电能计量装置反窃电改造技术研究

2019-05-08石科明叶木生刘海港

通信电源技术 2019年4期

石科明，徐杰，叶木生，齐雄，刘海港

（国网浙江宁波市北仑供电公司，浙江宁波 315100）

0 引言

长期以来，窃电问题一直困扰着供电公司，各类窃电问题给供电公司造成巨大的经济损失。传统人工抄表的方式是抄表员每个月上门抄表，一旦发现计量装置或计量箱有异常即可及时处理。自从采用集抄系统后，抄表次数大幅度减少，给大用电客户营造了通过窃电降低生产成本的侥幸心理，目前的窃电方式主要有以下几种。第一，欠流法窃电。通过人为改变电流回路或者人为造成电流回路故障，使电流回路流过少量电流甚至无电流，继而达到窃电的目的。第二，移相法窃电。其原理是通过人为改变电能表的正常接线方式，使电流和电压的相位关系发生变化，从而达到窃电的目的。第三，扩差法窃电。其原理是通过改变电能表的内部结构，使性能发生变化，增大计量误差，减少计量的电能，从而达到窃电的目的。第四，借零法窃电。其原理是通过置换电能表的火线和零线，使火线和零线不能形成回路，从而停止运转[1]。

通过分析上述情况可知，目前的窃电方式主要是改变电能表线路。本文主要研究如何运用现代化技术手段提升计量箱的安全性，从源头上切断人们窃电的念头。笔者在城市窨井盖防盗的智能装置受到启发，在计量箱内安装一个智能开锁及感应报警装置。一方面是智能开锁，即工作人员需要通过短信进行开锁；另一方面是智能报警，一旦门被打开就将报警信息发送到工作人员的手机，可主动感知计量箱是否被破坏，为稽查人员及时发现目标提供准确信息[2]。

1 系统设计

据省电力公司用电监察部门统计资料，非法窃电行为大部分是通过开启计量箱门或计量表盖实施。因此，研制的报警器需要具有开门短信报警的功能。报警器的开门检测机构和原理主要是当门打开时，能够立刻检测到该动作，主要采用电路通、断电阻检测和红外检测人体的方式。检测传感器具有灵敏度高、成本低的特征。本装置包括中央处理器、激光发射装置、激光接收装置、短信收发模块、声光报警装置和存储装置，整体结构如图1所示。

图1 装置结构

发射端与接收端负责检测是否有非法入侵者侵入；存储装置用来保存预先设定的电话号码；声光报警系统用来喝止非法入侵者，使其及时放弃犯罪念头；短信收发模块用于将非法入侵者的信息发送到预先设定的手机中，确保财产所有人及时采取有效措施，挽回、减少不必要的经济损失。大客户防窃电装置电路结构如图2所示。

该装置安装于计量柜（箱），开关门由短信控制的专用柜门电磁锁控制。工作人员检修时，发送开门短信命令后，门合法打开，工作人员进行操作。操作完成后，及时关门，柜门将处于实时监控状态。

2 功能设计

当门被非法打开，传感器被触发，该装置会立即检测到相应信息，根据触发情况，第一时间利用GSM短信系统，将含有一定信息的短信发送到指定手机，及时告知供电部门。供电公司根据短信情况，勘查现场。控制模块结构如图3所示。

图2 大客户防窃电装置电路结构

图3 控制模块结构

此装置还具备如下功能。第一，双电源供电。报警器具有检测开门动作、发送短信的功能，但需要对控制板供电。本装置采用双电源供电，当市电为220 V时，充电电源给系统供电；当失去220 V市电时，220 V小型继电器被释放，自动切换到12 V、5 Ah聚合物锂电池并供电。系统检测到220 V与12 V电源切换后，发送短信，如图4所示。

图4 锂电池与220 V市电双电源供电

第二，报警器具有定时上报功能。为了防止破坏（比如报警器被移除），报警器会每日自动自检，上报是否处于工作状态，并及时发现电池是耗完电量还是被破坏；如果计量箱连续8 h锁均为开启状态，会报警一次；如果计量箱疑似遭受短信攻击，报警器会自动报警。第三，本地录音及数据保存功能。当装备被非法开锁是，会自动录音，默认为10 min，可以通过短信设置录音时长，可保留最近10次开锁和上锁记录，方便工作人员查询。

第四，短信提醒功能。（1）分级开锁许可短信。短信命令分为3级，1级是管理员，2级班组长，3级班员。班组成员发送开锁短信后，经班组长短信确认后方可开锁，班组长无法直接发送开锁指令。（2）后台自动提醒短信。后台只设置1名系统管理员，一个月内出现两次开同一个锁时，给管理员发提醒短信，其余情况均只给班长、班员发短信，不发送给管理员。班长可增加、修改和删除成员的短信指令。（3）用户开锁短信。用户有开锁需求时，发短信给对应的手机号码，之后系统短信通知班长，并附用户信息，包括锁编号、用户名、地址和户号（用户信息示例，户号：5120210687，户名：宁波北仑**公司，用电地址：浙江省宁波市北仑区柴桥街道高村行政村高村北153-1号）。