EMC試験（JIS C 61000-6-2・VCCI）の指定——イミュニティの性能判定基準とエミッションのクラス

「EMC 試験に合格」と言われたら、まず何の試験かを確かめる

EMC（電磁両立性）は、装置が周りに電磁的な妨害を与えず、周りからの妨害でも正しく動くことを指す。試験は大きく、装置が出す妨害を測るエミッションの試験と、装置に妨害を加えて動作を見るイミュニティの試験に分かれる。仕入先の「EMC 試験合格」は、どちらか一方だけのこともある。工業環境のイミュニティの共通規格 JIS C 61000-6-2 自体も、適用範囲を静電気放電を含む伝導妨害・放射妨害に関するイミュニティ要求事項としており、エミッションは扱っていない^[1]。

この記事では、設備や制御機器、組み込む電子ユニットを買う側が、仕様書と成績書で何を見ればよいかに絞る。製品ごとの法令（電気用品安全法など）の確かめ方は電気用品安全法の対象品を調達するときの記事で、絶縁と耐電圧の試験は絶縁抵抗試験と耐電圧試験の指定の記事で扱った。

イミュニティは「どの環境で使うか」で規格とレベルが変わる

JIS C 61000-6-2 は、対象製品に適切な製品規格や製品群規格がない場合に適用する共通規格で、工業地域で動作することを意図した電気・電子装置を対象にしている^[1]。工業地域とは、工業設備向けの配電設備専用の高圧又は中圧の変圧器から給電される独立した配電系統によって特徴付けられる地域で、例に金属加工工場、化学プラント、自動車生産工場などを挙げ、誘導性・容量性の重負荷の頻繁な開閉や、溶接機のような高出力の装置があることを特徴としている^[1]。住宅・商業・軽工業の地域で使う装置には JIS C 61000-6-1 がある^[2]。

二つの規格の試験レベルを、主なものだけ並べると次のとおりである^[1][2]。

同じ装置でも、工場の中で使うのに住宅向けの共通規格で試していれば、電磁界や電源ラインの妨害は工業環境の半分以下のレベルでしか確かめていないことになる。逆に工業環境の規格には注記があり、工業環境でも特別な緩和対策によって住宅・商業・軽工業環境と同等の電磁環境になることを示せた場合は、住宅等の共通規格を使ってもよいとしている^[1]。どちらにするかは、設置場所を知っている発注する側が決めて伝える。溶接機や携帯の送信機の近くに置く装置は、規定のレベルを超える妨害を受けることがあり、特別な対策が要る場合があると規格も注記している^[1]。

ケーブルの長さで、試験が要るかどうかが変わる

工業環境の規格では、信号・制御ポートの無線周波コモンモードとバーストの試験は、製造業者の機能仕様で 3 m を超えるケーブルが接続される可能性のあるポートだけに適用し、信号・制御ポートのサージは長距離線が接続される可能性のあるポートだけに適用する^[1]。長距離線とは、建屋内で 30 m より長いか、建屋の外に出る信号・制御線である^[1]。仕様書に配線の長さを書かないと、仕入先は「3 m 以下」の前提で試験を省けてしまう。現場のセンサー線が 50 m あるなら、そのことを仕様に書く。

合否は「性能判定基準」を具体的に書いて決める

共通規格は、試験ごとに性能判定基準 A・B・C のどれを満たすかを決めている。A は試験中も試験後も意図したとおり動作し続けること、B は試験中の性能低下はあってよいが試験後は意図したとおり動作し、実際の動作状態や蓄積データが変わってはならないこと、C は自動で又は操作して回復するなら一時的な機能喪失があってよいこと、である^[1]。そのうえで規格は、どのような性能と機能でイミュニティを評価するか、装置固有の性能判定基準は製造業者が指定し、試験報告書に記載する、としている^[1]。

ここが買う側にとっての要点である。「基準 A」とだけ書かれた成績書では、何を見て動作し続けたと判断したかが分からない。製造業者が性能レベルを指定していない場合は、使用者が当然期待する性能や製品説明書で決めてよい、とされているので^[1]、発注する側が「アナログ出力の変動は ±0.5% 以内」「通信のエラーは再送で回復し、停止しないこと」「設定値が変わらないこと」のように具体的に書いて渡すのがよい（当方の提案）。静電気放電やバーストの基本規格も、試験結果は製造業者・試験の依頼者又は購入者が指定する性能レベルと比べて分類するとし、正常な性能、自己復帰する一時的な低下、操作者の介在が要る一時的な低下、修復できない機能喪失の 4 つを推奨の分類として挙げている^[3][4]。

安全に関わることは別に扱う。工業環境の共通規格は、安全性を考慮したイミュニティは取り扱わないと注記し、試験の結果装置が危険な状態になったり安全を確保できなくなったりした場合は、試験を中止して不合格と判定する、としている^[1]。非常停止や安全回路のように、誤動作が人の安全に関わる機能のイミュニティは、この共通規格の合格だけで判断しない。

試験条件で書いておくこと

共通規格は、装置を、予備試験などで確かめた感受性が最も高くなると考えられる動作モード（通常使用の範囲内）で試験し、配置も代表的な設置の範囲で感受性が最も高くなるよう調整し、動作モードと配置を試験報告書に詳しく書く、としている^[1]。補助装置は、ポートを動かすために必要な最低限の代表的構成で接続する^[1]。どのモードが弱いかは製品を知っている側にしか分からないので、仕様書で試験中の動作モードを指定しておく。

試験を省くことも認められている。特定の装置の電気的特性や使い方からみて一部の試験が適切でないときは試験は不要と決めてよいが、その判断と理由は試験報告書に記載する^[1]。成績書に「該当なし」とある試験は、理由が書かれているかを見る。

静電気放電は、どこに何回当てたかを見る

JIS C 61000-4-2 は、試験レベルを 1〜4 と任意の X に分け、接触放電は 2・4・6・8 kV、気中放電は 2・4・8・15 kV としている。接触放電を優先し、気中放電は接触放電が使えない場合に用いる。気中放電では、指定したレベルとその下のすべてのレベルで試験する^[3]。放電は、人が通常の使用状態で触れられる点や面に行い、保守中にしか触れない点や、据付け後は触れない底面などには行わない。あらかじめ選んだ点に、最も敏感な極性で 10 回以上の単一放電を行う^[3]。試験計画には、動作条件、卓上形か床置形か、放電を当てる箇所、接触か気中か、試験レベル、各箇所の放電回数を含めることが望ましいとされている^[3]。

操作パネルや前面のコネクタなど、現場の作業者が触る場所を、発注する側から放電箇所として指定しておくと漏れが減る。規格は、装置を壊さないよう最大試験レベルが製品仕様の値を超えないことが望ましい、とも書いている^[3]。受入れた後の部品の静電気対策は帯電防止袋と静電シールド袋の違いの記事で扱った。

バーストの繰返し周波数

ファストトランジェント／バースト試験の繰返し周波数は 5 kHz と 100 kHz があり、規格は 100 kHz の方が実際の現象に近いが従来から 5 kHz を使っている、としている^[1][4]。共通規格では一つ又は両方で行ってよいので^[1]、どちらで行ったかを成績書で確かめる。

エミッションは、どの規格のどのクラスかを確かめる

国内で出荷される情報技術装置・オーディオ機器・ビデオ機器などのマルチメディア機器（MME）には、VCCI 協会の自主規制措置がある。会員は出荷に先立ち、協会に登録された測定設備で妨害波の規格への適合確認試験を行い、クラスを指定して届け出たうえで、機器と取扱説明書に所定の表示をして出荷する^[5]。クラス B は主に住宅環境での使用を目的とする機器でクラス B の許容値を満たすもの、クラス A はクラス B 以外の機器でクラス A の許容値を満たすもの、とされる^[5]。

ただし、対象は MME に限られ、無線伝送を主機能とする無線専用装置や電気用品安全法令に規定される電気用品、工業・科学・医療用（ISM）機器専用の MME などは適用を除外できる、とされている^[5]。設備や制御機器のエミッションは、別の規格で確かめることになる。仕入先には「エミッションはどの規格のどのクラスで確かめたか」を聞き、規格名とクラスと試験所の名前をそろえて回答してもらう。クラス A の機器を住宅に近い事務所で使うような組合せがないかも、設置場所を知っている側が確かめる。

適合のための条件は、自社の設置にも持ち込まれる

静電気放電とバーストの基本規格はどちらも、試験報告書に、ケーブルの形式と長さ、合否判定の根拠、そして適合を達成するために必要な装置の取扱いの具体的な条件（ケーブルの長さ・形式、遮蔽、接地、動作条件など）を書くよう求めている^[3][4]。共通規格も、製造業者が使用説明書で外付けの保護デバイスや対策を明確に求めている場合は、それを付けて試験するとしている^[1]。

つまり、試験で「シールドケーブルを使い、両端を接地、フェライトコアを付けて」合格した装置は、自社の盤や現場でも同じ条件で配線しないと、同じ結果は保証されない。成績書に書かれた条件は、組み込みの図面と施工の手順に写す。仕入先が電源ユニットやケーブルの部品を変えたときに知らせてもらう取り決めも入れておく（当方の提案）。電子部品の型番の照合と変更の事前通知はUL 認定部品を仕入先に確かめる記事と同じ考え方で扱える。

仕様書の書き方の例

決まった様式はない。発注する側として書いておきたい内容を一つの例にまとめる。

「EMC：イミュニティは JIS C 61000-6-2:2019（工業環境）の表 1〜表 4 による。信号線は最長 50 m（建屋内）を接続する前提とする。試験中の動作モードは自動運転中（指定の状態）とし、性能判定基準 A の具体的な内容はアナログ出力変動 ±0.5% 以内、通信停止なし、設定値の変化なしとする。静電気放電は操作パネル・前面コネクタを必ず含める。エミッションは適用した規格名・クラス・試験所を報告すること。報告書には適合のために必要な配線・接地・付属品の条件を含めること。部品・配線の変更は事前に通知すること。」

試験報告書で確かめること

1. 適用した規格と環境
工業環境か住宅等の環境か、年版は何か。エミッションの規格とクラスが別に書かれているか。

2. 性能判定基準の中身
A・B・C の記号だけでなく、何を監視して何を合否にしたかが書かれているか。

3. 省いた試験と理由
「該当なし」の試験に理由があるか。ケーブル長の前提が自社の配線と合っているか。

4. 適合のための条件
ケーブル・遮蔽・接地・フェライトなど、自社の設置に持ち込むべき条件が書かれているか。

よくある質問

CE マークの EMC 適合があれば、国内向けの確認は要りませんか

輸出先の制度と国内の扱いは別に確かめる。国内のマルチメディア機器には VCCI の自主規制があり^[5]、電気用品安全法の対象品は同法で確かめる。どの規格・どのクラスで確かめたかをそろえて受け取る。

性能判定基準 B で合格した装置は、試験中に止まってもよいのですか

B は試験中の性能低下を許すが、実際の動作状態や蓄積データの変化は許さない。一時的に止まって自動又は操作で回復するのは C である^[1]。どこまでを許すかは、装置ごとに具体的に書いておく。

試験に使ったシールドケーブルを、現場で普通のケーブルに替えてもよいですか

適合に必要な条件として報告書に書かれたものは、替えると同じ結果にならない可能性がある^[3][4]。替えるなら、仕入先と確かめてからにする。

まとめ

EMC 試験はエミッションとイミュニティに分かれ、イミュニティは製品規格がなければ JIS C 61000-6-2（工業環境）か JIS C 61000-6-1（住宅・商業・軽工業環境）を当て、どちらかで試験レベルが大きく変わる。合否は性能判定基準 A・B・C で決まるが、装置固有の基準は具体的に書かないと決まらない。ケーブルの長さで試験の要否が変わり、適合のための配線や接地の条件は自社の設置にも持ち込まれる。エミッションは VCCI のクラスなど、別の規格とクラスで確かめる。

同じ束では、温度サイクル試験・熱衝撃試験、耐候性試験、落下試験、包装貨物の輸送試験の指定も扱う。

出典・参考資料

1. JIS C 61000-6-2:2019 電磁両立性－第 6-2 部：共通規格－工業環境におけるイミュニティ規格（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2019 年 1 月 21 日改正）
2. JIS C 61000-6-1:2019 電磁両立性－第 6-1 部：共通規格－住宅，商業及び軽工業環境におけるイミュニティ規格（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2019 年 1 月 21 日改正）
3. JIS C 61000-4-2:2012 電磁両立性－第 4-2 部：試験及び測定技術－静電気放電イミュニティ試験（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2012 年 6 月 20 日改正）
4. JIS C 61000-4-4:2015 電磁両立性－第 4-4 部：試験及び測定技術－電気的ファストトランジェント／バーストイミュニティ試験（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2015 年 10 月 20 日改正）
5. 自主規制の流れ、内容、適用範囲（一般財団法人 VCCI 協会）

WHITE PAPER

この記事の理解を深める
無料ホワイトペーパーをプレゼント

製造業の現場で使える実務資料（PDF）を無料でお届けします。"こんな資料が届きます" ↓ 下のボタンからどうぞ。

🔒 全文は無料ダウンロードで