探討智能電能表的數據安全防護技術

任賢

【摘要】隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，智能電能表的應用范圍將會進一步擴大，目前在許多大城市已經都采用智能電能表，偏遠的地方還大多是傳統的電表，因此。促進電能表的更新換代將是供電行業的發展趨勢。雖然智能電能表的防竊電技術在不斷地完善，可是僅僅依靠技術進行反竊電工作是不完善的，要加強供電行業的管理，完善內部的監測機制。同時，要提高群眾的法律意識，公開曝光一些嚴重的竊電案件達到教育警示的作用，及時開展各種反竊電工作。還可以與銀行等金融部門合作，將竊電人員的行為納入個人社會誠信記錄，從誠信方面預防竊電行為的發生，在社會上營造安全用電、誠信用電的良好氛圍。

【關鍵詞】智能電能表；防竊電技術；應用

中圖分類號：C37 文獻標識碼：A

引言

一些單位特別是私營企業或個體經營者，通過盜竊電能降低生產經營成本來獲利，使國家電能大量流失，帶來巨大的經濟損失。竊電作為一種嚴重的違法行為，損害了用電客戶和供電企業的利益，是供電企業長期面臨的難題，因為技術的作用是正負雙向的，既給防竊電提供了新的措施，也使竊電的手段多樣化，電能表計費電量的多少主要取決于電壓、電流、功率三個要素和時間的乘積。三個方面中的任何一個受到非法改變就會減少實際用電數量，甚至在一些地方有專門研究電能計量裝置的“專業人士”。當前，防竊電工作依然是許多供電企業的棘手問題。一般來說，竊電行為主要以下幾個方而：在電力企業或者其他單位、個人供用電的設施上沒有經過當事人的認可，私自偷接電線；使用非法用電充值片或非法使用電充值片占用電能；實行兩部制電價，客戶私自增加電力容量，非法侵占與電力容量相對應的電費行為；采用一些不良的手段對電計量裝置的計量方法、標準進行非法更改，造成計量數值過小。這些違法行為具有較大的隱蔽性，不容易被供電部門發現，存在著大量的安全隱患，必須引起電業部門的重視。

1.智能電能表的結構和特點

智能電能表不同于傳統的電表，主要以電子集成電路進行設計，主要部件是16位的單片機，將專用程序固化到其內部flashROM中。它主要是根據計量部分出來的減電脈沖來計算用戶所用電量，電能計量裝置計算供電部門銷售的電能數量，也對用戶使用電能的多少進行記錄，因此計量的精確與否關系到供電企業和用戶之間的商業交易是否公平，而且一些用戶偷電行為的發生，也與計量表的隨意安裝，管理混亂有一定的關系。因此采用先進的技術對電能計量裝置進行實時改造可以防止竊電行為的發生。

智能電能表作為連接用戶和配電中心的一個中間環節，可以在用戶所持電能卡及電表內的智能存儲單元之間傳送數據，將信息及時告知給用戶和配電雙方，SAM模塊通過它來認證電能卡是否可在該表上使用，方便操作，一張電能卡對準一個用戶，電費的收取方便。電能表的電路設計和元器件選擇對環境允差的要求較小，精度不受頻率、溫度的影響，性能較好確保了電表的長期穩定工作。

電子式智能電表充分發揮了電力的商品屬性，先買電后用電，可以節省用戶的費用開支。客戶可以提前按照實際需要的電量進行購買，用戶電費用完之后，電表就會自動斷電停止工作，不會產生多余的費用。避免了供電企業無法及時提醒，用戶因不知道電費用完而繼續使用產生的違約金。傳統的電表大多是人工挨門挨戶進行統計收費，費時費力。智能電表的用電信息采集系統實時監測一定區域內每戶居民用電情況，保存數據，用戶在互聯網上可以查到用電的信息，用戶在停電的壓力下，會在一定時間內自主去交費，解決了以往的欠費、收電費難的問題，避免了電力部門與居民之間因催交拖欠電費而引起的不必要經濟糾紛。提高了供電企業的工作效率，規范了企業的內部管理，而且減少了人工上門抄表不到位，估抄、漏抄、錯抄導致的不合理收費給客戶帶來的不良影響。

智能電能表改變了傳統電能表只需要在進線處將電能表通過一個電感并接于電表的火線進出線的兩個端子上的方法，采用體積較小重量較輕的全數字式專用芯片，起動電流小、無潛動、寬負荷，誤差曲線平直、安裝簡單，頻率大小、溫度高度、電壓高次諧波震動都不會對精確度產生任何影響，由于使用了先進的優化電路的SMT技術，整機出廠后無需調整電路即可使用，運行時可保證長期的穩定性。

2.智能電能表的防竊電技術

2.1 欠壓法

竊電欠壓法：通過對電能計量表電壓回路，使得計量電壓的回路故障，從而使得電能表的電壓線圈失壓或是線圈上電壓降低，這樣便可以使得電能表少計量。

防竊電方法：設定失壓門限電壓和欠壓門限電壓。若檢測電壓值低于失壓門限電壓且對應相有電流，則判定為失壓竊電。若檢測電壓值位于2個門限電壓之間，則判定為欠壓竊電。

2.2 欠流法

竊電欠流法：此方法是對計量表的電流電路的接線進行改裝，造成計量電流回路故障，使電能表的電流線圈無電流通過，或者只通過部分電流，大量的電流沒有統計，計量表只能記錄很少的電量。

防竊電方法：對線圈工作情況進行動態的實時監控，發現異常的情況，就對線圈進行短路、開路的方法對專用電路進行檢測。對于竊電行為將會自動記錄。

2.3 移相法

竊電移相法：改變電能表正常接線或接入與電能線圈無電聯系的電壓、電流，有的利用電感或電容特定接法，來改變電能表線圈中電壓，電流間的正常相位關系，使電能表轉慢甚至反轉。

防電壓移相竊電法：當電能表電壓回路接線錯誤時，不是三相電壓間的相序發生了變化，就是相互之間兩兩夾角不再是120°，或者上述兩個條件同時不滿足。檢側三相電壓的相序和兩兩夾角這2個條件。若有任何1個條件不滿足，則判定為竊電行為。

防電流移相竊電法：由于三相電流間不再有固定的相位和相角關系。現以電壓的相位為參考劃分超前40°和滯后80°的區間，若對應相電流沒有位于此區間，則判斷存在竊電行為并記錄在案。

3 數據業務系統的安全防護策略

3.1 安全域邊界的保護原則

（1）集中防護原則：以安全域劃分和邊界整合為基礎，集中部署防火墻、入侵檢測、異常流量檢測和過濾等基礎安全技術防護手段，多個安全域或子域共享手段提供的防護；

（2）分等級防護原則：根據《信息系統安全保護等級定級指南》和《信息系統等級保護安全設計技術要求》的指導，確定數據業務業務系統邊界的安全等級，并部署相對應的安全技術手段。對于各安全域邊界的安全防護應按照最高安全等級進行防護；

（3）縱深防護原則：通過安全域劃分，在外部網絡和核心生產區之間存在多層安全防護邊界。由于安全域的不同，其面臨的安全風險也不同，為了實現對關鍵設備或系統更高等級防護，這就需要根據各邊界面臨的安全風險部署不同的安全技術及策略。

3.2 安全技術防護部署

對于數據網絡，一般安全防護手段有防火墻、防病毒系統、入侵檢測、異常流量檢測和過濾、網絡安全管控平臺（包含綜合維護接入、賬號口令管理和日志審計模塊）等5類通用的基礎安全技術。下面以數據業務系統安全域劃分和邊界整合為基礎，進行安全技術手段的部署。

（1）防火墻部署：防火墻是可以防止網絡中病毒蔓延到局域網的一種防護安全機制，但只限制于外部網絡，因此防火墻必須部署在互聯網接口區和互聯網的邊界。同時，對于重要系統的核心生產區要構成雙重防火墻防護，需要在核心交換區部署防火墻設備。由于安全域內部互聯風險較低，可以復用核心交換區的防火墻對內部互聯接口區進行防護，減少防火墻數量，提高集中防護程度。

（2）入侵檢測設備的部署：入侵檢測主要通過入侵檢測探頭發現網絡的入侵行為，能夠及時對入侵行為采取相應的措施。入侵檢測系統中央服務器集中部署在網管網中，并控制部署在內部互聯接口區和互聯網接口區之間的入侵檢測探頭，及時發現入侵事件。同時安全防護要求較高的情況下，將入侵檢測探頭部署在核心交換區，通過網絡數據包的分析和判斷，實現各安全子域間的訪問控制。

（3）防病毒系統的部署：防病毒系統采用分級部署，對安全域內各運行Windows操作系統的設備必須安裝防病毒客戶端，在內部互聯接口子域的內部安全服務區中部署二級防病毒控制服務器，負責節點內的防病毒客戶端。二級服務器由部署在網管網中的防病毒管理中心基于策略實施集中統一管理。

（4）異常流量的檢測和過濾：為了防御互聯網病毒、網絡攻擊等引起網絡流量異常，將異常流量檢測和過濾設備部署在節點互聯網接口子域的互聯網邊界防火墻的外側，便于安全管理人員排查網絡異常、維護網絡正常運轉、保證網絡安全。

（5）網絡安全管控平臺：網絡安全管控平臺前置機接受部署在數據業務系統網管網內的安全管控平臺核心服務器控制，部署在各集中防護節點的內部互聯接口區的安全服務子域中，實現統一運維接入控制，實現集中認證、授權、單點登錄及安全審計。

（6）運行管理維護：安全工作向來三分技術、七分管理，除了在安全域邊界部署相應的安全技術手段和策略外，日常維護人員還要注重安全管理工作。一方面，對安全域邊界提高維護質量，加強邊界監控和系統評估；另一方面，要從系統、人員進行管理，加強補丁的管理和人員安全培訓工作，提高安全意識，同時對系統及服務器賬號嚴格管理，統一分配。

4.結語科學技術的進步推動了電力行業的發展，電子式電能表已經不適合現代社會的需要。智能電能表依托先進的自動化技術可以存儲數據信息，實時監測用電情況，進行數據的多樣化傳遞等。是我國電網智能化、大型化建設的需要，也是未來電業的發展方向。如何利用智能電能表開展防竊電工作，維護電業的市場秩序，確保用戶和投資者的利益，是電力行業面臨的一個重要問題，也是一個亟待解決的難題。本文闡述了竊電行為帶來的危害，分析了智能電能表的機構和特點，以及防竊電技術的運用，認為智能電能表在電力行業具有重要的作用。

參考文獻

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