基于無線通信的防竊電系統設計

杜珂

（濰坊供電公司，山東濰坊 261021）

基于無線通信的防竊電系統設計

杜珂

（濰坊供電公司，山東濰坊 261021）

在我國竊電現象日益猖獗的背景下，對竊電行為進行有力打擊顯得十分必要且迫切。面對竊電行為，供電部門應當通過獨立的通信信道壓制竊電現象。基于此，簡要概括防竊電技術發展的現狀，對基于無線通信的防竊電系統設計進行研究。

無線通信；防竊電系統；通信信道；專家系統

供電部門進行反竊電，維護電網安全，對社會經濟的穩定發展具有深遠意義。在當前市場經濟環境下，供電公司應根據用戶的用電量和用電屬性進行收費活動，這是供電部門的責任。然而，目前我國存在一定數量的用電單位為了謀取利益，通過各種非法途徑進行竊電行為，對國家財產造成巨大損失。竊電行為不僅對供電企業的正常收入造成巨大影響，還擾亂了正常供用電秩序，并且在供電網絡中形成諸多隱患。因此，相關部門應當對竊電行為給予堅決有力打擊，從而保證社會公平，促進平安和諧社會的構建。

1 現有竊電方式及防竊電技術現狀

1.1 竊電方式

目前社會上比較盛行的竊電方式主要是對電表進行處理。電表顯示的電量數就是電壓、電流、功率因數和用電時間的乘積。所以，對上述除用電時間外的任一影響因素進行相關處理都能達到竊電的目的。另外，對電表的內部進行改造也可以達到竊電目的。具體來看，常見的竊電方法包括以下幾種：①欠壓法竊電，是通過掐斷電表中的電壓回路，造成電壓回路失壓或欠壓；②欠流法竊電，是通過對電表中的電流回路進行短路或者開路處理，導致流經電表的電流量明顯下降；③移相法竊電，是通過變換電表中的電壓回路或者電流回來接線，對電表的電壓或者電流相位造成變化，導致電表計數失靈；④擴差法竊電，是通過直接的物理攻擊對電表的內部造成損傷，導致電表計算出現嚴重偏差；⑤表前分流竊電，這種方法最簡便，通過在電表前私搭電線，使得竊電部分的電流不經過電表，減少電表的計數［1］。

1.2 竊電原因分析

根據我國防竊電工作成果，可將當前竊電現象頻發原因總結為兩點。一是國家在法制社會的推進工作上存在諸多不足，導致眾多用電單位對于使用電力存在很多誤解，并不認為電力是商品，自然將竊電與一般盜竊違法行為區別看待。同時，近年來有關部門對于竊電行為的打擊行動過于形式化，并不深入持久，這是致使竊電行為猖獗的最大原因。二是電力部門的內部監管上還存在很多漏洞。通過案例分析可發現，很大一部分竊電案件都有電力部門內部員工參與，涉案人員大多因貪婪被收買，在技術上協助用電單位進行竊電行為，這無疑助長了社會上竊電人員的犯罪心理。

1.3 防竊電技術發展現狀

當前較通用的防竊電技術有對電表的封閉性進行加強，在電表外部搭設保護箱，應用先進的防竊電電表，使用竊電偵查儀器巡邏各處電表，將電表與計算機終端聯網實時計數等。然而，以上技術方案只能在一定程度上打擊竊電犯罪，對于表前分流竊電或是回路竊電行為作用不大。此外，主流的防竊電手段大部分都未應用當前日益成熟的自動化管理控制系統，在竊電行為發生時，倘若沒有安裝獨立的通信信道便無法向相關監管部門發送通知信號，安裝該信道勢必會提升供電成本和維護成本，而部分嵌入了該系統的防竊電手段也因為難以精確定位而加大懲處難度。

1.4 現有防竊電措施及不足

雖然我國目前防竊電手段已較為豐富，發展路徑也趨于現代化，能精確定位竊電目標，且能準確記錄竊電量。然而，現行的防竊電手段還存在一些值得改進的地方：①局限性大，目前主流防竊電設備和手段都是針對一些常見的竊電方法設計的，無法對抗更加專業和高科技的竊電手段；②實時性差，當前所有的防竊電設備和手段基本都是針對維護電表安全來設計的，并不是所有的竊電手段都是從電表入手的；③可靠性差，部分技術能力較強的竊電份子通過對電表進行一定的改造，使其無法正常運行，從而造成電表計數上的錯誤；④成本偏高，國內現在常用的防竊電裝置一般是都是通過集成電路板組建的，工作原理復雜，制造成本較高。

2 無線防竊電系統設計

2.1 系統結構

無線防竊電系統主要由無線采集器、無線接收器、竊電分析專家系統幾部分組成。無線采集器主要在離用電管理終端較近的位置進行一次側電流數據采集，然后將相關數據轉化成相關電信號，傳輸到無線接收器。無線接收器接受相關數據以后，依托數據轉化器將數據還原以后傳輸到電營銷自動化系統，再由該系統將本系統監測到的數據與從無線設備接收到的數據進行整合以后與竊電分析專家系統進行數據共享，得出較為精確的用電分析結果。

2.2 工作原理

無線防竊電系統通過使用一次側和二次側的電流監測，使用其平均功率值，在結合了系統誤差、設備損耗等諸多影響因素以后，設定了一個合理的、可信度較好的閾值范圍，一旦監測到的電功率超過了這個閾值，則系統會自動發出警報，自動定位該用戶并自動切斷該用戶的電源。

2.3 主要部分的功能

2.3.1 無線數據采集器。無線數據采集器主要用來采集和傳遞各類電流和電功率的相關原始數據，并與數據分析系統進行無線數據分析。無線數據采集器由電流互感器、采集模塊、能量模塊等結構構成，將電流轉化為電信號進行傳輸。同時，該采集器可以將接受到的原始數據進行計算和處理，將處理結果儲存在本地和傳輸到下一級數據處理系統。無線數據采集器可連接在一次側終端附近，為適應露天高溫高濕的自然環境，所有數據采集的相關硬件設備尤其是傳輸設備都采用抗紫外的環氧樹脂密封加工工藝，該技術可保證器件很難被人為破壞，極大地防止了人為在數據采集終端進行竊電的行為。

2.3.2 無線數據接收器。無線數據接收器是用來接收遠程用電終端的相關數據的裝置，該裝置主要由數傳模塊、嵌入式微處理器、存儲器和輸出接口等組成。用于接受一次側的相關數據并傳輸到數據處理的終端設備中進行下一次的分析和處理。接收器接口支持多種新型電能表，可以直接與用電管理系統共享全部數據并進行多重分析，保證數據的合理性和數據分析的準確性。

2.3.3 用電管理終端。用電管理終端是一類在終端對用電情況和供電質量進行量化監測的終端服務器，生活中最常見的用電管理終端就是家用電能表。本系統的用電管理終端采用DL/T645規約經RS485接口與無線數據接收器通信，收集來自無線數據接收器監測到的一次側電流值和二次側電流值。將用電管理終端的內部程序進行修改以后，可通過對內部用電功率進行平衡和監測，以此來確定是否有用電異常情況。如果不對用電管理終端進行修改，也可直接通過已有的信息監測系統，遠程無線監測一次側和二次側的數據，并上傳至總服務器進行閾值自動計算，以此來判斷用電是否異常。一旦發現異常，系統將自動發出警報并停止對該用戶的供電。

2.3.4 竊電分析專家系統。竊電分析專家系統的分析數據主要是來自電營銷系統數據庫。竊電分析系統可以直接讀取該數據庫的相關數據并進行收集和分類處理，通過計算用戶一定時間內的平均功率，同時結合遠程監測到的用戶終端多用電能表的數據進行綜合分析，得出該用戶用電在二次側相應時間內的平均功率，繪制相應的功率曲線圖，分析其相應的用電變化趨勢和走向，在充分考慮了設備損耗和數據采集的誤差等因素的影響以后，設定系統預測竊電閾值，一旦發現異常，系統自動發出警報并提醒指揮中心，與此同時，系統自動切斷對該用戶的供電。

3 結語

本文以實際生活中的偷電漏電現象為切入點，詳細分析了無線通信技術在新型無線防竊電系統中的作用、系統結構和工作原理等。通過監測一次側電量數據，二次側與一次側實時功率曲線的對比，極大地彌補了傳統竊電監測系統的功能不足。同時，系統自身能夠全天候實時監測竊電情況，一旦發現竊電行為，可立即定位并鎖定竊電用戶，同時向指揮中心發出警報。此外，整個系統的全部電路集成原件均采用全密封無焊接設計，這一高新技術的引入大大增加了原件和系統的使用壽命。

［1］李濤，杜曉平，劉煥光.配變監控系統的防竊電功能實現［J］.電力自動化設備，2012（11）：25-27.

Design of Anti-stealing System Based on Wireless Communication

Du Ke
（Weifang Power Supply Company，Weifang Shandong 261021）

Against the backdrop of stealing up electric power in our country,it is very necessary and urgent to carry out a powerful attack on stealing electricity.In the face of stealing behavior,power supply sector should be to suppress the phenomenon of electricity stealing through independent communication channel.Based on this,the development of anti-stealing technology was briefly summarized,the design of anti-stealing system based on wireless communication was studied.

wireless communication；anti-stealing system；communication channel；expert system

TM73

A

1003-5168（2016）11-0024-02

2016-10-11

杜珂（1990-），男，本科，助理工程師，研究方向：電能計量、用電檢查。