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単一故障状態
(single fault condition)

「単一故障状態」とは その名の通り装置などに単一の故障が発生した状態を示すものであり、 大抵は安全性に関連して用いられる。

おおよそどのような装置についても故障の可能性を皆無とすることはできないので、 一般に、安全性の評価に際しては 故障が発生した場合に危険を生じ得るかどうかが分析される。 安全性に関係する各要素が充分に低い故障率を持っているならば 複数の故障が同時に発生する可能性は極めて低いことが期待されるので、 多くの安全規格は単一故障状態においても危険を生じないことだけを要求している。

例えば、クラス I 機器では、 通常状態においては基礎絶縁による 感電からの保護が存在している。 この基礎絶縁は故障 (絶縁破壊) する可能性があるが、 その状態においても保護接地が依然として感電からの保護を提供する。 基礎絶縁と保護接地の双方が故障した場合には感電の危険を生じることになるが、 基準を満たす基礎絶縁と保護接地は相当信頼できる (逆に、もし充分に信頼できないのであれば、 その基礎絶縁や保護接地は適切なものとは言えない) ものと考えられ、 従って多くの場合にはそれらが同時に故障した際の安全性までは要求されない。 このように、正しく設計されたクラス I 機器は、 単一故障状態において感電の危険を生じないものとなる。

ただし、単一故障状態での評価に際して複数の故障の発生を考慮しなくても済むのは、 それらの故障が独立したものである場合に限られる。 例えば、上の例で、 接地接続が基礎絶縁が破壊した際の故障電流に耐えられるものでなかったならば、 故障電流によってその接地接続が溶断するかも知れない。 この例のように、ある故障によって他の故障が引き起こされ得る場合には、 (たとえそのような設計が許容できるとしても) その全ての故障を考慮することが必要となる。

状況によっては、高い信頼性を保証することによって、 単一故障状態の評価の対象からその要素の故障を除外することが許容される場合もある。 クラス II 機器への 強化絶縁の適用もこの一例と考えられる。

高信頼性が必要とされるシステムにおいては、 単一の (さらには複数の) 故障が発生した状態での機能の維持が要求される場合がある。 このような、故障が発生した状態で機能を維持する能力は フォールト・トレランス (耐故障性) と呼ばれ、 そのような能力を持ったシステムは フォールト・トレラント・システム (耐故障システム) と呼ばれる。 また、故障が確実に (少なくともほぼ確実に) 安全側へのものとなることは フェールセーフと呼ばれるが、 安全のための機構 (例えば安全インターロック) についてはフェールセーフであることが要求される場合も多い。


by Tom Sato, 2001-10-07