Искробезопасная аппаратура, в отличие от аппаратуры взрывонепроницаемого или других видов исполнений, не имеет в своей конструкции громоздких оболочек, громоздких вводных устройств и очень незначительно по внешнему виду отличается от аппаратуры общепромышленного исполнения. Однако, в ее электрических цепях значения силы тока и напряжения ограничены до вполне определенных, такая аппаратура, как это было показано раньше, обладает высокими взрывозащитными свойствами. Исходя из этого «Правила устройства электроустановок» (§ VII-3-60) разрешают, наряду с другими видами исполнений, устанавливать искробезопасную аппаратуру во всех взрывоопасных помещениях и в том числе в технологических емкостях, реакторах, автоклавах, т. е. в таких местах, где вероятность образования взрывоопасных смесей чрезвычайно высока. Причем часто оказывается, что в этих случаях применить приборы, например датчики, в каком-либо другом, кроме искробезопасного, исполнении не представляется возможным.
Особенно это относится к аппаратуре, предназначенной для измерения уровня, плотности, давления, расхода и т. п.
Искробезопасные электрические системы в зависимости от степени обеспечения искробезопасности разделены на два класса:
— искробезопасные системы класса И с очень высокой степенью обеспечения искробезопасности; к ним относятся приборы и аппараты, электрические цепи которых содержат нормально искрящие открытые контакты, например, контактные датчики стеклянных ртутных термометров и т. д.; как правило, наибольшее количество искробезопасной контрольно-измерительной аппаратуры выполняется как системы класса И;
искробезопасные системы класса 2И с пониженной степенью обеспечения искробезопасности, специально предназначенные для наружных взрывоопасных установок класса В-I г.
Эксплуатационный персонал должен помнить, что под искробезопасной электрической системой необходимо понимать комплекс приборов или устройств.
Как правило искробезопасная система состоит из: датчика;
вторичного прибора, связанного или не связанного с сетью, в зависимости от способа его питания;
регистрирующего, контролирующего и т. п. устройства, служащего в качестве нагрузки ко вторичному прибору;
источника питания, чаще всего смонтированного заодно со вторичным или регистрирующим приборами.
По конструктивному выполнению вся КИА и АА может быть условно разделена на три такие группы.
- группа. Электрическая система, у которой абсолютно все цепи, в том числе и источник питания, являются искробезопасными.
- группа. Электрическая система, у которой только часть цепей являются искробезопасными, например, цепи датчика. Взрывозащищенность остальных цепей или устройств, приборов, включая источник питания, обеспечена другими видами взрывозащиты, например взрывонепроницаемой оболочкой.
- группа. Электрическая система, у которой также только часть цепей являются искробезопасными, например, как во втором случае цепи датчика, все остальные цепи или устройства выполнены в общепромышленном исполнении и установлены вне взрывоопасного помещения.
Работники службы КИП совместно с технологами должны определить класс взрывоопасного помещения, а также конкретное наименование той взрывоопасной смеси, согласно табл. 4, которая на данном технологическом участке является наиболее взрывоопасной.
Для наружных взрывоопасных установок класса В-I г допустимо применение искробезопасных систем класса 2И. Ясно, что использование искробезопасных систем класса И в этих случаях будет только повышать безопасную эксплуатацию. Однако системы класса И несколько дороже систем класса 2И, поэтому применять их нужно там, где это экономически целесообразно.
Наибольшее распространение искробезопасная аппаратура класса 2И получила на нефтепромыслах и автоматизированных резервуарных парках нефтеперерабатывающих заводов, где ее устанавливают в основном на открытом воздухе. Однако к выбору места установки аппаратуры класса 2И необходимо подходить осторожно. Так, датчики искробезопасной аппаратуры автоматики класса 2И, установленные на трубопроводах или на емкостях и не имеющие непосредственного контакта со взрывоопасной смесью, например, с бензином, керосином, налитым в емкости, будут обеспечивать безопасную работу. При установке аналогичных по назначению датчиков внутри емкости, применение искробезопасных систем класса 2И, по мнению авторов, является недопустимым. В этом случае должна быть употреблена только система класса И.
Недостаточно тщательный анализ условий применения искробезопасной аппаратуры в зависимости от класса ее исполнения может привести в процессе эксплуатации к серьезным последствиям.
При анализе условий применения КИА и АА следует учитывать, что она иногда изготовляется для какой-то конкретной взрывоопасной среды.
Так, серийно выпускаемые указатели уровня жидкости УУЖЭК- 60-И и сигнализаторы давления СДК-60-И имеют знаки исполнения 
в комплекте УУЖЭК-60-И и
в комплекте СДК-60-И соответственно. Руководствуясь указанными знаками исполнения, эксплуатационный персонал может использовать их либо только в бензоло-воздушной смеси, либо в тех взрывоопасных смесях, которые указаны в инструкции по монтажу и эксплуатации этих приборов. Устанавливать эти приборы в других смесях нельзя.
Большое количество искробезопасной КИА и АА имеет комбинированное исполнение (II группа). Так, потенциометрический титратор ТП-1, имеющий исполнение СЗГ-С4А
, с точки зрения
искробезопасности мог бы быть использован во всех четырех категориях и группах А, Б, Г и Д, но в силу того, что у этого прибора ряд узлов имеет взрывонепроницаемое и специальное исполнение, область применения его ограничена 1, 2 и 3 категориями и группами А, Б и Г, а также взрывоопасными смесями 4 категории группы А.
Существующая в настоящее время система маркировки взрывозащищенной КИА и АА требует от эксплуатационного персонала знания принципов ее построения, изложенных в гл. 2. Примеры маркировок и область применения ее приведены в табл. 38.
Аналогичным способом может быть очень легко определена область применения искробезопасной КИА и АА, имеющей любой знак исполнения.
В соответствии с ПУЭ, во взрывоопасных помещениях могут устанавливаться датчики без знака исполнения, не имеющие собственного источника тока, а также не обладающие индуктивностью или емкостью и подключенные к искробезопасной цепи электрической системы класса И, т. е. фактически знак исполнения всей электрической системы определяется знаком исполнения вторичного прибора, и по нему необходимо определять допустимую область применения указанных датчиков. К таким датчикам относятся серийно выпускаемые термометры сопротивления, термопары, термисторы, фотосопротивления, контактные переключатели и т. п. По мнению авторов, такая установка вполне допустима, если учесть, что большинство взрывчатых пыле-воздушных смесей имеют минимальную энергию поджигания в десятки раз большую, чем газовоздушные смеси, приведенные в табл. 4.
Таблица 38
Маркировка и область применения взрывозащищенной контрольно-измерительной аппаратуры и аппаратуры автоматики
Примечание. В помещении класса В-1г может устанавливаться только аппаратура, конструкция которой допускает установку на открытом воздухе,
В связи с отсутствием искробезопасной КИА и АА для химической промышленности, последняя до недавнего времени оснащалась рудничной электроаппаратурой, которая хотя и имеет сравнительно прочные корпуса, но по степени обеспечения искробезопасности не подходит к условиям взрывоопасных производств. Рассмотрим особенности маркировки и возможности использовать искробезопасную рудничную аппаратуру. Она имеет следующие исполнения.
РИ-2.5 рудничная искробезопасная с коэффициентом запаса 2,5. В отдельных случаях цифры «2,5» могут не ставиться.
РВИ-2,5 — рудничная взрывобезопасная оболочка и искробезопасные цепи с коэффициентом 2,5.
РВИ-1.1— то же, что и РВИ-2,5, но коэффициент запаса составляет 1,1. Эта аппаратура не нашла применения в условиях химических производств.
РНИ-2,5— рудничная нормальная оболочка и искробезопасные цепи с коэффициентом 2,5.
Цепи этой аппаратуры являются искробезопасными для взрывоопасных смесей 1 категории (см. табл. 3). Такую аппаратуру можно применять только, если она имеет исполнение РИ-2,5. То же самое относится к датчику, подключаемому к прибору исполнения РНИ-2,5. При этом сам прибор устанавливается в невзрывоопасном помещении, т. е. имеется полная аналогия с прибором исполнения «Вход — 
».
Примером такого прибора является реле ИКС-2, которое нашло очень широкое применение при автоматизации различных технологических процессов.
Область применения аппаратуры исполнения РВИ-2,5 ограничена смесями 1 категории группы А. Опять-таки в этом случае сдерживающим фактором к широкому применению является комбинация со взрывонепроницаемой оболочкой.
Искробезопасные системы с коэффициентом запаса 1,1 (РВИ-1,1, РНИ-1,1 и др.) в условиях химических производств, как правило, применять нельзя.
Перед монтажом искробезопасные приборы, полученные с завода-изготовителя, либо после ремонта для установки на опытную эксплуатацию, должны быть тщательно проверены работниками службы КИП по следующим пунктам:
соответствие степени обеспечения искробезопасности условиям эксплуатации;
наличие инструкции по монтажу и эксплуатации на прибор; работоспособность прибора, соответствие его технической характеристики возлагаемым на него контрольным функциям, правильность выбранного диапазона измерения, класса точности и т. д.
Выше уже указывалось, как необходимо выбирать и где устанавливать, в зависимости от знака исполнения и указаний инструкции по монтажу, ту или иную искробезопасную аппаратуру. Инструкция по монтажу и эксплуатации, паспорт и аттестат являются обязательными документами. Без инструкции устанавливать контрольноизмерительную аппаратуру для эксплуатации нельзя.
Проверка работоспособности искробезопасной КИА и АА производится в лаборатории КИП так же, как и аппаратуры в общепромышленном исполнении, с применением общеизвестных способов
и приборов. В дополнение к этому для искробезопасной аппаратуры в инструкции могут быть указаны выходные параметры, например, напряжение и токи на зажимах искробезопасных цепей, обеспечивающие искробезопасность цепи, которые подлежат обязательной проверке соответствующими приборами. В случае их превышения над нормой, оговоренной в технической характеристике, такой прибор подлежит возвращению на завод-изготовитель. Ремонтировать, тем более подгонять значения токов или напряжений под данные, указанные в характеристике, при проверке искробезопасных приборов категорически запрещается.
Если конструкция прибора или аппарата предусматривает подключение соединительного кабеля с помощью установленного снаружи штепсельного разъема или закрытой клеммной колодки, обычно сам прибор прибывает с завода-изготовителя опломбированным. Вновь полученный измерительный прибор также подлежит обязательной государственной проверке, результаты которой заносятся в аттестат. При вскрытии прибора обращают внимание на отсутствие видимых дефектов и повреждений. Проверяют прочность закрепления отдельных узлов, развязывают подвязанные для транспортировки элементы, например усилительные блоки, покачиванием убеждаются в прочности закрепления электронных ламп, проверяют наличие предохранителей и соответствие положения переключателя сети напряжению, действующему на месте установки.
В случае обнаружения в приборе серьезных дефектов (обрыв проводов, поломка резисторов, конденсаторов, замыкание контактов, повреждение заливочной массы и т. п.) и неработоспособности прибора должен быть составлен соответствующий акт, который вместе с прибором отправляют на завод-изготовитель, либо в ремонтные мастерские КИП, если прибор прибыл из ремонта. В отдельных случаях съемные блоки прибора могут быть заменены запасными. Проведенный ремонт отмечают в паспорте прибора.
После монтажа КИА и АА место и дату установки ее заносят в сменный журнал. На основании рассмотрения технологического процесса разрабатывается местная инструкция по эксплуатации искробезопасной аппаратуры. При подключении искробезопасных приборов особое внимание должно быть обращено на длину и типы соединительных кабелей, которые должны соответствовать рекомендациям инструкции по монтажу и эксплуатации. Как уже указывалось выше, на искробезопасность цепи влияют абсолютно все параметры элементов, так или иначе включенных в эту цепь, в том числе и распределенная емкость, индуктивность и сопротивление соединительных кабелей. Поэтому применять кабели следует строго в соответствии с инструкцией по монтажу и эксплуатации КИА и АА. Вопросы замены типа кабелей в той или иной искробезопасной системе должны решаться с заводом-изготовителем аппаратуры. На все изменения должны быть получены официальные разрешения.
Для проводки искробезопасных цепей используют любые изолированные провода и кабели с медными жилами сечением не менее 0,5 мм2. Применение алюминиевых проводов не допускается.
Искробезопасное исполнение КИА и АА не требует, как правило, прокладки соединительных кабелей в трубах. Обычно это требование связано с необходимостью защиты кабелей или проводов от механических повреждений, от действия агрессивных газов или паров и т. д.
При монтаже работники КИП должны обращать особое внимание на кабели, проложенные над вращающимися частями машин, транспортерами, движущимся оборудованием. В этом случае высота подвески над ними должна быть не ниже 2,5 м, расстояние между местами крепления 2—2,5 м. Эксплуатационный персонал должен следить, чтобы кабель не провисал, и своевременно его подвешивать. Кабели, проложенные к измерительной и контрольной аппаратуре, должны проходить ниже технологических трубопроводов, по которым проходят горючие пары или газы с плотностью не менее 0,8 по отношению к воздуху, и выше технологических трубопроводов, по которым проходят горючие газы или пары с плотностью более 0.8. Кабели или провода, независимо от способа прокладки, должны быть закреплены на расстоянии не более 0,2 м от искробезопасных приборов пли аппаратов.
Места прохода соединительных кабелей или проводов из одного взрывоопасного помещения в другое, стены, междуэтажные перекрытия зданий п т. п. должны быть заделаны самым тщательным образом, чтобы взрывоопасные газы, пары или пыль не проникали в соседние помещения. В общем случае при прокладке искробезопасных цепей необходимо руководствоваться следующими требованиями.
- Один и тот же кабель нельзя использовать для проводки искроопасных и искробезопасных цепей. Допустима проводка в одном кабеле искробезопасных цепей, относящихся к разным системам, электрически не связанным между собой.
- Группы искробезопасных проводов при монтаже должны быть увязаны в отдельные жгуты и проложены отдельно от остальных проводов. Это правило должно выполняться также и при прокладке внутри щитовой КИП. При раскладке жгутов внутри щитов необходимо следить, чтобы расстояние между жгутами было не менее 8 мм. В случае невозможности выполнения этого условия, искробезопасные жгуты или провода заключают в экран, который следует заземлить.
- Для монтажа внутри щитов, клеммных сборок, коробок и т. п. нужно использовать монтажные провода в изоляции синего (голубого) цвета, который указывает на принадлежность провода к искробезопасной цепи. Можно использовать также (в том числе и для соединительных кабелей) маркировочные оконцеватели синего цвета.
- Места паек должны быть покрыты цветным изоляционным лаком и изолированы полихлорвиниловыми трубками. Особенно тщательно необходимо выполнять эти операции в условиях высокой влажности и агрессивности среды. В этом случае места паек должны быть окрашены коррозионноустойчивыми красками. В таких местах работники КИП с особой тщательностью должны следить за состоянием мест и паек, своевременно удаляя с них пыль и грязь, устраняя наметившиеся повреждения.
- При установке в искробезопасных цепях различных распределительных коробок общепромышленного исполнения необходимо следить за тем, чтобы в них случайно не были заведены искроопасные цепи. После монтажа коробки должны быть опломбированы.
Во всем остальном монтаж соединительных кабелей и проводов искробезопасной КИА и АА выполняют в соответствии с ПУЭ и «Инструкцией по производству электромонтажных работ во взрывоопасных помещениях и наружных взрывоопасных установках».
После монтажа все металлические оболочки искробезопасной аппаратуры, как п вообще всей взрывозащищенной аппаратуры, подлежат обязательному заземлению. Обычно искробезопасные датчики устанавливают на металлических технологических емкостях, достаточно надежно заземленных. В этом случае отдельный заземлитель к датчику можно не прокладывать. Для обеспечения надежного контакта места подсоединений заземлителей должны быть тщательно зачищены и после подсоединения покрыты консистентной смазкой, предотвращающей ржавление. Для заземлителей должны быть использованы медные провода сечением порядка 1,5 мм2, защищенные от механических повреждений.
Устройство заземления в этом разделе не рассматривается, так как оно выполняется аналогично заземлению аппаратуры во взрывонепроницаемом исполнении.
При осмотре аппаратуры обслуживающий персонал должен обращать внимание на состояние оболочек электрооборудования, кабельных проводок, заземляющих проводников и т. п., а также на наличие пломб у аппаратуры, подлежащей опломбированию.
У некоторых приборов настройку можно проверять один раз в неделю или даже в два-три месяца. Но в обязательном порядке все искробезопасные измерительные приборы подлежат проверке в лаборатории КИП не реже одного раза в два года. При проведений профилактических осмотров, предусматриваемых инструкцией по эксплуатации, там, где это требуется, нужно производить замер токов и напряжений на внешних присоединительных зажимах искробезопасной аппаратуры. Для таких измерений необходимо применять приборы достаточной точности.
Порядок проведения измерений зависит от группы системы.
Если искробезопасная система целиком расположена во взрывоопасном помещении (I группа), то измерения тока и напряжения, как и проверку правильности настройки приборов, можно производить во взрывоопасных помещениях искробезопасными приборами.
Измерение приборами общепромышленного исполнения можно выполнять только во время, когда гарантируется отсутствие взрывоопасной смеси. В противном случае такие измерения можно проводить только тогда, когда аппаратура вынесена в неопасное помещение. К аппаратуре I группы относятся искробезопасные приборы со встроенными источниками питания. К ним относятся: переносные газоанализаторы типов ПГФ2М-И1А «Метан», ПГФ2М-ИЗГ «Эфир», ПГФ2М-И4А «Водород», индикатор взрывных концентраций ИВК-1, электротермометр ЭТ-3Б, искробезопасный омметр М-372И и ряд других приборов.
При эксплуатации этих приборов запрещается вскрывать во взрывоопасном помещении крышки, закрывающие доступ к источникам питания.
Рис. 57. Устройство искробезопасного электротермометра ЭТ-3Б.
1 —корпус; 2 —измерительный прибор; 3—присоединительная колодка; 4—сухой элемент; 5 — штепсельный разъем для подключения датчиков; 6 — пломбы.
Для напоминания об этом задняя стенка прибора снабжена предупредительной надписью «Во взрывоопасном помещении не вскрывать!». При внесении переносных приборов во взрывоопасное помещение необходимо убедиться в целости корпуса, а также в наличии пломб. У других приборов, как например ЭТ-3Б (рис. 57), источник питания закрыт дополнительной крышкой, которая в свою очередь также запломбирована. Это дает возможность при прочистке внутренней схемы прибора не затрагивать источника питания (сухой элемент ЭРМТ-Ц, со сроком службы до 5 лет).
В случае проведения измерений в цепях системы II группы, т. е. когда часть элементов приборов имеет комбинированное исполнение, например, как у автоматических рефрактометров РАН (см. главу 13), необходимо либо пользоваться специально разработанными и утвержденными искробезопасными приборами, либо проводить измерения в условиях, обеспечивающих полную их безопасность. На проведение таких измерений должна быть разработана местная инструкция, утверждаемая заместителем главного инженера по КИП.
Если искробезопасной является только цепь датчика, а вторичный прибор установлен вне взрывоопасного помещения (система III группы), то описанные выше измерения проводят непосредственно на зажимах вторичного прибора при обязательном отключении соединительной линии датчика. В этом случае можно использовать измерительные приборы общепромышленного использования. При измерении на зажимах датчика должен соблюдаться указанный выше порядок.
Проводить измерения должен специально обученный высококвалифицированный персонал, имеющий на это разрешение и понимающий ответственность проводимых им операций.
При профилактических осмотрах КИА и АА без снятия ее с рабочего места проводят проверку состояния отдельных элементов и блоков аппаратуры. Для этого аппаратуру, имеющую, кроме искробезопасного, другие виды исполнений, обесточивают и крышку ее открывают. Внешним осмотром обслуживающий персонал должен убедиться в отсутствии видимых повреждений блоков, залитых термореактивным компаундом. Если блок представляет единое целое с оболочкой, то в случае его повреждения весь прибор должен быть отправлен на ремонт. Если же блок съемный, он может быть заменен проверенным запасным блоком без снятия основного прибора. Должна быть выяснена причина повреждения залитого блока. Обычно залитые блоки повреждаются редко, если обеспечены нормальные условия эксплуатации: отсутствуют удары и сильные вибрации, а также нет больших перепадов температур. В противном случае должны быть предприняты соответствующие меры улучшения условий эксплуатации КИА и АА.
При проведении осмотров мест подсоединения кабелей или проводов особое внимание нужно обращать на ослабление контактов, смещение жил кабелей. Для удобства эксплуатации в большинстве искробезопасной КИА и АА используют штепсельные разъемы. При осмотрах необходимо проверять исправность кожухов, закрывающих их, а также целостность пломб.
Недостатком штепсельных устройств, особенно установленных на искробезопасных приборах II группы, является необходимость в пайке присоединительных проводов. Подпайку можно производить только с соблюдением мер безопасности, соответствующих огневым работам или в невзрывоопасных помещениях.
Все более широкое распространение в последнее время получают аппаратура и приборы с печатным монтажом, выполняемым, как правило, в виде отдельных блоков, соединяемых между собой с помощью штепсельных разъемов. Для обеспечения искробезопасности часть блоков целиком может быть залита термореактивным компаундом. При проведении профилактических осмотров залитых блоков убеждаются в их нормальной работе, контролируя действие всей аппаратуры. Не залитые блоки печатных плат осматривают более внимательно. Необходимо обращать внимание на обрыв мест подпайки радиоэлементов схемы, конденсаторов, резисторов и т. д., а также на отслоение или задиры самых печатных проводников. В случае обнаружения подобных повреждений блок должен быть немедленно заменен новым, даже если старый блок нормально функционирует. Вставлять новые блоки необходимо не спеша и очень осторожно. Все устранения неисправностей нужно указывать в журнале.
Причиной значительного количества отказов в работе КИА и АА является нарушение контактов в переключателях, ключах, контактах реле и т. п. Этих элементов в системе КИП насчитывается огромное количество. Эти узлы требуют наиболее аккуратного обращения, особенно в реле, к которым подключены одновременно искробезопасные и искроопасные цепи. При зачистке контактов необходимо следить за тем, чтобы не произошло случайного закорачивания цепей между собой и не сползали изоляционные трубки, закрывающие места пайки проводов к контактам реле.
Особого обращения при эксплуатации требуют искробезопасные мосты и потенциометры, описанные ранее. Хотя их устанавливают в щитовой КИП, обслуживание и главное осмотры их должны проводиться осторожно, так как они к тому же являются высокоточными измерительными и регистрирующими устройствами. Для них должны соблюдаться все правила эксплуатации, предусмотренные инструкцией ИМ-60. При открывании кронштейна с записывающим устройством без необходимости не следует трогать электронную часть прибора, монтажные жгуты и т. д.
У искробезопасных приборов нельзя заменять никаких элементов без получения разрешения на то от контрольной организации. Так, иногда в целях «улучшения» условий эксплуатации заменяют источники питания КОСЭ-54 искробезопасных лого метров ЛПр-54 стабилизированными источниками с трансформаторами, изготовленными собственными силами, иногда делают и другие доводки приборов. Вопрос доводки искробезопасной аппаратуры весьма серьезен, так как необходимо во всех случаях сохранить высокие искробезопасные свойства электрической системы. Поэтому устанавливать во взрывоопасных помещениях какие бы то ни было электрические устройства и аппаратуры, изготовленные собственными силами, запрещается.
Как всякая искробезопасная КИА и АА проходит также периодически проверку в органах надзора.
Поверку искробезопасных приборов, условно отнесенных к I группе или вторичных приборов системы III группы, выполняют в невзрывоопасных помещениях в соответствии с общепринятыми способами и методами, с учетом особенностей измерений, указанных выше. Искробезопасные приборы II группы не всегда могут быть вынесены в безопасные условия, поэтому поверку их на месте установки можно проводить только с соблюдением требований, предъявляемых при производстве огневых работ.
Контроль правильности работы искробезопасных датчиков температур (термометров сопротивления или термопар) можно выполнять без отключения их от вторичного прибора с помощью дополнительной термопары и гальванометра.
