智能电能表中窃电方法与防窃电技术分析

智能电能表中窃电方法与防窃电技术分析

叶淦坤

（广东电网有限责任公司东莞道滘供电分局）

摘要：本文分析了智能电能表的原理和功能特点。并结合目前传统电能表与智能电能表的主要的窃电方法提出了技术上的改进策略，以供同仁参考。

关键词：智能电表；电能计量原理；窃电方法；防窃电技术

一、前言

窃电是一种违法行为，严重扰乱了用电秩序，损害了广大用电客户和电力投资者的利益。如何在智能电网得到大力推广的新形势下，开展防窃电工作，对于供电企业计量技术是非常重要的一个课题。本文分析了智能电能表的原理和功能特点。并结合目前传统电能表与智能电能表的主要的窃电方法提出了技术上的改进策略，以供同仁参考。

二、智能电能表的工作原理及特点

电子式智能电表主要是由电子元器件构成，其工作原理是先通过对用户供电电压和电流的实时采样，再采用专用的电能表集成电路，对采样电压和电流信号进行处理，并转换成与电能成正比的脉冲输出，最后通过单片机进行处理、控制，把脉冲显示为用电量并输出。智能电表的特点概括起来有三大点：易于电费的收取；寿命长；防窃电。电子式智能电表都是实行先买电后用电，客户可以根据自己的实际需要有计划地购电、用电，不会因欠费而发生滞纳金，增加不必要的开支。智能电表的使用免去人工抄表上门收费给客户带来的诸多不便，且历史购电数据均可以保存，便于客户查询，且解决分散用户及欠费用户收费问题。

三、智能电能表中窃电方法

（1）通过改变电流窃电。窃电者改变电能表电流计量回路的正常接线，或故意改变TA（电流互感器）变比、极性；添置短路线圈或分流回路，造成计量电流回路故障，致使电能表的电流线圈无电流通过或只通过部分电流，从而导致电能表不计或少计电量。

（2）通过改变电压窃电。窃电者改变电能表计量电压回路的正常接线，或故意造成计量电压回路开路或接触不良；在电压线圈回路中串联电阻等，导致计量电压回路故障，使电能表的电压线圈失压或额定电压降低，从而导致电能表不计或少计电量。

（3）通过移相窃电。窃电者根据电能表的计量原理，采用不正常接线，或接入与电能表线圈不对应的电压、电流；还有的在线路中接入电感或电容，改变电能表线圈中电流、电压间的正常相位关系，致使电能表转速变慢甚至反转。

（4）利用电能表安装接线上的缺陷窃电。电能表的安装一定要按规范接线。供电部门虽然将电能表的接线盒加有封铅，但这对窃电者实际上是不起作用的。单相电能表（包括三相电能表）的不正常接线在一般情况下（表后无重复接地）是正转，且能正确计量，要使加封的电能表反转也是很容易的事。以单相电能表为例，如果单相电能表的相、零线错位，等于将电流和电压线圈的同名端同时反接，两个线圈的相位和电量没有改变，只要负荷侧是正确接线，电能表正转。假若负载有重复接地时，这部分负载电流不经过电流线圈，形成窃电。

四、智能电表的主要防窃电技术

（1）针对传统防窃电方法可采取如下措施：

1）采用专用计量箱或专用电能表箱，从计量装置和配电设施上堵塞窃电的漏洞，不给窃电分子接触计量装置的机会。

2）封闭变压器低压出线端到计量装置的导体，这项措施主要用于防止无表窃电，同时对通过二次侧采用欠压法、欠流法和移相法的窃电也有一定的防范作用。

3）采用防撬铅封，此措施主要是针对私拆电能表的窃电方式，适用于各种供电方式的用户。

4）采用具有防窃电功能的智能电能表，通过电力系统主站载波抄表系统及现场红外抄表器记录多功能表的失电压、逆相序事件的累计时间和累计电量等数据，能够有效地了解用户在用电过程中的情况。

5）装设专用的计量柜、计量屏和反窃电的配电变压器，高压供电高压计量的用户，在开关室装专用的电能计量柜；高压供电低压计量的用户在配电室装电能计量屏，各屏柜均应妥善加锁加封；将反窃电装置的电流检测元件安装在配电变压器箱内低压侧出线瓷套管下方，将测得的电流值与通过电能表的电流值核对，用以监视用户是否有窃电行为。

（2）针对高科技窃电方式，智能电能表防窃电技术研究主要包含硬件和软件研究两部分内容。硬件方面研究内容主要是在智能电能表上增加磁场检测单元和无线检测单元，原理框图如图1所示。

电表由微控制器、存储单元、时钟、指示单元、计量单元、供电系统单元和输入输出电路组成。微控制器协调其他单元之间的动作；存储单元用于保存电能表的电量、需量、事件记录及负荷曲线等重要数据；指示单元为用户提供直观的视觉指示，由指示灯、显示驱动芯片、显示屏及背光板组成；计量单元是电能表的重要组成单元，包括电压采样电路、电流采样电路和计量芯片；供电系统单元为电能表的正常工作提供支持，包含电源电路和高性能电池；输入输出电路用于完成人与电能表之间的交互操作，由脉冲输出、按键输出、RS485电路及远红外模块等组成；磁场检测单元和无线检测单元是该电能表区别于其他电能表的重要技术特征，前者用于检测电能表周围存在的恒定磁场和交变磁场干扰，后者用于检测是否有利用无线遥控装置窃电的行为。

1）磁场检测单元

磁场检测单元包括交变磁场检测电路和恒定磁场检测电路。交变磁场检测由交变磁场检测线圈完成，恒定磁场则通过霍尔传感器检测，检测出的信号经过放大电路和比较电路处理输出信号至逻辑组合电路。

2）无线检测单元

无线检测单元由放大器、选频电路、检波电路和比较器组成。无线信号经由放大和选频电路后，还原出已调信号，并输出至检波电路进行解调，再经由比较器后输出高低电平，传送至微处理器进行处理。

软件研究内容主要包括以下几部分。①对于磁检测信号：电能表的微处理器在运行过程中定时查询强磁报警装置输入的信号，当检测到存在报警输入时，MCU持续判断一个时延，以确认是否有报警，从而防止其他干扰引起的误报警信号。检测一个时间延迟后若仍然存在干扰报警则形成事件记录，保存发生时间及电量等信息。②对于无线检测信号：电能表接收到无线检测信号后，对检测前后的功率进行比对，如果表计的功率发生了大幅跳变，则记录异常事件的发生时间及相应的电量等信息，基于通过GPRS无线模块将异常上报给主站管理系统。

3）研究通过软件功能来及时发现对智能电能表的窃电行为，辅助窃电稽查的取证。

五、结语

总之，防窃电是一项长期的、复杂的工程，要彻底解决窃电问题，除供电企业不断完善监督机制、出台相应法律法规或司法解释以及加大检查力度外，还应加强技术防范措施，从技术上防止供电企业电力资源的流失。同时，加强广大群众法律意识，对一些重大或具有典型性的窃电案例进行公开曝光，对反窃电工作进行跟踪报道，营造良好的社会舆论氛围。还可以与银行等金融部门合作，将窃电人员的行为纳人其个人社会诚信记录，从诚信角度提高窃电成本，从而减少窃电现象。

参考文献

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