電能計量裝置反竊電改造技術研究

石科明，徐 杰，葉木生，齊 雄，劉海港

（國網浙江寧波市北侖供電公司，浙江 寧波 315100）

0 引 言

長期以來，竊電問題一直困擾著供電公司，各類竊電問題給供電公司造成巨大的經濟損失。傳統人工抄表的方式是抄表員每個月上門抄表，一旦發現計量裝置或計量箱有異常即可及時處理。自從采用集抄系統后，抄表次數大幅度減少，給大用電客戶營造了通過竊電降低生產成本的僥幸心理，目前的竊電方式主要有以下幾種。第一，欠流法竊電。通過人為改變電流回路或者人為造成電流回路故障，使電流回路流過少量電流甚至無電流，繼而達到竊電的目的。第二，移相法竊電。其原理是通過人為改變電能表的正常接線方式，使電流和電壓的相位關系發生變化，從而達到竊電的目的。第三，擴差法竊電。其原理是通過改變電能表的內部結構，使性能發生變化，增大計量誤差，減少計量的電能，從而達到竊電的目的。第四，借零法竊電。其原理是通過置換電能表的火線和零線，使火線和零線不能形成回路，從而停止運轉[1]。

通過分析上述情況可知，目前的竊電方式主要是改變電能表線路。本文主要研究如何運用現代化技術手段提升計量箱的安全性，從源頭上切斷人們竊電的念頭。筆者在城市窨井蓋防盜的智能裝置受到啟發，在計量箱內安裝一個智能開鎖及感應報警裝置。一方面是智能開鎖，即工作人員需要通過短信進行開鎖；另一方面是智能報警，一旦門被打開就將報警信息發送到工作人員的手機，可主動感知計量箱是否被破壞，為稽查人員及時發現目標提供準確信息[2]。

1 系統設計

據省電力公司用電監察部門統計資料，非法竊電行為大部分是通過開啟計量箱門或計量表蓋實施。因此，研制的報警器需要具有開門短信報警的功能。報警器的開門檢測機構和原理主要是當門打開時，能夠立刻檢測到該動作，主要采用電路通、斷電阻檢測和紅外檢測人體的方式。檢測傳感器具有靈敏度高、成本低的特征。本裝置包括中央處理器、激光發射裝置、激光接收裝置、短信收發模塊、聲光報警裝置和存儲裝置，整體結構如圖1所示。

圖1 裝置結構

發射端與接收端負責檢測是否有非法入侵者侵入；存儲裝置用來保存預先設定的電話號碼；聲光報警系統用來喝止非法入侵者，使其及時放棄犯罪念頭；短信收發模塊用于將非法入侵者的信息發送到預先設定的手機中，確保財產所有人及時采取有效措施，挽回、減少不必要的經濟損失。大客戶防竊電裝置電路結構如圖2所示。

該裝置安裝于計量柜（箱），開關門由短信控制的專用柜門電磁鎖控制。工作人員檢修時，發送開門短信命令后，門合法打開，工作人員進行操作。操作完成后，及時關門，柜門將處于實時監控狀態。

2 功能設計

當門被非法打開，傳感器被觸發，該裝置會立即檢測到相應信息，根據觸發情況，第一時間利用GSM短信系統，將含有一定信息的短信發送到指定手機，及時告知供電部門。供電公司根據短信情況，勘查現場。控制模塊結構如圖3所示。

圖2 大客戶防竊電裝置電路結構

圖3 控制模塊結構

此裝置還具備如下功能。第一，雙電源供電。報警器具有檢測開門動作、發送短信的功能，但需要對控制板供電。本裝置采用雙電源供電，當市電為220 V時，充電電源給系統供電；當失去220 V市電時，220 V小型繼電器被釋放，自動切換到12 V、5 Ah聚合物鋰電池并供電。系統檢測到220 V與12 V電源切換后，發送短信，如圖4所示。

圖4 鋰電池與220 V市電雙電源供電

第二，報警器具有定時上報功能。為了防止破壞（比如報警器被移除），報警器會每日自動自檢，上報是否處于工作狀態，并及時發現電池是耗完電量還是被破壞；如果計量箱連續8 h鎖均為開啟狀態，會報警一次；如果計量箱疑似遭受短信攻擊，報警器會自動報警。第三，本地錄音及數據保存功能。當裝備被非法開鎖是，會自動錄音，默認為10 min，可以通過短信設置錄音時長，可保留最近10次開鎖和上鎖記錄，方便工作人員查詢。

第四，短信提醒功能。（1）分級開鎖許可短信。短信命令分為3級，1級是管理員，2級班組長，3級班員。班組成員發送開鎖短信后，經班組長短信確認后方可開鎖，班組長無法直接發送開鎖指令。（2）后臺自動提醒短信。后臺只設置1名系統管理員，一個月內出現兩次開同一個鎖時，給管理員發提醒短信，其余情況均只給班長、班員發短信，不發送給管理員。班長可增加、修改和刪除成員的短信指令。（3）用戶開鎖短信。用戶有開鎖需求時，發短信給對應的手機號碼，之后系統短信通知班長，并附用戶信息，包括鎖編號、用戶名、地址和戶號（用戶信息示例，戶號：5120210687，戶名：寧波北侖**公司，用電地址：浙江省寧波市北侖區柴橋街道高村行政村高村北153-1號）。

3 結 論

本文對傳統的電力大客戶計量裝置加以改進，在計量箱內安裝一個智能感應報警裝置。當偷竊者打開計量裝置時，系統通過短消息將緊急信息發送到指定的手機號碼，通知指定人采取有效措施，避免財產損失，有效解決了實時檢測、監測大用戶竊電的問題，對減少電網損失和降低線損具有積極意義。