在我国煤炭工业中，大量的井下运输作业采用蓄电池式电机车，由于井下存在多种可燃气体，故电机车在有爆炸危险的环境下运行的安全性就显得十分重要。按照《煤矿安全规程》要求，蓄电池电机车应配有瓦斯检测装置，隔爆型电机车应配备电池箱内氢气浓度检测装置，还应当有电池箱内绝缘检测装置，以便及时检测蓄电池组漏电或短路电流。因为该电流能引起电源箱内绝缘状态恶化，轻者降低蓄电池常规使用的寿命，重者发热、起火引燃煤炸性气体。目前还没有用于蓄电池组漏电检验测试功能的设备，仅有单独用于瓦斯或单独用于氢气检测的设备，但体积重量大，结构不合理，不能用于蓄电池式电机车蓄电池组的漏电检验测试。

　　本实用新型的目的是针对上述存在的缺点，提供一种可对电机车动力源蓄电池组进行漏电、含氢量等综合检测的保护装置。

　　本实用新型的技术要点是它由漏电检验测试部分、瓦斯浓度及氢气浓度检测部分、蓄电池容量监视部分和接口及控制部分等构成。漏电检验测试部分包括信号发生电路、功率放大电路、取样电路、处理电路；瓦斯及氢气检测部分包括高精度低漂移放大电路、处理电路；容量监视部分包括放大电路、处理电路、显示电路；接口及控制部分包括信号放大电路、蜂鸣器和显示电路、断电控制电路。其特征是漏电检测部分中信号发生电路的运算放大配件U1输出端，经电阻R9连功率放大电路的放大组件U2反相输入端和处理电路的放大组件U3反相输入端，放大组件U2输出端经电阻R12及电容C5接电机车外壳端，取样信号经电阻R13至处理电路的放大组件U3的反相输入端；处理电路的放大组件U4输出端经电阻R19、发光二极管LD1及二极管D3送控制电路的晶体管T基极及时基组件U15输入端。瓦斯浓度及氢气浓度检测部分的高精度低漂移放大电路组件U5和U6同相输入端分别接瓦斯或氢气传感器QM的正端和负端，放大组件U5和U6的输出端分别连放大组件U7的同相端和反相端；放大组件U7的输出端经电阻R33和R35接处理部分的放大组件U8同相输入端和入大组件U9同相输入端，放大组件U8输出端经二极管D6至接口控制电路的时基组件U15输入端，放大组件U9输出端经电阻R40、发光二极管LD4送晶体三级管T的基极。容量监视部分的放大电路组件U10同相端与蓄电池组本安电压信号QY相接，组件U10输出端经二极管D8连处理电路的放大组件U11、U12、U13、U14反相端，其输出端分别接显示电路的发光二极管LD5、LD6、LD7、LD8。接口及控制部分时基组件U15的输入端与漏电检测部分和瓦斯浓度及氢气浓度检测部分的输出端相连接，其输出端经二极管D7与蜂鸣器FM1、FM2相连，三极管T的基极与漏电检测部分和瓦斯浓度及氢气浓度检测部分输出端相连，其集电极经连接触器J2的继电器J1至电机车的电源端。

　　本实用新型适用于煤矿井下隔爆及隔爆特殊型蓄电池式电机车，用于连续监视蓄电池式电机车在运行中电源箱内蓄电池组对地漏电，电源箱内蓄电池组的相对剩余容量，电机车运行处的瓦斯含量以及蓄电池组放电过程中的氢气含量。当电机车电源箱内氢气含量达到预示值时，保护设施主机和声光极警器发出声光报警，断电箱自动切断动力电源。当电源箱内蓄电池组对地漏电达到漏电动作整定值时，保护设施主机和声光报警器发出声光报警，断电箱自动切断机车动力电源。分档显示电源箱内蓄电池组的相对剩余容量。它对蓄电池式电机车可进行多种不安全因素的自动检验测试，并实现自动保护。其结构相对比较简单，稳定性很高，工作可靠，是较好的综合保护装置。

　　本实用新型采用的工作电压为9V，由发光二极管显示蓄电池组的相对剩余容量，而漏电检测功能和瓦斯、氢气检测功能电路则输出一个控制信号控制电机车的动力电源。

　　漏电检测部分的工作原理是以集成运算放大组件U1为主要部件配置阻容元件组成双T高频(1KHz)正弦波信号发生器，其信号输出分为两路，一路通过电阻R9并经功率放大器U2放大后，通过电阻R12送往监视取样电路。以监视电源对地的绝缘电阻值。电阻R13为采样电阻，由它将监视电路中信号的变化量送往处理电路放大器U3，并将信号放大，然后经二极管D2进行半波整流，再经电容C4和电阻R16进行滤波，变成直流电平信号，此直流信号通过电阻R17送入比较器U4，与U4的固定门限值作比较。如果绝缘电阻值下降到某一门限整定值以下，U4输出为高电平，此时发光二极管LD1显示，另一路经D3送入断电控制回路中，控制断开电机车的电源。其中放大器U3输出信号的另一路经电位器W1送往U3输入端中，它与正常绝缘状态良好时的采样信号大小相等，方向相反，故能相互抵消，使U3输出信号幅值很小，来保证了信号放大器有足够的灵敏度。

　　瓦斯浓度和氢气浓度检测部分工作原理是气体传感器QM的探头是由一对载体催化元件组成，它将甲烷浓度(或氢气浓度)转换成电信号。送给由U5、U6、U7及部分电阻构成的仪用差动小信号放大电路。此电路具有输入阻抗高，共摸抑制比高，输出失调小等特点。由于U5、U6同在一个组件内，所以其性能相近，温度漂移很小，这样就克服了由于传感器输出信号弱而引起的电路工作可靠性低的缺点，提高了保护的抗干扰的能力。由电阻R33、R34电位器W5及运算放大器U8构成报警信号处理电路。当甲烷浓度(或氢气浓度)达到应报警点时，此电路输出高电平，供给灯光显示回路，另一路供给接口声响电路。由R35、R36、W4和集成运放U9组成的断电信号处理电路。当气体浓度值超过断电点所标定的浓度值时，U9输出高电平，送给接口及控制电路的T的基极同时经LD4发光显示。

　　容量监视部分工作原理是由信号放大器将本安取样信号QY放大。由U11、U12、U13、U14等放大器组成信号处理电路，由电阻R44、R46、R48、R50和发光管LD5、LD6、LD7、LD8组成显示电路，它把取样电路输出的信号与不同的标准电平作比较，当电池容量变化时，相对应的显示部分就指示。

　　接口及控制电路工作原理是时基组件LM555(U15)振荡放大器的4端接收到任意一路高电平信号后，其3端输出一交流振荡信号。此振荡信号控制蜂鸣器FM1、FM2发出一定节奏的鸣叫声。由电阻R51、电容C17及三极管T及继电器J1构成断电控制电路。当有断电信号时，三极管的基极为高电平，使T由截止状态变为导通状态。J1吸合，常闭点变为常开点。J2也由常闭点变为常开点，导致电机车48V电源断开。

　　权利要求1.一种蓄电池式电机车综合保护设施，由漏电检验测试部分、瓦斯浓度及氢气浓度检测部分、容量监视部分和接口及控制部分等构成，其特征是a.漏电检验测试部分中信号发生电路的运算放大组件U1输出端，经电阻R9连功率放大电路的放大组件U2反相输入端和处理电路的放大组件U3反相输入端，放大组件U2输出端经电组R12及电容C5接电机车外壳端，取样信号经电阻R13至处理电路的放大组件U3的反相输入端；处理电路的放大组件U4输出端经电阻R19、发光二极管LD1及二极管D3送控制电路的晶体管T基极及时基组件U15输入端，b.瓦斯浓度及氢气浓度检测部分的高精度低漂移放大电路组件U5和U6的同相输入端分别接瓦斯或氢气传感器QM的正端和负端，放大组件U5和U6的输出端分别连放大组件U7的同相端和反相端；放大组件U7的输出端经电阻R33和R35，接处理部分的放大组件U8同相输入端和放大组件U9同相输入端，放大组件U8输出端经二极管D6至接口控制电路的时基组件U15输入端，放大组件U9输出端经电阻R40、发光二极管LD4送晶体三级管T的基极，c.容量监视部分的放大电路组件U10同相端与蓄电池组本安电压信号QY相接，组件U10输出端经二极管D8连处理电路的放大组件U11、U12、U13、U14反相端，其输出端分别接显示电路的发光二极管LD5、LD6、LD7、LD8，d.接口及控制部分时基组件U15的输入端与漏电检验测试部分和瓦斯浓度及氢气浓度检测部分的输出端相连，其输出端经二极管D7与蜂鸣器FM1、FM2相连，三极管T的基极与漏电检测部分和瓦斯浓度及氢气浓度检测部分输出端相连其集电极经连接触器J2的继电器J1至电机车的电源端。

　　专利摘要本实用新型属于以蓄电池为动力源的电机车保护设施，适用于煤矿井下隔爆及隔爆特殊型蓄电池式电机车。它由漏电检验测试部分、瓦斯浓度及氢气浓度检测部分、容量监视部分和接口及控制部分等构成。它对蓄电池式电机车可进行多种不安全因素的自动检验测试，并实现自动保护。其结构相对比较简单，稳定性很高，工作可靠，是较好的综合保护设施。