CN103901313B - 基于压电陶瓷变压器的低压断路器主接线绝缘预检装置 - Google Patents

Abstract

一种基于压电陶瓷变压器的低压断路器主接线绝缘预检装置，属于低压电器技术领域，包括压电陶瓷变压器高压发生电路、压电陶瓷变压器谐振驱动电路、压电陶瓷变压器谐振检测电路、短路探测传感电路以及主测控电路，所述的压电陶瓷变压器高压发生电路与压电陶瓷变压器谐振驱动电路、压电陶瓷变压器谐振检测电路以及短路探测传感电路4连接，压电陶瓷变压器谐振驱动电路与短路探测传感电路以及主测控电路连接，主测控电路与压电陶瓷变压器谐振检测电路以及短路探测传感电路连接，并通过数据输出端向用户传输数据，短路探测传感电路与接入电网的低压断路器QF的负载侧连接。能检测出低电阻短路故障以及低于正常值但高于低阻值的高电阻短路故障。

Description

基于压电陶瓷变压器的低压断路器主接线绝缘预检装置

技术领域

本发明属于低压电器技术领域，具体涉及一种基于压电陶瓷变压器的低压断路器主接线绝缘预检装置。

背景技术

传统的低压断路器在合闸运行后，当供配电线路发生短路时能够自动快速跳闸以切除故障，而在合闸前，低压断路器不具备判断负载侧主接线绝缘状况的功能。在供配电系统的实际应用过程中，由于低压断路器在负载侧供配电线路处于短路状态下合闸所导致的事故时有发生。经济和社会的发展，使得人们对供配电系统的可靠性要求有了进一步提高，客观需要低压断路器具备在合闸前能够预检负载侧主接线绝缘状况的功能。

关于低压断路器合闸前预检的技术信息在已公开的中国专利文献中可见诸，第一类如中国实用新型专利授权公告号CN2316751Y推荐的“低压万能式空气断路器智能控制装置”、中国发明专利申请号CN87107258.0提供的“载频预检短路保护电路”以及中国实用新型专利授权公告号CN202495703U公开的“预检线路故障的断路器”等，采用了向供电线路注入高频信号以定性判断是否存在短路故障的方式，但没有提及三相导线之间和各相对地之间的分布电容的干扰问题；第二类如中国实用新型专利授权公告号CN2274778Y揭示的“相间短路预检测装置”、中国发明专利申请公布号CN102012474A介绍的“煤矿高低压供电线路相间短路预检测工艺”、中国发明专利申请公布号CN102377157A公开的“一种消防智能电控装置”以及中国发明专利授权公告号CN102435879B提出的“一种合闸前对线路进行检测的方法”等，将低压断路器电源侧的电网电源通过变压器或电力电子器件变换后，施加到低压断路器负载侧主接线，用以探测是否存在短路故障，在上述这几项专利方案中，如果发生变压器绝缘击穿或电力电子器件击穿，电网电源将被直接施加到正处于分闸状态的低压断路器的负载侧，存在给工作人员造成伤害的安全隐患；第三类如中国发明专利申请公布号CN103176099A公开的“低压断路器合闸前主接线短路检测传感装置”，采用低电压测试，定量地测量低压断路器负载侧主接线的对地绝缘电阻值和相间绝缘电阻值，但它检测出的只是相线之间和相线对地之间存在的低阻性短路电阻值，而无法对相线之间和相线对地之间存在的高阻性短路电阻值进行测量。

鉴于上述已有技术，有必要加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于压电陶瓷变压器的低压断路器主接线绝缘预检装置，通过低压断路器负载侧主接线的对地绝缘电阻和相间绝缘电阻的高压测量，能够实现低电阻短路故障以及低于正常值但高于低阻值的高电阻短路故障的检测。

本发明的目的是这样来达到的，一种基于压电陶瓷变压器的低压断路器主接线绝缘预检装置，其特征在于：包括压电陶瓷变压器高压发生电路、压电陶瓷变压器谐振驱动电路、压电陶瓷变压器谐振检测电路、短路探测传感电路以及主测控电路，所述的压电陶瓷变压器高压发生电路与压电陶瓷变压器谐振驱动电路、压电陶瓷变压器谐振检测电路以及短路探测传感电路连接，压电陶瓷变压器谐振驱动电路与短路探测传感电路以及主测控电路连接，主测控电路与压电陶瓷变压器谐振检测电路以及短路探测传感电路连接，并通过数据输出端向用户传输数据，短路探测传感电路与接入电网的低压断路器QF的负载侧连接。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的压电陶瓷变压器高压发生电路包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电阻R201、第二电阻R202、第三电阻R203、第一电容C201、第二电容C202、第三电容C203、第四电容C204、第一二极管D201、第二二极管D202、第三二极管D203、第四二极管D204、第一MOS管VT1、第二MOS管VT2以及压电陶瓷变压器PZT，其中，压电陶瓷变压器PZT采用Rosen型压电变压器，所述的第一MOS管VT1的栅极和第二MOS管VT2的栅极分别为压电陶瓷变压器高压发生电路的G1接线端和G2接线端，所述的G1接线端和G2接线端均与所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路连接，第一MOS管VT1的漏极与第一电感L1的一端、第一电阻R201的一端以及第三电感L3的一端连接，第一电阻R201的另一端与第二电阻R202的一端连接，并作为fv电压信号输出端连接所述的压电陶瓷变压器谐振检测电路，第二电阻R202的另一端与第二电感L2的一端、第二MOS管VT2的漏极以及第三电阻R203的一端连接，并作为fo电压信号输出端连接压电陶瓷变压器谐振检测电路，第三电阻R203的另一端、压电陶瓷变压器PZT的公共端E2、第一二极管D201的正极以及第二电容C202的一端共同接地，并共同作为fi电压信号输出端连接压电陶瓷变压器谐振检测电路，压电陶瓷变压器PZT的输入端E1与第三电感L3的另一端连接，压电陶瓷变压器PZT的高电压输出端E3与第一电容C201的一端连接，第一电容C201的另一端与第一二极管D201的负极、第二二极管D202的正极以及第三电容C203的一端连接，第二二极管D202的负极与第二电容C202的另一端、第三二极管D203的正极以及第四电容C204的一端连接，第三二极管D203的负极与第三电容C203的另一端以及第四二极管D204的正极连接，第四二极管D204的负极与第四电容C204的另一端连接，并作为U+电压输出端连接短路探测传感电路，第一电感L1的另一端与第二电感L2的另一端共同接直流电源VCC，第一MOS管VT1的源极和第二MOS管VT2的源极共同接地。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路包括第四电阻R301、第五电阻R302、第六电阻R303、第七电阻R304、第八电阻R305、第九电阻R306、第五电容C301、第六电容C302、第七电容C303、脉宽调制器IC301、第一数字电位器IC302以及第二数字电位器IC303，其中，所述的脉宽调制器IC301为TL494，第一数字电位器IC302和第二数字电位器IC303为X9C104，第四电阻R301的一端、第五电阻R302的一端依次连接所述的压电陶瓷变压器高压发生电路的G1接线端和G2接线端，第四电阻R301的另一端连接脉宽调制器IC301的9脚，第五电阻R302的另一端连接脉宽调制器IC301的10脚，脉宽调制器IC301的1脚连接短路探测传感电路，第五电容C301的一端连接脉宽调制器IC301的5脚，脉宽调制器IC301的4脚与第六电阻R303的一端以及第七电容C303的一端连接，第七电容C303的另一端与脉宽调制器IC301的13、14脚以及第七电阻R304的一端连接，第七电阻R304的另一端与脉宽调制器IC301的2脚、第九电阻R306的一端以及第六电容C302的一端连接，第九电阻R306的另一端与脉宽调制器IC301的3脚以及第八电阻R305的一端连接，第八电阻R305的另一端与第六电容C302的另一端连接，脉宽调制器IC301的6脚与第一数字电位器IC302的3、5脚连接，第一数字电位器IC302的6脚与第二数字电位器IC303的3、5脚连接，第一数字电位器IC302的1、2、9脚、第二数字电位器IC303的1、2、9脚连接所述的主测控电路，脉宽调制器IC301的8、11、12脚共同连接+12V直流电源，第一数字电位器IC302的8脚和第二数字电位器IC303的8脚共同连接+5V直流电源，第五电容C301的另一端、第六电阻R303的另一端、脉宽调制器IC301的7、15、16脚、第一数字电位器IC302的4脚以及第二数字电位器IC303的4、6脚共同接地。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的压电陶瓷变压器谐振检测电路包括第一电压比较器IC401A、第二电压比较器IC401B、第一反相器IC402A、第二反相器IC402B、触发器IC403以及异或门IC404，其中，第一电压比较器IC401A和第二电压比较器IC401B为LM339，第一反相器IC402A和第二反相器IC402B为74LS04，触发器IC403为74LS74，异或门IC404为74LS86，所述的第一电压比较器IC401A的4脚连接所述的压电陶瓷变压器高压发生电路的fi电压信号输出端，所述的第二电压比较器IC401B的6脚连接压电陶瓷变压器高压发生电路的fv电压信号输出端，第一电压比较器IC401A的5脚和第二电压比较器IC401B的7脚共同连接压电陶瓷变压器高压发生电路的fo电压信号输出端，第一电压比较器IC401A的2脚连接第一反相器IC402A的1脚，第一反相器IC402A的2脚与触发器IC403的2脚以及异或门IC404的2脚连接，第二电压比较器IC401B的1脚与第二反相器IC402B的3脚连接，第二反相器IC402B的4脚与触发器IC403的3脚以及异或门IC404的1脚连接，触发器IC403的5脚以及异或门IC404的3脚与主测控电路连接，第一电压比较器IC401A的3脚、第一反相器IC402A的14脚、触发器IC403的1、4、14脚以及异或门IC404的14脚共同接+5V直流电源，第一电压比较器IC401A的12脚、第一反相器IC402A的7脚、触发器IC403的7脚以及异或门IC404的7脚共同接地。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的短路探测传感电路包括第十电阻R501、第十一电阻R502、第十二电阻R503、第十三电阻R504、第十四电阻R505、第十五电阻R506、第十六电阻R507、第十七电阻R508、变阻器RP501、仪表放大器IC501、第一光电耦合器IC502、第二光电耦合器IC503、第一达林顿管IC504、第二达林顿管IC505、第三反相器IC402C、第四反相器IC402D、第一微型继电器线圈J1、第二微型继电器线圈J2、第三微型继电器线圈J3、第四微型继电器线圈J4、第五微型继电器线圈J5、第六微型继电器线圈J6、第七微型继电器线圈J7、第八微型继电器线圈J8、第九微型继电器线圈J9、与第一微型继电器线圈J1对应的第一常开触点K1、与第二微型继电器线圈J2对应的第二常开触点K2、与第三微型继电器线圈J3对应的第三常开触点K3-1、常闭触点K3-2、与第四微型继电器线圈J4对应的第四常开触点KA、与第五微型继电器线圈J5对应的第五常开触点KN、与第六微型继电器线圈J6对应的第六常开触点KB1、与第七微型继电器线圈J7对应的第七常开触点KB2、与第八微型继电器线圈J8对应的第八常开触点KC1以及与第九微型继电器线圈J9对应的第九常开触点KC2，其中，仪表放大器IC501为INA118，第一光电耦合器IC502、第二光电耦合器IC503为4N25，第一达林顿管IC504、第二达林顿管IC505为ULN2003A，第三反相器IC402C、第四反相器IC402D为74LS04，仪表放大器IC501的6脚作为Uf测试电压反馈端，与所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路的脉宽调制器IC301的1脚连接，仪表放大器IC501的1脚与第十七电阻R508的一端连接，第十七电阻R508的另一端与变阻器RP501的一端连接，变阻器RP501的另一端、滑动端共同连接仪表放大器IC501的8脚，仪表放大器IC501的2脚与第十电阻R501的一端以及第十一电阻R502的一端连接，并作为Vref短路电压探测端连接所述的主测控电路，第十电阻R501的另一端与常闭触点K3-2的一端共同连接所述的压电陶瓷变压器高压发生电路的U+电压输出端，常闭触点K3-2的另一端与第四常开触点KA的一端、第六常开触点KB1的一端、第八常开触点KC1的一端以及第三常开触点K3-1的一端连接，第四常开触点KA的另一端与第二常开触点K2的一端连接，并连接至低压断路器QF负载侧的第一相线LA，第二常开触点K2的另一端与第十四电阻R505的一端连接，第十四电阻R505的另一端与第一光电耦合器IC502的1脚连接，第一光电耦合器IC502的5脚与第十三电阻R504的一端以及第四反相器IC402D的9脚连接，第四反相器IC402D的8脚作为T2触点测试反馈端与主测控电路连接，第六常开触点KB1的另一端与第七常开触点KB2的一端连接，并连接至低压断路器QF负载侧的第二相线LB，第七常开触点KB2的另一端与第九常开触点KC2的一端、第五常开触点KN的一端以及第十二电阻R503的一端连接，并作为Vin短路电压探测端与主测控电路连接，第八常开触点KC1的另一端与第九常开触点KC2的另一端连接，并连接至低压断路器QF负载侧的第三相线LC，第五常开触点KN的另一端与第一常开触点K1的一端连接，并连接至电网的中性线LN，第一常开触点K1的另一端与第十五电阻R506的一端连接，第十五电阻R506的另一端与第二光电耦合器IC503的1脚连接，第二光电耦合器IC503的5脚与第十六电阻R507的一端以及第三反相器IC402C的5脚连接，第三反相器IC402C的6脚作为T1触点测试反馈端与主测控电路连接，第一微型继电器线圈J1的一端、第二微型继电器线圈J2的一端、第三微型继电器线圈J3的一端分别与第一达林顿管IC504的16、15、14脚连接，第四微型继电器线圈J4的一端、第五微型继电器线圈J5的一端、第六微型继电器线圈J6的一端、第七微型继电器线圈J7的一端、第八微型继电器线圈J8的一端、第九微型继电器线圈J9的一端分别与第二达林顿管IC505的16、15、14、13、12、11脚连接，第一达林顿管IC504的1、2、3脚以及第二达林顿管IC505的1～6脚分别为第一微型继电器控制端KZ1、第二微型继电器控制端KZ2、第三微型继电器控制端KZ3、第四微型继电器控制端KZA、第五微型继电器控制端KZN、第六微型继电器控制端KZB1、第七微型继电器控制端KZB2、第八微型继电器控制端KZC1、第九微型继电器控制端KZC2，所述的第一微型继电器控制端KZ1、第二微型继电器控制端KZ2、第三微型继电器控制端KZ3、第四微型继电器控制端KZA、第五微型继电器控制端KZN、第六微型继电器控制端KZB1、第七微型继电器控制端KZB2、第八微型继电器控制端KZC1以及第九微型继电器控制端KZC2与主测控电路连接，第一微型继电器线圈J1的另一端、第二微型继电器线圈J2的另一端、第三微型继电器线圈J3的另一端、第四微型继电器线圈J4的另一端、第五微型继电器线圈J5的另一端、第六微型继电器线圈J6的另一端、第七微型继电器线圈J7的另一端、第八微型继电器线圈J8的另一端、第九微型继电器线圈J9的另一端、第一达林顿管IC504的9脚以及第二达林顿管IC505的9脚共同接+12V直流电源，第三常开触点K3-1的另一端、仪表放大器IC501的7脚、第十三电阻R504的另一端以及第十六电阻R507的另一端共同接+5V直流电源，仪表放大器IC501的4脚接-5V直流电源，仪表放大器IC501的3、5脚、第一光电耦合器IC502的2、4脚、第二光电耦合器IC503的2、4脚、第一达林顿管IC504的8脚、第二达林顿管IC505的8脚、第十一电阻R502的另一端以及第十二电阻R503的另一端共同接地。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的主测控电路包括模数转换器IC601、微处理器IC602、移位寄存器IC603、第一与门IC604、第二与门IC605、第一晶振CT601、第二晶振CT602、第八电容C601、第九电容C602、第十电容C603、第十一电容C604、第十二电容C605、第十三电容C606、第十八电阻R601以及第十九电阻R602，其中，模数转换器IC601为ICL7109，微处理器IC602为AT89C52，移位寄存器IC603为74LS164，第一与门IC604和第二与门IC605为74LS32，所述的第八电容C601的一端与模数转换器IC601的37脚连接，所述的第八电容C601的另一端与模数转换器IC601的38脚连接，第九电容C602的一端与模数转换器IC601的32脚连接，第九电容C602的另一端与第十电容C603的一端以及第十八电阻R601的一端连接，第十电容C603的另一端连接模数转换器IC601的31脚，第十八电阻R601的另一端连接模数转换器IC601的30脚，第一晶振CT601的一端与模数转换器IC601的23脚连接，第一晶振CT601的另一端与模数转换器IC601的22脚连接，模数转换器IC601的8、16脚共同连接微处理器IC602的39脚，模数转换器IC601的7、15脚共同连接微处理器IC602的38脚，模数转换器IC601的6、14脚共同连接微处理器IC602的37脚，模数转换器IC601的5、13脚共同连接微处理器IC602的36脚，模数转换器IC601的4、18、19、2、9、10、11、12脚分别连接微处理器IC602的1、2、3、4、32、33、34、35脚，微处理器IC602的12、13脚分别为MP3.2接线端和MP3.3接线端，所述的MP3.2接线端与所述的压电陶瓷变压器谐振检测电路中的异或门IC404的3脚连接，所述的MP3.3接线端与压电陶瓷变压器谐振检测电路中的触发器IC403的5脚连接，微处理器IC602的10脚与移位寄存器IC603的1、2脚连接，微处理器IC602的11、14脚分别与移位寄存器IC603的8、9脚连接，微处理器IC602的18脚与第二晶振CT602的一端以及第十一电容C604的一端连接，第二晶振CT602的另一端与微处理器IC602的19脚以及第十二电容C605的一端连接，微处理器IC602的9脚与第十三电容C606的一端以及第十九电阻R602的一端连接，微处理器IC602的17脚与第一与门IC604的2、5、10、13脚以及第二与门IC605的2、5、10、13脚连接，第一与门IC604的1、4、9、12脚分别与移位寄存器IC603的3、4、5、6脚连接，移位寄存器IC603的10、11、12、13脚分别与第二与门IC605的1、4、9、12脚连接，模数转换器IC601的35脚连接所述的短路探测传感电路的Vin短路电压探测端，模数转换器IC601的34脚连接短路探测传感电路的Vref短路电压探测端，微处理器IC602的15脚连接短路探测传感电路的T1触点测试反馈端，微处理器IC602的16脚连接短路探测传感电路的T2触点测试反馈端，微处理器IC602的21、22、23脚、第一与门IC604的3、6、8、11脚以及第二与门IC605的3、6脚分别连接短路探测传感电路的第一微型继电器控制端KZ1、第二微型继电器控制端KZ2、第三微型继电器控制端KZ3、第六微型继电器控制端KZB1、第七微型继电器控制端KZB2、第八微型继电器控制端KZC1、第九微型继电器控制端KZC2、第四微型继电器控制端KZA以及第五微型继电器控制端KZN，微处理器IC602的25、26、27、28脚分别为MP2.4、MP2.5、MP2.6、MP2.7接线端，所述的MP2.4接线端与所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路的第二数字电位器IC303的9脚连接，所述的MP2.5接线端与压电陶瓷变压器谐振驱动电路的第一数字电位器IC302的9脚连接，所述的MP2.6接线端与所述的第二数字电位器IC303的2脚以及第一数字电位器IC302的2脚连接，所述的MP2.7接线端与所述的第二数字电位器IC303的1脚以及第一数字电位器IC302的1脚连接，微处理器IC602的5、6、7、8脚分别为用于向用户传输数据的DATA1、DATA2、DATA3、DATA4数据输出端，模数转换器IC601的36、26、40、17脚、微处理器IC602的40、31脚、第十三电容C606的另一端、移位寄存器IC603的14脚、第一与门IC604的14脚以及第二与门IC605的14脚共同接+5V直流电源，模数转换器IC601的28脚连接-5V直流电源，模数转换器IC601的39、33、21、1、20、24脚、第十一电容C604的另一端、第十二电容C605的另一端、第十九电阻R602的另一端、微处理器IC602的20脚、移位寄存器IC603的7脚、第一与门IC604的7脚以及第二与门IC605的7脚共同接地。

本发明由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果是：通过压电陶瓷变压器高压发生电路产生测试用的高电压，该电压等于或略高于被测线路的绝缘电压等级，可实现低压断路器负载侧主接线的对地绝缘电阻和相间绝缘电阻的高压测量，既能检测出低电阻短路故障又能检测出低于正常值但高于低阻值的高电阻短路故障，且预检可靠。

附图说明

图1为本发明的电原理框图。

图2为本发明所述的压电陶瓷变压器高压发生电路1的电原理图。

图3为本发明所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路2的电原理图。

图4为本发明所述的压电陶瓷变压器谐振检测电路3的电原理图。

图5为本发明所述的短路探测传感电路4的电原理图。

图6为本发明所述的主测控电路5的电原理图。

具体实施方式

为了使公众能充分了解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

请参阅图1，一种基于压电陶瓷变压器的低压断路器主接线绝缘预检装置，包括压电陶瓷变压器高压发生电路1、压电陶瓷变压器谐振驱动电路2、压电陶瓷变压器谐振检测电路3、短路探测传感电路4以及主测控电路5。所述的压电陶瓷变压器高压发生电路1与压电陶瓷变压器谐振驱动电路2、压电陶瓷变压器谐振检测电路3以及短路探测传感电路4连接，压电陶瓷变压器谐振驱动电路2与短路探测传感电路4以及主测控电路5连接，主测控电路5与压电陶瓷变压器谐振检测电路3以及短路探测传感电路4连接，并通过数据输出端向用户传输被测线路的相关数据，短路探测传感电路4通过测试开关QK分别与低压断路器QF负载侧的A、B、C相线以及N线连接。

请参阅图2，所述的压电陶瓷变压器高压发生电路1包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电阻R201、第二电阻R202、第三电阻R203、第一电容C201、第二电容C202、第三电容C203、第四电容C204、第一二极管D201、第二二极管D202、第三二极管D203、第四二极管D204、第一MOS管VT1、第二MOS管VT2以及压电陶瓷变压器PZT，其中，压电陶瓷变压器PZT采用Rosen型压电变压器，其具有三个接线端，分别为输入端、公共端和高电压输出端，此处设压电陶瓷变压器PZT的输入端为E1，公共端为E2，高电压输出端为E3，第一MOS管VT1、第二MOS管VT2为N沟道MOS管。所述的G1接线端和G2接线端与所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路2连接；所述的fv、fo、fi电压信号输出端与所述的压电陶瓷变压器谐振检测电路3连接；所述的U+电压输出端与所述的短路探测传感电路4连接，U+电压输出端的电压值等于或略高于被测线路的绝缘电压等级。

请继续参阅图2，所述的G1接线端和G2接线端与所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路2连接，压电陶瓷变压器谐振驱动电路2控制所述的第一MOS管VT1、第二MOS管VT2导通或截止。当第一MOS管VT1截止、第二MOS管VT2导通时，直流电源VCC经第一电感L1、第三电感L3、压电陶瓷变压器PZT的输入端E1、公共端E2、第三电阻R203、第二MOS管VT2形成压电陶瓷变压器PZT的输入端正向充电回路，该电路采用的直流电源VCC的取值范围为12V～24V；当第一MOS管VT1和第二MOS管VT2均导通时，压电陶瓷变压器PZT的输入端E1经第三电感L3、第一MOS管VT1、第二MOS管VT2、第三电阻R203，至压电陶瓷变压器PZT的公共端E2，形成压电陶瓷变压器PZT的输入端正向充电后的放电回路；当第一MOS管VT1导通、第二MOS管VT2截止时，直流电源VCC经第二电感L2、第三电阻R203、压电陶瓷变压器PZT的公共端E2、输入端E1、第三电感L3、第一MOS管VT1，形成压电陶瓷变压器PZT的输入端反向充电回路；当第一MOS管VT1和第二MOS管VT2再次共同导通时，压电陶瓷变压器PZT的公共端E2经第三电阻R203、第二MOS管VT2、第一MOS管VT1、第三电感L3，至压电陶瓷变压器PZT的输入端E1，形成压电陶瓷变压器PZT的输入端反向充电后的放电回路。压电陶瓷变压器PZT包括驱动部分和发电部分，驱动部分作为输入端，发电部分作为输出端。在上述的正向充电、放电和反向充电、放电过程中，压电陶瓷变压器PZT需要在输入端加上交变电压。当交变电压的频率等于压电陶瓷变压器PZT的固有频率时，压电陶瓷变压器PZT处于谐振状态。由于逆压电效应，压电陶瓷变压器PZT沿长度方向发生伸缩振动，将输入的电能转换为机械能，此时压电陶瓷变压器PZT的发电部分通过正压电效应，将机械能转换为电能，压电陶瓷变压器PZT的升压比与发电部分的长度成正比、与发电部分的厚度成反比，由于压电陶瓷变压器PZT的长度远大于厚度，因此其输出端电压远大于输入端电压，且输出端阻抗远大于输入端阻抗。此处，压电陶瓷变压器PZT的高电压输出端E3与第一电容C201、第二电容C202、第三电容C203、第四电容C204、第一二极管D201、第二二极管D202、第三二极管D203以及第四二极管D204组成倍压整流电路，将输出的交流高电压转换为直流高电压，通过U+电压输出端输出。在该电路中，第一电阻R201和第二电阻R202构成一分压电路，所述的分压电路通过fv电压信号输出端输出fv电压信号，另外，通过第三电阻R203将回路电流转换为fi电压信号并经fi电压信号输出端输出，所述的fv电压信号与压电陶瓷变压器PZT输入端上的交变电压同频率同相位，所述的fi电压信号与压电陶瓷变压器PZT输入回路的电流同频率同相位，fo电压信号输出端接地，fo电压信号输出端是fv电压信号输出端、fi电压信号输出端以及U+电压输出端的公共参考端。

请参阅图3，所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路2包括第四电阻R301、第五电阻R302、第六电阻R303、第七电阻R304、第八电阻R305、第九电阻R306、第五电容C301、第六电容C302、第七电容C303、脉宽调制器IC301、第一数字电位器IC302以及第二数字电位器IC303，其中，所述的脉宽调制器IC301为TL494，第一数字电位器IC302和第二数字电位器IC303为X9C104。第四电阻R301的一端、第五电阻R302的一端分别连接所述的压电陶瓷变压器高压发生电路1的G1接线端和G2接线端，脉宽调制器IC301通过第五电容C301(定时电容)和6脚连接的“电阻”共同确定振荡周期，并通过所述的G1、G2接线端向所述的压电陶瓷变压器高压发生电路1发出控制脉冲。此处，在脉宽调制器IC301的6脚连接有串联连接的第一数字电位器IC302和第二数字电位器IC303，第一数字电位器IC302的1、2、9脚、第二数字电位器IC303的1、2、9脚连接所述的主测控电路5，主测控电路5对第一数字电位器IC302和第二数字电位器IC303的电阻值进行设置，由此可实现电阻值的初调和细调。脉宽调制器IC301的1脚连接短路探测传感电路4，接收能够反映压电陶瓷变压器高压发生电路1的U+电压输出端的直流高电压值的信号。

请参阅图4，所述的压电陶瓷变压器谐振检测电路3包括第一电压比较器IC401A、第二电压比较器IC401B、第一反相器IC402A、第二反相器IC402B、触发器IC403以及异或门IC404，其中，第一电压比较器IC401A、第二电压比较器IC401B为LM339，第一反相器IC402A、第二反相器IC402B为74LS04，触发器IC403为74LS74，异或门IC404为74LS86。所述的第一电压比较器IC401A的4脚、第二电压比较器IC401B的6脚分别连接所述的压电陶瓷变压器高压发生电路1的fi、fv电压信号输出端，第一电压比较器IC401A的5脚和第二电压比较器IC401B的7脚共同连接压电陶瓷变压器高压发生电路1的fo电压信号输出端，第一电压比较器IC401A的2脚连接第一反相器IC402A的1脚，第一反相器IC402A的2脚与触发器IC403的2脚以及异或门IC404的2脚连接，第二电压比较器IC401B的1脚与第二反相器IC402B的3脚连接，第二反相器IC402B的4脚与触发器IC403的3脚以及异或门IC404的1脚连接，触发器IC403的5脚、异或门IC404的3脚与主测控电路5连接，第一电压比较器IC401A的3脚、第一反相器IC402A的14脚、触发器IC403的1、4、14脚以及异或门IC404的14脚共同接+5V直流电源，第一电压比较器IC401A的12脚、第一反相器IC402A的7脚、触发器IC403的7脚以及异或门IC404的7脚共同接地。所述的第一电压比较器IC401A和第二电压比较器IC401B分别将由所述的压电陶瓷变压器高压发生电路1提供的fi、fv电压信号从交流信号调制成方波信号。异或门IC404对所述的两路方波信号进行异或运算，由其3脚输出的脉冲的宽度即为fv电压信号和fi电压信号的相位差。将fv电压信号对应的方波信号作为触发器IC403的时钟信号，将fi电压信号对应的方波信号作为触发器IC403的输入信号，将触发器IC403设为时钟上升沿有效。当触发器IC403的5脚输出为低电平时，表明fv电压信号超前fi电压信号；当触发器IC403的5脚输出为高电平时，表明fi电压信号超前fv电压信号。如果异或门IC404的3脚无脉冲输出，则表明fv电压信号和fi电压信号同相位，此时压电陶瓷变压器PZT处于谐振状态。

请参阅图5，所述的短路探测传感电路4包括第十电阻R501、第十一电阻R502、第十二电阻R503、第十三电阻R504、第十四电阻R505、第十五电阻R506、第十六电阻R507、第十七电阻R508、变阻器RP501、仪表放大器IC501、第一光电耦合器IC502、第二光电耦合器IC503、第一达林顿管IC504、第二达林顿管IC505、第三反相器IC402C、第四反相器IC402D、第一微型继电器线圈J1、第二微型继电器线圈J2、第三微型继电器线圈J3、第四微型继电器线圈J4、第五微型继电器线圈J5、第六微型继电器线圈J6、第七微型继电器线圈J7、第八微型继电器线圈J8、第九微型继电器线圈J9、与第一微型继电器线圈J1对应的第一常开触点K1、与第二微型继电器线圈J2对应的第二常开触点K2、与第三微型继电器线圈J3对应的第三常开触点K3-1、常闭触点K3-2、与第四微型继电器线圈J4对应的第四常开触点KA、与第五微型继电器线圈J5对应的第五常开触点KN、与第六微型继电器线圈J6对应的第六常开触点KB1、与第七微型继电器线圈J7对应的第七常开触点KB2、与第八微型继电器线圈J8对应的第八常开触点KC1以及与第九微型继电器线圈J9对应的第九常开触点KC2，其中，仪表放大器IC501为INA118，第一光电耦合器IC502、第二光电耦合器IC503为4N25，第一达林顿管IC504、第二达林顿管IC505为ULN2003A，第三反相器IC402C、第四反相器IC402D为74LS04。仪表放大器IC501的6脚作为Uf测试电压反馈端，与所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路2的脉宽调制器IC301的1脚连接，仪表放大器IC501的2脚与第十电阻R501的一端以及第十一电阻R502的一端连接，并作为Vref短路电压探测端连接所述的主测控电路5，第十电阻R501的另一端与常闭触点K3-2的一端共同连接所述的压电陶瓷变压器高压发生电路1的U+电压输出端，常闭触点K3-2的另一端与第四常开触点KA的一端、第六常开触点KB1的一端、第八常开触点KC1的一端以及第三常开触点K3-1的一端连接，第四常开触点KA的另一端与第二常开触点K2的一端连接，并连接至低压断路器QF负载侧的第一相线LA，第二常开触点K2的另一端与第十四电阻R505的一端连接，第十四电阻R505的另一端与第一光电耦合器IC502的1脚连接，第一光电耦合器IC502的5脚与第十三电阻R504的一端以及第四反相器IC402D的9脚连接，第四反相器IC402D的8脚作为T2触点测试反馈端与主测控电路5连接，第六常开触点KB1的另一端与第七常开触点KB2的一端连接，并连接至低压断路器QF负载侧的第二相线LB，第七常开触点KB2的另一端与第九常开触点KC2的一端、第五常开触点KN的一端以及第十二电阻R503的一端连接，并作为Vin短路电压探测端与主测控电路5连接，第八常开触点KC1的另一端与第九常开触点KC2的另一端连接，并连接至低压断路器QF负载侧的第三相线LC，第五常开触点KN的另一端与第一常开触点K1的一端连接，并连接至电网的中性线LN，第三反相器IC402C的6脚作为T1触点测试反馈端与主测控电路5连接，第一达林顿管IC504的1、2、3脚以及第二达林顿管IC505的1～6脚分别为第一微型继电器控制端KZ1、第二微型继电器控制端KZ2、第三微型继电器控制端KZ3、第四微型继电器控制端KZA、第五微型继电器控制端KZN、第六微型继电器控制端KZB1、第七微型继电器控制端KZB2、第八微型继电器控制端KZC1、第九微型继电器控制端KZC2，所述的第一微型继电器控制端KZ1、第二微型继电器控制端KZ2、第三微型继电器控制端KZ3、第四微型继电器控制端KZA、第五微型继电器控制端KZN、第六微型继电器控制端KZB1、第七微型继电器控制端KZB2、第八微型继电器控制端KZC1、第九微型继电器控制端KZC2与主测控电路5连接。

请继续参阅图5，所述的主测控电路5通过第一达林顿管IC504的第一微型继电器控制端KZ1、第二微型继电器控制端KZ2、第三微型继电器控制端KZ3分别对第一微型继电器线圈J1、第二微型继电器线圈J2以及第三微型继电器线圈J3进行控制；通过第二达林顿管IC505的第四微型继电器控制端KZA、第五微型继电器控制端KZN、第六微型继电器控制端KZB1、第七微型继电器控制端KZB2、第八微型继电器控制端KZC1、第九微型继电器控制端KZC2分别对第四微型继电器线圈J4、第五微型继电器线圈J5、第六微型继电器线圈J6、第七微型继电器线圈J7、第八微型继电器线圈J8以及第九微型继电器线圈J9进行控制。在本实施例中，将各微型继电器设置成当控制端为高电平时，线圈吸合，对应常开触点闭合、常闭触点断开；在控制端为低电平时，线圈释放，对应常开触点断开、常闭触点闭合。所述的短路探测传感电路4连接所述的压电陶瓷变压器高压发生电路1的U+电压输出端，所述的U+电压输出端与Vin短路电压探测端用于连接被测线路绝缘电阻。第十电阻R501、第十一电阻R502、第十二电阻R503和被测电阻构成绝缘电阻检测电桥，U+电压输出端的直流高电压经第十电阻R501和第十一电阻R502分压后，在分压处引出Vref短路电压探测端，同时，U+电压输出端的直流高电压经被测电阻和第十二电阻R503分压后，在分压处引出Vin短路电压探测端。在U+电压输出端的直流高电压稳定且第十电阻R501、第十一电阻R502、第十二电阻R503阻值确定的情况下，被测线路绝缘电阻值将决定Vref短路电压探测端和Vin短路电压探测端之间的电压值，即Vref、Vin短路电压探测端之间的电压值与被测线路绝缘电阻值相对应；另一方面，能够反映U+电压输出端的直流高电压值的Vref短路电压探测端的电压值，经仪表放大器IC501变换为能够被压电陶瓷变压器谐振驱动电路2接收的电压信号，该电压信号经Uf测试电压反馈端输出。第四常开触点KA、第六常开触点KB1、第八常开触点KC1、第七常开触点KB2、第九常开触点KC2以及第五常开触点KN用于选择线路绝缘检测通道，当第四常开触点KA和第五常开触点KN闭合且其余触点无动作时，电网的第一相线LA连接到U+电压输出端，电网的中性线LN连接Vin短路电压探测端，此时的被测电阻是第一相线LA和中性线LN之间的绝缘电阻；当第六常开触点KB1和第五常开触点KN闭合且其余触点无动作时，电网的第二相线LB连接U+电压输出端，电网的中性线LN连接Vin短路电压探测端，此时的被测电阻是第二相线LB和中性线N之间的绝缘电阻；当第八常开触点KC1和第五常开触点KN闭合且其余触点无动作时，电网的第三相线LC连接U+电压输出端，电网的中性线LN连接Vin短路电压探测端，此时的被测电阻是第三相线LC和中性线N之间的绝缘电阻；当第四常开触点KA和第七常开触点KB2闭合且其余触点无动作时，第一相线LA连接U+电压输出端，第二相线LB连接Vin短路电压探测端，此时的被测电阻是第一相线LA和第二相线LB之间的绝缘电阻；当第四常开触点KA和第九常开触点KC2闭合且其余触点无动作时，第一相线LA连接U+电压输出端，第三相线LC连接Vin短路电压探测端，此时的被测电阻是第一相线LA和第三相线LC之间的绝缘电阻；当第六常开触点KB1和第九常开触点KC2闭合且其余触点无动作时，第二相线LB连接U+电压输出端，第三相线LC连接Vin短路电压探测端，此时的被测电阻是第二相线LB和第三相线LC之间的绝缘电阻。为保证线路绝缘检测通道选择的有效性，短路探测传感电路4被设置成事先对第四常开触点KA、第六常开触点KB1、第八常开触点KC1、第七常开触点KB2、第九常开触点KC2、第五常开触点KN以及常闭触点K3-2的可靠性进行验证，该验证通过第一常开触点K1、第二常开触点K2、第三常开触点K3-1、第一光电耦合器IC502、第二光电耦合器IC503、第三反相器IC402C以及第四反相器IC402D的组合判断来实现。具体而言，当常闭触点K3-2闭合、第四常开触点KA、第二常开触点K2闭合且其余触点断开时，若T2触点测试反馈端输出高电平，则表示常闭触点K3-2和第四常开触点KA工作正常，反之则表示常闭触点K3-2和第四常开触点KA的工作可靠性不确定；当第三常开触点K3-1、第六常开触点KB1、第七常开触点KB2、第五常开触点KN、第一常开触点K1闭合且其余触点断开时，若T1触点测试反馈端输出高电平，则表示第六常开触点KB1、第七常开触点KB2以及第五常开触点KN工作正常，反之则表示第六常开触点KB1、第七常开触点KB2、第五常开触点KN的工作可靠性不确定；当第三常开触点K3-1、第八常开触点KC1、第九常开触点KC2、第五常开触点KN以及第一常开触点K1闭合且其余触点断开时，若T1触点测试反馈端输出高电平，则表示第八常开触点KC1、第九常开触点KC2以及第五常开触点KN工作正常，反之则表示第八常开触点KC1、第九常开触点KC2以及第五常开触点KN的工作可靠性不确定。

请参阅图6，所述的主测控电路5包括模数转换器IC601、微处理器IC602、移位寄存器IC603、第一与门IC604、第二与门IC605、第一晶振CT601、第二晶振CT602、第八电容C601、第九电容C602、第十电容C603、第十一电容C604、第十二电容C605、第十三电容C606、第十八电阻R601以及第十九电阻R602，其中，模数转换器IC601为ICL7109，微处理器IC602为AT89C52，移位寄存器IC603为74LS164，第一与门IC604和第二与门IC605为74LS32。微处理器IC602的12、13脚分别为MP3.2接线端和MP3.3接线端，所述的MP3.2接线端和MP3.3接线端分别与所述的压电陶瓷变压器谐振检测电路3中的异或门IC404的3脚、触发器IC403的5脚连接。模数转换器IC601的35、34脚分别连接所述的短路探测传感电路4的Vin短路电压探测端、Vref短路电压探测端。微处理器IC602的15、16脚分别连接短路探测传感电路4的T1、T2触点测试反馈端。微处理器IC602的21、22、23脚、第一与门IC604的3、6、8、11脚以及第二与门IC605的3、6脚分别连接短路探测传感电路4的第一微型继电器控制端KZ1、第二微型继电器控制端KZ2、第三微型继电器控制端KZ3、第六微型继电器控制端KZB1、第七微型继电器控制端KZB2、第八微型继电器控制端KZC1、第九微型继电器控制端KZC2、第四微型继电器控制端KZA以及第五微型继电器控制端KZN。微处理器IC602的25、26、27、28脚分别为MP2.4、MP2.5、MP2.6、MP2.7接线端，所述的MP2.4、MP2.5接线端分别与所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路2的第二数字电位器IC303的9脚以及第一数字电位器IC302的9脚连接，所述的MP2.6接线端与所述的第二数字电位器IC303的2脚以及第一数字电位器IC302的2脚连接，所述的MP2.7接线端与所述的第二数字电位器IC303的1脚以及第一数字电位器IC302的1脚连接，微处理器IC602的5、6、7、8脚分别为用于向用户传输数据的DATA1、DATA2、DATA3、DATA4数据输出端，用于向本装置的使用者提供相关的绝缘检测数据。

请继续参阅图6，所述的微处理器IC602通过MP3.2接线端和MP3.3接线端从所述的压电陶瓷变压器谐振检测电路3接收信号，MP3.2接线端的脉冲宽度即为所述的压电陶瓷变压器高压发生电路1中的压电陶瓷变压器PZT的输入回路电压和电流信号的相位差。当MP3.2接线端的脉冲宽度为零时，表示压电陶瓷变压器PZT的输入回路处于谐振状态；当MP3.2接线端的脉冲宽度不为零时，此时的脉冲宽度表示压电陶瓷变压器PZT的输入回路偏离谐振状态的程度，而MP3.3接线端的信号可示出压电陶瓷变压器PZT的输入回路偏离谐振的性质，当MP3.3接线端的信号为低电平时，表示电压超前电流，当MP3.3接线端的信号为高电平时，表示电流超前电压。微处理器IC602通过MP2.4、MP2.5、MP2.6、MP2.7接线端设置压电陶瓷变压器谐振驱动电路2中的第一数字电位器IC302以及第二数字电位器IC303的电阻值，对所述的脉宽调制器IC301的振荡周期进行调节，脉宽调制器IC301通过G1、G2接线端将压电陶瓷变压器高压发生电路1中的压电陶瓷变压器输入端交变电压的频率调整到压电陶瓷变压器PZT的固有频率，使压电陶瓷变压器PZT的输入回路调整到谐振状态。微处理器IC602以串行方式向移位寄存器IC603输出用来控制短路探测传感电路4中的第四微型继电器线圈J4、第五微型继电器线圈J5、第六微型继电器线圈J6、第七微型继电器线圈J7、第八微型继电器线圈J8以及第九微型继电器线圈J9的命令，即通道选择命令，第一与门IC604和第二与门IC605用于锁存该命令。微处理器IC602通过21、22、23脚输出用来控制短路探测传感电路4中的第一微型继电器线圈J1、第二微型继电器线圈J2以及第三微型继电器线圈J3的命令。微处理器IC602的15、16脚分别连接短路探测传感电路4的T1、T2触点测试反馈端，通过T1、T2触点测试反馈端来判断短路探测传感电路4中常闭触点K3-2、第四常开触点KA、第五常开触点KN、第六常开触点KB1、第七常开触点KB2、第八常开触点KC1以及第九常开触点KC2的可靠性。模数转换器IC601将由短路探测传感电路4的Vref短路电压探测端、Vin短路电压探测端发送的反映被测线路绝缘电阻值的电压信号转换为相应的数字信号，并以并行接口方式传递给微处理器IC602，微处理器IC602最终将相关数据通过DATA1、DATA2、DATA3、DATA4数据输出端输送给使用者。

请继续参阅图1并结合图2～图6，所述的短路探测传感电路4通过测试开关QK连接低压断路器QF负载侧的A、B、C相线，以及N线，第一相线LA、第二相线LB、第三相线LC分别对应A、B、C相线，中性线LN对应N线。所述的压电陶瓷变压器高压发生电路1向短路探测传感电路4提供检测用稳定的直流高电压，该电压等于或略高于被测线路的绝缘电压值，可实现低压断路器QF负载侧主接线的对地绝缘电阻和相间绝缘电阻的高压测量，既能检测出低电阻短路故障又能检测出低于正常值但高于低阻值的高电阻短路故障。压电陶瓷变压器高压发生电路1为了获得等于或略高于被测线路的绝缘电压值，需要在压电陶瓷变压器PZT的输入端加上频率和幅值均能适当调节的电压驱动信号。为保证电压驱动信号的频率能适当调节，由压电陶瓷变压器高压发生电路1、压电陶瓷变压器谐振检测电路3、主测控电路5以及压电陶瓷变压器谐振驱动电路2构成闭合回路，具体地，压电陶瓷变压器高压发生电路1将压电陶瓷变压器PZT输入端的电压和电流信号发给压电陶瓷变压器谐振检测电路3，压电陶瓷变压器谐振检测电路3将所述的电压和电流信号转换为表示电压和电流相位差的脉冲信号并传递给主测控电路5，主测控电路5向压电陶瓷变压器谐振驱动电路2发出振荡周期设定值；为保证电压驱动信号的幅值能适当调节，由短路探测传感电路4、压电陶瓷变压器谐振驱动电路2和压电陶瓷变压器高压发生电路1构成闭合回路，具体地，短路探测传感电路4将测试电压的反馈信号传递给压电陶瓷变压器谐振驱动电路2，压电陶瓷变压器谐振驱动电路2向压电陶瓷变压器高压发生电路1发出控制脉冲。主测控电路5向短路探测传感电路4发出通道选择命令，短路探测传感电路4将反映线路绝缘检测通道选择可靠性的信号以及反映被测线路绝缘电阻值的电压值传送给主测控电路5，主测控电路5将反映被测线路绝缘电阻值的电压值转换为数字量，通过数据输出端发给本装置的使用者。本发明采用了压电陶瓷变压器，使得整体结构得以简化、且体积小、重量轻、转换效率高、升压比高，可以嵌入在低压断路器中；另外，压电陶瓷变压器不会燃烧和击穿，具有很强的抗过载能力，无电磁噪声和辐射，可安全可靠地预检低压断路器负载侧主接线的对地绝缘电阻值和相间绝缘电阻值，达到发明目的。

Claims (5)

1.一种基于压电陶瓷变压器的低压断路器主接线绝缘预检装置，其特征在于：包括压电陶瓷变压器高压发生电路(1)、压电陶瓷变压器谐振驱动电路(2)、压电陶瓷变压器谐振检测电路(3)、短路探测传感电路(4)以及主测控电路(5)，所述的压电陶瓷变压器高压发生电路(1)与压电陶瓷变压器谐振驱动电路(2)、压电陶瓷变压器谐振检测电路(3)以及短路探测传感电路(4)连接，压电陶瓷变压器谐振驱动电路(2)与短路探测传感电路(4)以及主测控电路(5)连接，主测控电路(5)与压电陶瓷变压器谐振检测电路(3)以及短路探测传感电路(4)连接，并通过数据输出端向用户传输数据，短路探测传感电路(4)与接入电网的低压断路器QF的负载侧连接，所述的压电陶瓷变压器高压发生电路(1)包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电阻R201、第二电阻R202、第三电阻R203、第一电容C201、第二电容C202、第三电容C203、第四电容C204、第一二极管D201、第二二极管D202、第三二极管D203、第四二极管D204、第一MOS管VT1、第二MOS管VT2以及压电陶瓷变压器PZT，其中，压电陶瓷变压器PZT采用Rosen型压电变压器，所述的第一MOS管VT1的栅极和第二MOS管VT2的栅极分别为压电陶瓷变压器高压发生电路(1)的G1接线端和G2接线端，所述的G1接线端和G2接线端均与所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路(2)连接，第一MOS管VT1的漏极与第一电感L1的一端、第一电阻R201的一端以及第三电感L3的一端连接，第一电阻R201的另一端与第二电阻R202的一端连接，并作为fv电压信号输出端连接所述的压电陶瓷变压器谐振检测电路(3)，第二电阻R202的另一端与第二电感L2的一端、第二MOS管VT2的漏极以及第三电阻R203的一端连接，并作为fo电压信号输出端连接压电陶瓷变压器谐振检测电路(3)，第三电阻R203的另一端、压电陶瓷变压器PZT的公共端E2、第一二极管D201的正极以及第二电容C202的一端共同接地，并共同作为fi电压信号输出端连接压电陶瓷变压器谐振检测电路(3)，压电陶瓷变压器PZT的输入端E1与第三电感L3的另一端连接，压电陶瓷变压器PZT的高电压输出端E3与第一电容C201的一端连接，第一电容C201的另一端与第一二极管D201的负极、第二二极管D202的正极以及第三电容C203的一端连接，第二二极管D202的负极与第二电容C202的另一端、第三二极管D203的正极以及第四电容C204的一端连接，第三二极管D203的负极与第三电容C203的另一端以及第四二极管D204的正极连接，第四二极管D204的负极与第四电容C204的另一端连接，并作为U+电压输出端连接短路探测传感电路(4)，第一电感L1的另一端与第二电感L2的另一端共同接直流电源VCC，第一MOS管VT1的源极和第二MOS管VT2的源极共同接地。

2.根据权利要求1所述的基于压电陶瓷变压器的低压断路器主接线绝缘预检装置，其特征在于所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路(2)包括第四电阻R301、第五电阻R302、第六电阻R303、第七电阻R304、第八电阻R305、第九电阻R306、第五电容C301、第六电容C302、第七电容C303、脉宽调制器IC301、第一数字电位器IC302以及第二数字电位器IC303，其中，所述的脉宽调制器IC301为TL494，第一数字电位器IC302和第二数字电位器IC303为X9C104 ，第四电阻R301的一端、第五电阻R302的一端依次连接所述的压电陶瓷变压器高压发生电路(1)的G1接线端和G2接线端，第四电阻R301的另一端连接脉宽调制器IC301的9脚，第五电阻R302的另一端连接脉宽调制器IC301的10脚，脉宽调制器IC301的1脚连接短路探测传感电路(4)，第五电容C301的一端连接脉宽调制器IC301的5脚，脉宽调制器IC301的4脚与第六电阻R303的一端以及第七电容C303的一端连接，第七电容C303的另一端与脉宽调制器IC301的13、14脚以及第七电阻R304的一端连接，第七电阻R304的另一端与脉宽调制器IC301的2脚、第九电阻R306的一端以及第六电容C302的一端连接，第九电阻R306的另一端与脉宽调制器IC301的3脚以及第八电阻R305的一端连接，第八电阻R305的另一端与第六电容C302的另一端连接，脉宽调制器IC301的6脚与第一数字电位器IC302的3、5脚连接，第一数字电位器IC302的6脚与第二数字电位器IC303的3、5脚连接，第一数字电位器IC302的1、2、9脚、第二数字电位器IC303的1、2、9脚连接所述的主测控电路(5)，脉宽调制器IC301的8、11、12脚共同连接+12V直流电源，第一数字电位器IC302的8脚和第二数字电位器IC303的8脚共同连接+5V直流电源，第五电容C301的另一端、第六电阻R303的另一端、脉宽调制器IC301的7、15、16脚、第一数字电位器IC302的4脚以及第二数字电位器IC303的4、6脚共同接地。

3.根据权利要求1所述的基于压电陶瓷变压器的低压断路器主接线绝缘预检装置，其特征在于所述的压电陶瓷变压器谐振检测电路(3)包括第一电压比较器IC401A、第二电压比较器IC401B、第一反相器IC402A、第二反相器IC402B、触发器IC403以及异或门IC404，其中，第一电压比较器IC401A和第二电压比较器IC401B为LM339，第一反相器IC402A和第二反相器IC402B 为74LS04，触发器IC403为74LS74，异或门IC404为74LS86，所述的第一电压比较器IC401A的4脚连接所述的压电陶瓷变压器高压发生电路(1)的fi电压信号输出端，所述的第二电压比较器IC401B 的6脚连接压电陶瓷变压器高压发生电路(1)的fv电压信号输出端，第一电压比较器IC401A的5脚和第二电压比较器IC401B 的7脚共同连接压电陶瓷变压器高压发生电路(1)的fo电压信号输出端，第一电压比较器IC401A的2脚连接第一反相器IC402A的1脚，第一反相器IC402A的2脚与触发器IC403的2脚以及异或门IC404的2脚连接，第二电压比较器IC401B的1脚与第二反相器IC402B的3脚连接，第二反相器IC402B的4脚与触发器IC403的3脚以及异或门IC404的1脚连接，触发器IC403的5脚以及异或门IC404的3脚与主测控电路(5)连接，第一电压比较器IC401A的3脚、第一反相器IC402A的14脚、触发器IC403的1、4、14脚以及异或门IC404的14脚共同接+5V直流电源，第一电压比较器IC401A的12脚、第一反相器IC402A的7脚、触发器IC403的7脚以及异或门IC404的7脚共同接地。

4.根据权利要求1所述的基于压电陶瓷变压器的低压断路器主接线绝缘预检装置，其特征在于所述的短路探测传感电路(4)包括第十电阻R501、第十一电阻R502、第十二电阻R503、第十三电阻R504、第十四电阻R505、第十五电阻R506、第十六电阻R507、第十七电阻R508、变阻器RP501、仪表放大器IC501、第一光电耦合器IC502、第二光电耦合器IC503、第一达林顿管IC504、第二达林顿管IC505、第三反相器IC402C、第四反相器IC402D、第一微型继电器线圈J1、第二微型继电器线圈J2、第三微型继电器线圈J3、第四微型继电器线圈J4、第五微型继电器线圈J5、第六微型继电器线圈J6、第七微型继电器线圈J7、第八微型继电器线圈J8、第九微型继电器线圈J9、与第一微型继电器线圈J1对应的第一常开触点K1、与第二微型继电器线圈J2对应的第二常开触点K2、与第三微型继电器线圈J3对应的第三常开触点K3-1、常闭触点K3-2、与第四微型继电器线圈J4对应的第四常开触点KA、与第五微型继电器线圈J5对应的第五常开触点KN、与第六微型继电器线圈J6对应的第六常开触点KB1、与第七微型继电器线圈J7对应的第七常开触点KB2、与第八微型继电器线圈J8对应的第八常开触点KC1以及与第九微型继电器线圈J9对应的第九常开触点KC2，其中，仪表放大器IC501为INA118，第一光电耦合器IC502、第二光电耦合器IC503为4N25，第一达林顿管IC504、第二达林顿管IC505为ULN2003A，第三反相器IC402C、第四反相器IC402D为74LS04，仪表放大器IC501的6脚作为Uf测试电压反馈端，与所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路(2)的脉宽调制器IC301的1脚连接，仪表放大器IC501的1脚与第十七电阻R508的一端连接，第十七电阻R508的另一端与变阻器RP501的一端连接，变阻器RP501的另一端、滑动端共同连接仪表放大器IC501的8脚，仪表放大器IC501的2脚与第十电阻R501的一端以及第十一电阻R502的一端连接，并作为Vref短路电压探测端连接所述的主测控电路(5)，第十电阻R501的另一端与常闭触点K3-2的一端共同连接所述的压电陶瓷变压器高压发生电路(1)的U+电压输出端，常闭触点K3-2的另一端与第四常开触点KA的一端、第六常开触点KB1的一端、第八常开触点KC1的一端以及第三常开触点K3-1的一端连接，第四常开触点KA的另一端与第二常开触点K2的一端连接，并连接至低压断路器QF负载侧的第一相线LA，第二常开触点K2的另一端与第十四电阻R505的一端连接，第十四电阻R505的另一端与第一光电耦合器IC502的1脚连接，第一光电耦合器IC502的5脚与第十三电阻R504的一端以及第四反相器IC402D的9脚连接，第四反相器IC402D的8脚作为T2触点测试反馈端与主测控电路(5)连接，第六常开触点KB1的另一端与第七常开触点KB2的一端连接，并连接至低压断路器QF负载侧的第二相线LB，第七常开触点KB2的另一端与第九常开触点KC2的一端、第五常开触点KN的一端以及第十二电阻R503的一端连接，并作为Vin短路电压探测端与主测控电路(5)连接，第八常开触点KC1的另一端与第九常开触点KC2的另一端连接，并连接至低压断路器QF负载侧的第三相线LC，第五常开触点KN的另一端与第一常开触点K1的一端连接，并连接至电网的中性线LN，第一常开触点K1的另一端与第十五电阻R506的一端连接，第十五电阻R506的另一端与第二光电耦合器IC503的1脚连接，第二光电耦合器IC503的5脚与第十六电阻R507的一端以及第三反相器IC402C的5脚连接，第三反相器IC402C的6脚作为T1触点测试反馈端与主测控电路(5)连接，第一微型继电器线圈J1的一端、第二微型继电器线圈J2的一端、第三微型继电器线圈J3的一端分别与第一达林顿管IC504的16、15、14脚连接，第四微型继电器线圈J4的一端、第五微型继电器线圈J5的一端、第六微型继电器线圈J6的一端、第七微型继电器线圈J7的一端、第八微型继电器线圈J8的一端、第九微型继电器线圈J9的一端分别与第二达林顿管IC505的16、15、14、13、12、11脚连接，第一达林顿管IC504的1、2、3脚以及第二达林顿管IC505的1～6脚分别为第一微型继电器控制端KZ1、第二微型继电器控制端KZ2、第三微型继电器控制端KZ3、第四微型继电器控制端KZA、第五微型继电器控制端KZN、第六微型继电器控制端KZB1、第七微型继电器控制端KZB2、第八微型继电器控制端KZC1、第九微型继电器控制端KZC2，所述的第一微型继电器控制端KZ1、第二微型继电器控制端KZ2、第三微型继电器控制端KZ3、第四微型继电器控制端KZA、第五微型继电器控制端KZN、第六微型继电器控制端KZB1、第七微型继电器控制端KZB2、第八微型继电器控制端KZC1以及第九微型继电器控制端KZC2与主测控电路(5)连接，第一微型继电器线圈J1的另一端、第二微型继电器线圈J2的另一端、第三微型继电器线圈J3的另一端、第四微型继电器线圈J4的另一端、第五微型继电器线圈J5的另一端、第六微型继电器线圈J6的另一端、第七微型继电器线圈J7的另一端、第八微型继电器线圈J8的另一端、第九微型继电器线圈J9的另一端、第一达林顿管IC504的9脚以及第二达林顿管IC505的9脚共同接+12V直流电源，第三常开触点K3-1的另一端、仪表放大器IC501的7脚、第十三电阻R504的另一端以及第十六电阻R507的另一端共同接+5V直流电源，仪表放大器IC501的4脚接-5V直流电源，仪表放大器IC501的3、5脚、第一光电耦合器IC502的2、4脚、第二光电耦合器IC503的2、4脚、第一达林顿管IC504的8脚、第二达林顿管IC505的8脚、第十一电阻R502的另一端以及第十二电阻R503的另一端共同接地。

5.根据权利要求1所述的基于压电陶瓷变压器的低压断路器主接线绝缘预检装置，其特征在于所述的主测控电路(5)包括模数转换器IC601、微处理器IC602、移位寄存器IC603、第一与门IC604、第二与门IC605、第一晶振CT601、第二晶振CT602、第八电容C601、第九电容C602、第十电容C603、第十一电容C604、第十二电容C605、第十三电容C606、第十八电阻R601以及第十九电阻R602，其中，模数转换器IC601为ICL7109，微处理器IC602为AT89C52，移位寄存器IC603为74LS164，第一与门IC604和第二与门IC605为74LS32，所述的第八电容C601的一端与模数转换器IC601的37脚连接，所述的第八电容C601的另一端与模数转换器IC601的38脚连接，第九电容C602的一端与模数转换器IC601的32脚连接，第九电容C602的另一端与第十电容C603的一端以及第十八电阻R601的一端连接，第十电容C603的另一端连接模数转换器IC601的31脚，第十八电阻R601的另一端连接模数转换器IC601的30脚，第一晶振CT601的一端与模数转换器IC601的23脚连接，第一晶振CT601的另一端与模数转换器IC601的22脚连接，模数转换器IC601的8、16脚共同连接微处理器IC602的39脚，模数转换器IC601的7、15脚共同连接微处理器IC602的38脚，模数转换器IC601的6、14脚共同连接微处理器IC602的37脚，模数转换器IC601的5、13脚共同连接微处理器IC602的36脚，模数转换器IC601的4、18、19、2、9、10、11、12脚分别连接微处理器IC602的1、2、3、4、32、33、34、35脚，微处理器IC602的12、13脚分别为MP3.2接线端和MP3.3接线端，所述的MP3.2接线端与所述的压电陶瓷变压器谐振检测电路(3)中的异或门IC404的3脚连接，所述的MP3.3接线端与压电陶瓷变压器谐振检测电路(3)中的触发器IC403的5脚连接，微处理器IC602的10脚与移位寄存器IC603的1、2脚连接，微处理器IC602的11、14脚分别与移位寄存器IC603的8、9脚连接，微处理器IC602的18脚与第二晶振CT602的一端以及第十一电容C604的一端连接，第二晶振CT602的另一端与微处理器IC602的19脚以及第十二电容C605的一端连接，微处理器IC602的9脚与第十三电容C606的一端以及第十九电阻R602的一端连接，微处理器IC602的17脚与第一与门IC604的2、5、10、13脚以及第二与门IC605的2、5、10、13脚连接，第一与门IC604的1、4、9、12脚分别与移位寄存器IC603的3、4、5、6脚连接，移位寄存器IC603的10、11、12、13脚分别与第二与门IC605的1、4、9、12脚连接，模数转换器IC601的35脚连接所述的短路探测传感电路(4)的Vin短路电压探测端，模数转换器IC601的34脚连接短路探测传感电路(4)的Vref短路电压探测端，微处理器IC602的15脚连接短路探测传感电路(4)的T1触点测试反馈端，微处理器IC602的16脚连接短路探测传感电路(4)的T2触点测试反馈端，微处理器IC602的21、22、23脚、第一与门IC604的3、6、8、11脚以及第二与门IC605的3、6脚分别连接短路探测传感电路(4)的第一微型继电器控制端KZ1、第二微型继电器控制端KZ2、第三微型继电器控制端KZ3、第六微型继电器控制端KZB1、第七微型继电器控制端KZB2、第八微型继电器控制端KZC1、第九微型继电器控制端KZC2、第四微型继电器控制端KZA以及第五微型继电器控制端KZN，微处理器IC602的25、26、27、28脚分别为MP2.4、MP2.5、MP2.6、MP2.7接线端，所述的MP2.4接线端与所述的压电陶瓷变压器谐振驱动电路(2)的第二数字电位器IC303的9脚连接，所述的MP2.5接线端与压电陶瓷变压器谐振驱动电路(2)的第一数字电位器IC302的9脚连接，所述的MP2.6接线端与所述的第二数字电位器IC303的2脚以及第一数字电位器IC302的2脚连接，所述的MP2.7接线端与所述的第二数字电位器IC303的1脚以及第一数字电位器IC302的1脚连接，微处理器IC602的5、6、7、8脚分别为用于向用户传输数据的DATA1、DATA2、DATA3、DATA4数据输出端，模数转换器IC601的36、26、40、17脚、微处理器IC602的40、31脚、第十三电容C606的另一端、移位寄存器IC603的14脚、第一与门IC604的14脚以及第二与门IC605的14脚共同接+5V直流电源，模数转换器IC601的28脚连接-5V直流电源，模数转换器IC601的39、33、21、1、20、24脚、第十一电容C604的另一端、第十二电容C605的另一端、第十九电阻R602的另一端、微处理器IC602的20脚、移位寄存器IC603的7脚、第一与门IC604的7脚以及第二与门IC605的7脚共同接地。