーズを含む構成部分に近づくことのできない入れ物
に詰められカプセルに包まれた組み立て品として与えら
れる。危険領域にある互々の非接地線にそのようなバリ
アの１つを与えることによって、これらの線は本質的に
安全な配線の実施がなされることによって本質的に安全
となり、これらの線に結合された装置は低いエネルギー
蓄積容量を適度に有する。

しかしながら、そのような本質的に安全なバリアは高価
な品物であり、かなり本質的に安全な回路やシステムの
価格に影響を与える。これは多くの本質的に安全な回路
を伴うシステＪ１の場合には特にである。さらに、バリ
ア内のヒユーズをとばす故障が発生した時は、概）７て
それは取り代えなければならなく、より費用がかかりそ
して不便である。いくつかの本質的に安全なバリア又バ
リアが意図された冗長度で完全６二機能することを確か
めるために、個々に試験されるそれぞれの限定した構成
部分を持つ能力に欠ける。バリア内でそのような試験が
なされたとし、でも、試験は槻してサービスからバリア
の除去を必要とし、その手続ばかなり高価で、時間がか
かり、そして不便を伴うかもしれない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的はすなわち廉僑で本質的に安全な十段些貨
供することである。

本発明のさらなる目的は多くの回路に用いるのに適合で
きる本質的に安全な手段を提供することである。

本発明のもう一つの目的は広い変化にとんだ現場装置に
適合できる本質的に安全な手段を提供することである。

本発明のもう一つの目的は本質的に安全な線に受動構成
部分のみを使・う本質的に安全な手段を提供することで
ある。

本発明のもう一つの目的は、それを通過する信号を劣化
させない本質的に安全な手段壱提供することである。

本発明のもう−・つの目的は電源とそれが供給する危険
領域の装置の間をはっきりと区別するようにする本質的
に安全な手段を提供することである。

本発明のもう一一つの目的は簡易で便利な４質的に安全
な手段を提供することである。

本発明のもう一つの目的はり一ビスから取りはずさない
で、そして本質的に安全な手段によ、っ”ζ′保護され
ている回路の動作を中断することなく試験される本質的
Ｖこ安全な手段を提供することである。

（譚肚を解決するための手段〕 前述の目的により、この発明の４質的に安全な手段は複
数の４質的に安全な導体を含み、その互々は共通電源、
互々の本質的に安全な導体と組み合わさねた電圧制限手
段、そして共通電源の電圧を制限するためじ接続されそ
し、て有効な電圧制限手段と接続、される。本発明の好
ましい〜実施例によれば、電圧制限手段は冗長なりロー
バー回路から構成される。

これらのそし７て他の目的そして発明の特徴は以ドの説
明、図５、イしこ特許請求の範囲りご関連して理解され
るごおろう。

（実施例］ 第１図は危険領域内Ｃ配線されることを意図されたシン
グルラインを保護するための従来技術で使われる′４譬
的に安全なバリアの図式的表９．庖示し、ている。バリ
アは電源に接続されるよう意図された入力端子２４と２
．危険領域の配線や回路に接続されるよ・ノ意図された
出力端７２６を含む。バリアは入力端子２４で異常電圧
と電流の両方又は一方のような故障状態の発生で出力端
子２６に表われる電Ｈを制限するための冗長なツェナー
ダイオード２０と２２を含む。抵抗１８は出ノｊ端子２
（３を通過可能な最大電流を制限するために与えられる
。ヒユーズ１４は出力とバリアの保護する回路をバリア
に高入力電流状態の入力から切り離シフ、挺わ）、１２
と１６は電流を制限するために５、えられ、そしてこれ
ゆえにヒ】−ズ１４が切れる前の間の故障状態干で′ン
Ｉナー・ダイオ−１゛２０と２２で消費される。バリ゛
７は本質的に安全なグフン１′−〇接続されるよう適合
された冗長結線２８と３０を含み、そのグランドは本質
的に安全な配線の実施により、１オー・−ム又はそれ以
下の抵抗を有する冗長に保護された配線によ、）こ設備
の中点接地に接続されることをｙ求される。ヒユーズ１
４を含む本質的に安全なバリアの構成部分は、その出力
端ｒを本質的に安全に保つためにバリアの能力に影響を
与える故意や事故の行為を排除するため、　・般に入れ
物に入れられたりカプセル化される。従って、入力故障
状態は一般に完全なバリアとの交換、高価で不便な手続
を必要とする。さらには、抵抗１８は最大電圧が故障状
態でツェナーダイオード２２を横切って表われた時に可
能な出力電流を制限することを要求されるので、抵抗１
２と１６の付加的抵抗は通常動作状態下で現場配線が現
場に分配される抵抗を減じる。これは、例えば、過度に
導体の長さとバリアと接続された現場機器間の物理的分
離を制限する。

第２図は危険領域で本質的に安全な回路を提供する典型
的な従来技術のシステムを示している。

複数の現場機器４６　ａ　、　４６　ｂ−４６ｎは危険
領域に置かれることを要求され、電源線４４　ａ　、　
４４　ｂ−４４ｎが与えられる。そのような現場機器は
送信器、変換器、指示器そしてそのようなものを含んで
もよい。概して、そのような現場機器は危険領域で行程
や物質の状態をモニターし又は制御するために危険領域
内に設置されることを要求される。しばしば、そのよう
な現場機器は２ワイヤループの４〜２０ｍＡで動作する
変換器や他の機器であり、その中の事象にライン４４は
そのようなループの１つの導線に互々応答する。

危険領域内の現場機器４６は一般に、非危険領域の回路
から電力が供給される。そのような回路は一般に電源供
給４０であり、それは一般におおよそ２４Ｖ直流出力の
交流入力電源である。供給４０は一般に導体又はライン
４４そしてファンクションブロック４２として第２図に
示されているものに結合されたある回路にエネルギーを
与える。

ファンクションブロック４２は信号発成器、モニター又
は測定装置、表示装置、多重回路、そして、又は現場機
器に関する異種の機能を達成するための他の装置から構
成される。第２図に示されているように、信号ファンク
ションブロック４２は全ての現場機器と共通電源に接続
され描かれている。

それは、１つ又はそれ以上のファンクションブロックは
互々の現場機器と組み合わされたライン４４につながれ
る。

ライン４４　ａ　、　４４　ｂ−４４ｎとそれらに接続
された現場機器４６ａ、４６ｂ−・４６ｎを非危険領域
又は危険領域の故障状態の危険エネルギーの侵入から保
護するために、本質的に安全なバリア４８ａ、４８ｂ。

・−・４８ｎは与えられる。互々のそのようなバリア４
８は第１図に示された構成でもよい、しかしながら、他
のデザインも使われる。バリアは危険領域にある互々の
非接地ラインに与えられる。従って、従来の２ワイヤ信
号ループはループ当り２つのバリアを必要とする。１つ
の導線が本質的に安全なグランドに結合している回路に
とっては、ループ当り１つのみが必要とされる。しかし
ながら、これは又、本発明が避けようとしている、かな
り高価で不便な結果を招く。

電源供給４０は他の又は現場機器と結合又は関係しない
補助回路５０と接続される。第２図のシステムにおいて
、バリア４８はそのような回路を保護せず、さもなけれ
ば影響を与えない。

第３図は本発明の好ましい実施例による本質的に安全な
システムを示している。第２図のシステムのように第３
図のシステムは危険領域に位置し、導体又はライン７２
ａ、７２ｂ、・−７２ｎを通して電気エネルギーを与え
られるべき複数の現場機器７４ａ。

７４ｂ、−・−７４ｎを含む、先に述べられたように、
そのような現場機器は導体、交換器、４〜２０ｍＡ送信
器を含む送信器、そしてそのようなものを含んでも良い
、現場機器７４の電力は、一般に非危険領域に位置する
電源供給６０から与えられる。

第２図のそれのように、電源供給６０は一般に、２４Ｖ
直流電圧出力を有する交流入力電源である。

供給ライン６７ａ、６７ｂにより電源供給６ｏに接続さ
れているように、第２図に関して以前に述べられたファ
ンクションブロック４２のようにそれは信号発成器、モ
ニター又は測定装置、表示装！、多重回路、又は他の機
能を達成するいろいろな回路から構成されてもよい、一
般に、ファンクションブロック６６は現場機器と非危険
領域にある装置の間の機能インターフェイス、そしてそ
れによって、電力がライン７２と現場機器７４と結合さ
れる手段から構成される。それは、１つのファンクショ
ンブロックが第３図に示されているに対して、等価的に
複数のファンクションブロックが、１つまたはそれ以上
のラインや現場機器に使われるその互々を徒供されうる
と理解されている。それはさらに未発明によるシステム
は電力を現場回路と結合させる以上には他のファンクシ
ジングロック６６内のどんな機能を従供している手段も
含む必要がないと理解される。

電流遮断手段６２をファンクションプロ・ンク６６と補
助回路６４に結合している供給ラインは、第５、図の説
明において対応する回ｎ部分の比較ができるように、６
７ａとし°Ｃ１つの部分と、６７ｂとし。

て他の部分に分けられている。相違は第３図においては
重要ではなく、そして画部分は供給ライン６７としてま
とめて参照される。

本発明によれば、。少なくとも１つのクローバ−回路が
供給ライン６７と本質的に安全なグランドと結合された
導線の間に与えられる。そのようなりローバー回路を与
えることによって、供給ライン６７は電圧制限導線とな
りそし２てファンクションブロック６６に接続された電
源供給手段６Ｇは電圧制限電源供給手段となる。好まし
くは、そし″こ第３図に示されているように、複数のそ
のようなりローバー回路が与えられる。第３図において
、３・−フのそのよ・うなりローバー回路６８ａ。６８
ｂ、そして６８ｃが与えられ、それらの互々は同じもの
でよい。そのようなりロー・・バー回路は保護された供
給ライン６７の電圧を監視し、もしそれが先に決められ
た２８Ｖのようなしきい値を越えるならば、保護された
供給ラインと本質的に安全なグランドの間に低・インビ
・−ダンス経路を与える。

本発明の好ましい実施例においては、フユ−７ズのよう
な電流遮断手段ｆ、′）２が供給ライン６７の電流を制
限するために電源６０とファンクシクンブロック６６の
間の電流（Ａ給うインにもうけられる。

例えばザーキットブレ電力のような他の電流遮断手段が
使用されるかも１，７れない。

従４って、第３図の回路において、保護された供給ライ
ン６′７は、それが電流遮断１段６２をバイパス−ぐる
危険なエネルギーないしは電力レベルの侵入から保護さ
れている限りは、本質φ７ｃ＝安全なグランドに対して
制限された電）１−のフＹ−イルセーフＩＩ源を形成す
る。電源６０における短絡経過を有するトランジスタに
よって引き起されるようなｉｉ源６０において過電流過
電圧が発生し７た場合にはライン６゛ｌの電Ｈ−はクロ
ーバ−回路６８ａ、６８ｂそして／又は６８ｅのしきい
値電圧を」−肩するであろう、２つのクローバ−回路６
８が故障あるいは動作しなかった場合においても、少な
くとも１つがグラウンド−＼の低インピーダンス通路を
設は危険のないレベルにライン６７の電圧を制限するよ
うに動作Ｊる。大抵の場合これは電流遮断１段６２を開
とするためファンクションブロック６６、現場のワイヤ
リングと機器そｊノでクローバ−回路から電力が除去さ
れる。クローバ回路の短絡電流容量が電流遮断手段６２
を開とするために必要な電流より人であり、短絡回路の
インピーダンスが十分に小さくそシて電源６０−２の電
気的帰還通路の抵抗が低ければ、ライン６７の電圧は、
人力過電圧そして／又は過電流故障状態で、２′２）の
りＬ】−バー回路が故障し７ていても本質的に安全なし
・・・・ルを維持し７゛ζいる。

現場のワイヤリングと現場の機器ムこ電力を供給するラ
イン・を本質的とこ安全な電圧Ｌ・ベルに制限するごと
によって、そのようなワイヤリングと機器はそれらに供
給されるであろう電流を制限°することにより本質的に
安全となるであろう。これは各々のライン７０ａ、７０
ｂ。　−７０ｎに電流制限手段を設けることにより容易
ｔこ達成される。そのような電撞制限器は、それらが故
障し、た場合には、゛ノエイルセーフ側Ｉ！１］もこの
場合には短絡回路又は低インピーダンスとなるよりは開
回路又は高イン１°−ダンスの側に故障することが望ま
しい。金属被膜ないしは巻線抵抗が適しこいる。電流制
限のために抵抗のよっな受動素ｆの使用は故障のｉｉＪ
能性、特？、こ低インピーダンス側への故障の可能性を
最小限ムごする。さらにこのような受動素ｆは電流制限
１′段の中での信号の退化も最小限とする。

どの現場のライン、現場の碍器もツインにめ列Ｃ：高価
でない抵抗を含む二きＣコよって保護され得ることは承
知されるべきＣある。このように現場のワイヤリングに
接続される電源が適切に電圧を制限される結果、現場の
回路のいずれもが、ライン中に単に高価でない抵抗を含
むことにより本質的に安全になるのである。この点は多
数の現場回路に供給するシステムにおいては特に利点と
なる。

もちろんライン７２および現場機器７４のエネルギー蓄
積容量の制限、本質的安全配線手法の使用といった通常
の本質安全の配慮は第３図のシステムにおいても適用さ
れることは理解されるであろう。

電源６０、ワイヤリング、電流遮断手段６２およびクロ
ーバ−回路それ自身以外にクローバ−回路６８電流れる
電流を制限する抵抗は設置されていないために、本質的
安全バリア抵抗１２と１６に関し上述したようなこれら
の抵抗に付随した効果はさけられる。従って本発明に係
るシステムは、現場ワイヤリングと機器に許容される抵
抗を最大とし、現場機器７４と危険でない区域にある回
路との与えられた状態下で得ることのできる分離を最大
とする。

第３図はさらに電源６０に接続された補助回路６４を示
している０本発明によればファンクシランブロック６６
以外の現場機器を含む他の危険でない区域の回路は電源
６０から電力を供給される。

この回路が過電圧から保護されることが望ましい場合に
は、この回路は図示したように保護されたラインから駆
動される。

第４図に本発明に組み込むのに有用なりローバ回路が示
されている。しかしながら第４図の回路を含む多くのク
ローバ回路自体公知であり、本発明のシステム中に使用
できることが理解されるであろう。

第４図のクローバ−回路の短絡素子はその主端子が本質
的に安全なグランドと保護されるべき供給ライン６７と
に接続されたシリコン制御整流器（ＳＣＲ）　　８０で
ある。５ＣＲ８０はクローバ−回路に使用するために特
別に設計された集積回路（ＩＣ）であるモトローラ社の
形式３４２３　（商品名）のような過電圧検出素子８２
によって制御される。ＩＣ８２はビン２に印加される電
圧が内部基準電圧を越えた場合にはビン８から電流を得
る。従って抵抗８４と８６は超過した時にビン８への電
流を発生する導体６７の電圧を確立するための分割器を
形成する。この電流は５ＣＲ８０を点弧し、従って電源
を遮断するのに十分な電流を発生する。抵抗８８は５Ｃ
Ｒ８０のゲート電流を制限するために、抵抗９０はもれ
電流をバイパスするために設置されている。キャパシタ
９２と９４は短時間のノイズ過渡応答が遮断を正確に行
なわずシステムが不動作とならないようにノイズ消却の
ために設置されている。ツェナーダイオード９６は過電
圧供給状態からＩＣＢ２を保護するために設置され、入
力過電圧の際に供給側ヒユーズが開となるのを援助する
。

トライアックやダイアツクのようなＳＣＲ以外で低イン
ピーダンス通路を実現する手段を含む他のクローバ−回
路が本発明に係るシステムに通用できることが理解され
るであろう。

第５図はクローバ−回路の動作性を試験し確認するため
の第３図のシステムの１部の変更例を示す。第５図のシ
ステムは現場機器７４、補助回路６４又は第３図のファ
ンクションブロック６６を構成する素子の通常動作を中
断することなく、さらにシステムに与えられた本質的安
全性に影響を与えることなく試験し確認する手段を含む
、このような試験手段をそなえるために、試験回路は通
過素子１００、制御回路１０２そしてスイッチ手段１１
６ａ−ｃが設けられている。システムの動作を止めるこ
ととなる電流遮断手段６２を開とすることな（試験中に
クローバ−回路の動作を許容するために通過素子１００
が導体６７と直列に挿入されている０通過素子１００は
電流遮断手段に接続された導体６７ａと制御ライン１２
６の制御下にある導体１０６との間の電流を制御する０
通過素子１００は制御ライン１２６に接続されたトラン
ジスタで構成されてもよい、第３図のファンクションブ
ロック６６および補助回路のような負荷は導体６７ｂに
接続される。

本発明に有用なりローバー回路は一般に監視さ五るべき
電圧に関連した信号としきい値とを比較する手段と、こ
の比較結果に応答してスイツチを動作する手段を含む。

このような特徴はクローバ−回路の通常のしきい値電圧
以上のレベルに監視するべき電圧をｉＷさせる必要性な
しに試験することのできるクローバ−回路を提塞する。

監視されるべき導体の電圧が極くわずか上昇された時に
最も低いしきい値電圧を有するクロ・−バー回路が最初
に動作し他のクローバ−回路は動作しないというような
方法でクローバ−回路が試験された場合には、個々のク
ローバー回路の試験は非常に複鍼なものとなる。

第５図のシステムは各クローバ−回路に対して過電圧状
態をシミュレー　トすることによりこの困難を避けてい
る。このような状態は各クローバー回路側々にシミル−
トされ、個々に試験することが可能となる。第５図のシ
ステムにおいて、各クローバ−回路６８ａ、ｂおよびＣ
はクローバ−回路が動作するしきい便を確立し、制御し
変更するために信号が印加される入力１１４ａ、　ｂお
よびＣを含む。第５図のクローバ−回路の試験は制御回
路１０２の制御ドで実行される。制御回路１０２は自動
的に試験を開始するタイマー手段のような試験開始のた
めの手段を含む。制御回Ｂ１０２はまた操作員、外部回
路等によって供給される入力１３０に応答して試験を開
始することと１７でもよい。

第５図の試験装置はり１−Ｊ−バー回路６８の入力１１
４を変更する手段を含む。第５図のシステムにおいて、
入力を変更する手段は、制御回路１０２によって制御さ
れるスイッチ１１６ａ、　ｂおよびＣを含む。図示した
通常の位置において、スイッチ１１６はクローバ−回路
６８の入力１１４と、監視されるべき導体１０６　Ｊ：
で２８Ｖのような本質的安全な動作を可能とする通常の
しきい値をり１１１−バー回路に対し、て確ぐする導体
１２０とを結合する。通常の動作においては、制御同Ｎ
１０２はまた通過素？１００をそれを通過する電流が逍
遇素イ１００の通過（・ランジスクの飽和によっては本
質的Ｃ：制限、〜れないように制御する。

試験を実行するため仁二、通過素ｆ’ｌＯＯの電清容■
は制御回路１０２　ｔ：よ、７て霜１流遮！ｔＪ’ｉ　
１１１．　ＩＭ　６シ）を開とする電油、以十に制御さ
れる。次に１ｔｉ１．制御回路１０２は試験されるべき
特定のクローバ−回路Ｇコついてスイッチ手段１１６を
動かし対応する制御人力１１４と導体１２２を接続する
。これにより通常電源６０により供給され導体６７ヌは
１０６　Ｊ−に表われる電圧よりも低い１、試験される
べきクローバ−回路６８を動作させるための監視電圧し
きい俤が確立される。試験中のクローバ−回路が動作す
るど、そのしきい値電圧よりも高い監視電圧がクローバ
−回路中の低インピーダンス通路、即ち導体１０６と本
質的に安全なグランドとの間に重畳される。これはすな
わちクローバ−回路が動作し、たことを示まために検出
されるであろう導体１０６の電圧の陵）を引き起す。第
５図の回路の検出器１０４はクローバ−回路の動作に応
答して制御回路１０２に悟号苓供給する手段であり１２
．を実施例においては監視されるべき導体１０６の電圧
の変化に応答する。図示したように、検出器１０４は導
体６７の電ｌ）−に対応した導体１０６の電圧を検出す
る、即ち通過票Ｙ１００の電圧降下に応答する。しかし
ながら検出器１０４は他の電位に対応する導体１０６の
電圧に対しても同等に応答と２、又は例えばクロ・−バ
ー回８を道通する電流又は電流の変化を検出するように
他の原因によるりｒシーバー回路の動作をも検知する。

Ｊ述した試験状態にあるクローバ−回路の動作は・般に
は導体１０６を効ｙ的に接地さセ゛るか、又は少（とも
現場機器、補助回路および導体６７ｃこ接続された物に
よっこ負わせられこいる負荷を保持できなくなる。ダイ
オードＬＯ８とキャパシタ１１２がクローバ回路の試験
中イのような接続された負荷に電力を供給するためじ設
りられこいる。

キャパシタ１１２は通常°のシスプム運転時に充電され
、その容置が９萄と試験操作の期間を考慮しても＋う・
）大きいものでおれば、試験中連続したシステム動作を
許容するのに十分な電Ｉ［に導体６７ｈの電圧を維持す
る。ダイオード１０８はり１１７一バー回路によってキ
ャパシタ１１２が放電されることを防■する手段である
。ダイ：１−）’１０８とキャパシタ１１２はその効果
Ｇこおいてりｚ、ｌ−バー回路試験中負荷に電力を供給
するために自動的に動作するバンクア・ノブ電源を形成
する。従って例えばクローバ−回路の試験中に負荷が接
続される別の電源のような上記の機能をはたす別の手段
が設けられてもよいことが理解される。

本発明において有用なりローバー回路は、それらが動作
した状態後に動作によって生ずる低インピーダンス通路
が存在する回路を含んでいる。第４図の回路は以下のよ
うに動作する。即ち一度点弧されると、５ＣＲ８０はそ
こを通過する電流が実質的にゼロに低減されるまでオン
状態を維持する。このような回路に対して制御回路１０
２はクローバ−回路６０の保持電流以下に電流を減少し
、それをリセットすることを許容するように通過素子１
００を制御する手段を含んでもよい。そのような手段は
クローバ−回路が試験に応答して動作したことを示す信
号の制御回路１０２による受信により駆動されてもよい
。その後制御回路１０２は通過素子１００を通常状態と
し、キャパシタ１１２を再充電し導体６７ｂに接続され
た負荷に電力を供給する。

ラッチされたクローバ−回路をリセットするために、特
別なりローバー回路には適切な他のりセット手段を使用
してもよいことが理解される。

クローバ−回路試験が開始された後予め定められた時間
内にクローバ−回路が動作したことを検出器１０４が制
御回路１０２に指示しない場合は、試験中のクローバ−
回路は故障と判断して試験を終了してもよい。

試験回路１０２は試験の結果に応答する出力１３２を発
生する手段を含んでもよい、このような出力は目視表示
、他の回路と交信するための信号等を含んでもよい。

以上の試験方法が個別試験と故障したクローバ−回路の
識別が可能なシステム内に存在するクローバ−回路のそ
れぞれに対し別々に実施されてもよい。試験は本質的に
安全であることを確認するために自動的に繰りかえして
実行されてもよいし、そのような状態の確認が必要にな
った時に随時行なわれてもよい。

〔発明の効果〕

以上簡単で、高信転度で、かつ安価に複数の回路を本質
的に安全にすることのできるシステムが開示された。特
定の方法と装置が開示されたが、当業者にとっては本発
明の精神を逸脱することなしに疑いなく変更されるであ
ろうことは理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の典型である本質的に安全なバリア図
式図である。 第２図は従来技術による典型的な本質的に安全なシステ
ムのブロック図である。 第３図は本発明による本質的に安全なシステムのブロッ
ク図である。 第４図は本発明のシステムで有効なりローバー回路の図
式図である。 第５図はある保護する構成部分の試験手段を含む本発明
の実施例のブロック図である。 １４・・・ヒユーズ、 ２０、２２．９６・・・ツェナーダイオード、４２．６
６・・・ファンクションブロック、５０．６４・・・補
助回路、　　４８ａ〜４８ｎ・・・バリア、６８ａ〜６
８ｃ・・・クローバ−回路、４０．６０・・・’＠Ｂ供
給、　　　８０・・・サイリスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、本質的に安全なレベルにおいて電気エネルギーを複
   数の回路に供給するためのシステムであって、該システ
   ムは： 本質的に安全な接地電位に接続される如く用いられる接
   地用導体； 該接地用導体に関し制限された範囲の電圧において電力
   を導体に供給するためのものであり、かつ該電圧制限用
   導体と該接地用導体との間で結合された少くとも１個の
   クローバー回路を具備するものである電圧制限形電力供
   給手段；および該複数の導体のおのおのと該電圧制限用
   導体との間に結合され、該電圧制限用導体から該複数の
   導体のおのおのに電流の流入を制限するための限流手段
   ； とを具備する電力供給システム。 ２、上記電圧制限形電力供給手段は少くとも２個のクロ
   ーバー回路を具備する、請求項１記載の電力供給システ
   ム。 ３、上記電圧制限形電力供給手段は３個のクローバー回
   路を具備するものである、請求項１記載の電力供給シス
   テム。 ４、上記クローバー回路はシリコン制御整流器（ＳＣＲ
   ）と過電圧検出回路とを具備し、それぞれが該電圧制御
   用導体と該接地用導体との間で結合されているものであ
   る、請求項１記載の電力供給システム。 ５、上記限流手段は該複数の回路のおのおのと該電圧制
   限用導体との間に抵抗を具備するものである、請求項１
   記載の電力供給システム。 ６、上記限流手段は複数の抵抗器より構成され、１つの
   抵抗器は該回路のそれぞれと該電圧制限用導体との間に
   結合されるものである、請求項５記載の電力供給システ
   ム。 ７、上記抵抗器は短絡時あるいは低抵抗条件にも万一作
   動しなくなる見込のあり得ない構造を有するものである
   、請求項６記載の電力供給システム。 ８、上記抵抗器は巻線形または金属被膜形抵抗器である
   、請求項１記載の電力供給システム。 ９、上記電圧制限用電力供給手段は、電力供給手段と電
   流遮断用手段とを具備し、該電流遮断用手段は、該電力
   供給手段と該電圧制御用導体との間において結合され、
   該電流遮断用手段を通過する電流が予め設定された値を
   超える場合に、該電流遮断用手段を通過する電流の流れ
   を遮断する目的を有する、請求項１記載の電力供給シス
   テム。 １０、上記電流遮断手段はヒューズを備えているもので
   ある、請求項９記載の電力供給システム。 １１、電気エネルギーを遠隔地点に供給する如く用いら
   れる複数の回路を本質的に安全化せしめる方法において
   、 該回路のそれぞれを１つの電源に結合せしめる段階； 該電源と該接地部間に結合された少くとも１個のクロー
   バー回路を与えることにより、本質的に安全な接地電位
   に関し該電源の電圧を制限する段階；および 該電源から該回路のそれぞれに流入し得る電流を個別的
   に制限する段階； とを具備する複数回路を本質的に安全化せしめる方法。 １２、上記電圧制限用の段階は、上記電源と上記接地部
   間に結合された複数の上記クローバー回路を付与する段
   階を具備する、請求項１１記載の方法。 １３、上記電流を制限する段階は、上記複数の回路のそ
   れぞれと上記電源間に抵抗を付与する段階を具備する、
   請求項１１記載の方法。 １４、上記結合する段階は、電流遮断用手段を介しての
   結合する段階を具備する、請求項１１記載の方法。 １５、上記電流遮断用手段はヒューズを具備するもので
   ある、請求項１１記載の方法。 １６、本質的に安全なシステムであって、該システムは
   ： 危険領域における現場機器に接続されるに適した複数の
   回路； 電圧制限形電源用導体； おのおのが、一方の端子で該電圧制限形電源用導体に接
   続され、他方の端子で該複数の回路の一つに接続される
   複数の抵抗器； 少くとも２個のクローバー回路であって、そのおのおの
   が該電圧制限形電源用導体と本質的に安全な接地電位に
   接続される如く用いられる導体との間に結合され、かつ
   そのおのおのが該クローバー回路両端の電圧を検知する
   手段と、該クローバー回路両端の電圧が予め設定された
   値を超える場合に該クローバー回路の両端に低インピー
   ダンス通路を付与する手段とを具備する、少くとも２個
   のクローバー回路； とを具備する本質的に安全なシステム。 １７、少くとも３個の上記クローバー回路を具備する、
   請求項１６記載のシステム。 １８、上記電圧制限形電源用導体に結合され、電流が予
   め設定された量を超える場合に、上記電源用導体に該電
   流の流入を遮断するための電流遮断用手段を更に具備す
   る、請求項１７記載のシステム。 １９、上記電流遮断用手段はヒューズを具備するもので
   ある、請求項１８記載のシステム。 ２０、電源と負荷の間の電気的供給線路に結合されたク
   ローバー回路であって、該クローバー回路への入力がし
   きい値を超える場合に、該線路に結合された低インピー
   ダンス通路を作動時に付与する該クローバー回路を試験
   する方法において、該入力をして該しきい値を超過せし
   める段階；該クローバー回路が作動されているかどうか
   を決定する段階；および 該クローバー回路が作動されている間中、該負荷に電力
   を供給する段階； とを具備するクローバー回路の試験方法。 ２１、該電源は、上記電流の流入が電流のしきい値を超
   える場合に、該線路への電流の流入を遮断する手段を具
   備するものであり、上記方法は該電流を遮断する手段を
   介して該電流を、上記クローバー回路の試験中に該しき
   い値電流より小なる量に制限する段階、を更に具備する
   ものである請求項２０記載の方法。