電能計(jì)量裝置反竊電改造技術(shù)研究

石科明，徐 杰，葉木生，齊 雄，劉海港

（國(guó)網(wǎng)浙江寧波市北侖供電公司，浙江 寧波 315100）

0 引 言

長(zhǎng)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(jīng)濟(jì)損失。傳統(tǒng)人工抄表的方式是抄表員每個(gè)月上門抄表，一旦發(fā)現(xiàn)計(jì)量裝置或計(jì)量箱有異常即可及時(shí)處理。自從采用集抄系統(tǒng)后，抄表次數(shù)大幅度減少，給大用電客戶營(yíng)造了通過竊電降低生產(chǎn)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(dá)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(guān)系發(fā)生變化，從而達(dá)到竊電的目的。第三，擴(kuò)差法竊電。其原理是通過改變電能表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使性能發(fā)生變化，增大計(jì)量誤差，減少計(jì)量的電能，從而達(dá)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(yùn)轉(zhuǎn)[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(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)手段提升計(jì)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(fā)，在計(jì)量箱內(nèi)安裝一個(gè)智能開鎖及感應(yīng)報(bào)警裝置。一方面是智能開鎖，即工作人員需要通過短信進(jìn)行開鎖；另一方面是智能報(bào)警，一旦門被打開就將報(bào)警信息發(fā)送到工作人員的手機(jī)，可主動(dòng)感知計(jì)量箱是否被破壞，為稽查人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)提供準(zhǔn)確信息[2]。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

據(jù)省電力公司用電監(jiān)察部門統(tǒng)計(jì)資料，非法竊電行為大部分是通過開啟計(jì)量箱門或計(jì)量表蓋實(shí)施。因此，研制的報(bào)警器需要具有開門短信報(bào)警的功能。報(bào)警器的開門檢測(cè)機(jī)構(gòu)和原理主要是當(dāng)門打開時(shí)，能夠立刻檢測(cè)到該動(dòng)作，主要采用電路通、斷電阻檢測(cè)和紅外檢測(cè)人體的方式。檢測(cè)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(fā)射裝置、激光接收裝置、短信收發(fā)模塊、聲光報(bào)警裝置和存儲(chǔ)裝置，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 裝置結(jié)構(gòu)

發(fā)射端與接收端負(fù)責(zé)檢測(cè)是否有非法入侵者侵入；存儲(chǔ)裝置用來保存預(yù)先設(shè)定的電話號(hào)碼；聲光報(bào)警系統(tǒng)用來喝止非法入侵者，使其及時(shí)放棄犯罪念頭；短信收發(fā)模塊用于將非法入侵者的信息發(fā)送到預(yù)先設(shè)定的手機(jī)中，確保財(cái)產(chǎn)所有人及時(shí)采取有效措施，挽回、減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。大客戶防竊電裝置電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。

該裝置安裝于計(jì)量柜（箱），開關(guān)門由短信控制的專用柜門電磁鎖控制。工作人員檢修時(shí)，發(fā)送開門短信命令后，門合法打開，工作人員進(jìn)行操作。操作完成后，及時(shí)關(guān)門，柜門將處于實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)。

2 功能設(shè)計(jì)

當(dāng)門被非法打開，傳感器被觸發(fā)，該裝置會(huì)立即檢測(cè)到相應(yīng)信息，根據(jù)觸發(fā)情況，第一時(shí)間利用GSM短信系統(tǒng)，將含有一定信息的短信發(fā)送到指定手機(jī)，及時(shí)告知供電部門。供電公司根據(jù)短信情況，勘查現(xiàn)場(chǎng)。控制模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖2 大客戶防竊電裝置電路結(jié)構(gòu)

圖3 控制模塊結(jié)構(gòu)

此裝置還具備如下功能。第一，雙電源供電。報(bào)警器具有檢測(cè)開門動(dòng)作、發(fā)送短信的功能，但需要對(duì)控制板供電。本裝置采用雙電源供電，當(dāng)市電為220 V時(shí)，充電電源給系統(tǒng)供電；當(dāng)失去220 V市電時(shí)，220 V小型繼電器被釋放，自動(dòng)切換到12 V、5 Ah聚合物鋰電池并供電。系統(tǒng)檢測(cè)到220 V與12 V電源切換后，發(fā)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(bào)警器具有定時(shí)上報(bào)功能。為了防止破壞（比如報(bào)警器被移除），報(bào)警器會(huì)每日自動(dòng)自檢，上報(bào)是否處于工作狀態(tài)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池是耗完電量還是被破壞；如果計(jì)量箱連續(xù)8 h鎖均為開啟狀態(tài)，會(huì)報(bào)警一次；如果計(jì)量箱疑似遭受短信攻擊，報(bào)警器會(huì)自動(dòng)報(bào)警。第三，本地錄音及數(shù)據(jù)保存功能。當(dāng)裝備被非法開鎖是，會(huì)自動(dòng)錄音，默認(rèn)為10 min，可以通過短信設(shè)置錄音時(shí)長(zhǎng)，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(jí)開鎖許可短信。短信命令分為3級(jí)，1級(jí)是管理員，2級(jí)班組長(zhǎng)，3級(jí)班員。班組成員發(fā)送開鎖短信后，經(jīng)班組長(zhǎng)短信確認(rèn)后方可開鎖，班組長(zhǎng)無法直接發(fā)送開鎖指令。（2）后臺(tái)自動(dòng)提醒短信。后臺(tái)只設(shè)置1名系統(tǒng)管理員，一個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)兩次開同一個(gè)鎖時(shí)，給管理員發(fā)提醒短信，其余情況均只給班長(zhǎng)、班員發(fā)短信，不發(fā)送給管理員。班長(zhǎng)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(shí)，發(fā)短信給對(duì)應(yīng)的手機(jī)號(hào)碼，之后系統(tǒng)短信通知班長(zhǎng)，并附用戶信息，包括鎖編號(hào)、用戶名、地址和戶號(hào)（用戶信息示例，戶號(hào)：5120210687，戶名：寧波北侖**公司，用電地址：浙江省寧波市北侖區(qū)柴橋街道高村行政村高村北153-1號(hào)）。

3 結(jié) 論

本文對(duì)傳統(tǒng)的電力大客戶計(jì)量裝置加以改進(jìn)，在計(jì)量箱內(nèi)安裝一個(gè)智能感應(yīng)報(bào)警裝置。當(dāng)偷竊者打開計(jì)量裝置時(shí)，系統(tǒng)通過短消息將緊急信息發(fā)送到指定的手機(jī)號(hào)碼，通知指定人采取有效措施，避免財(cái)產(chǎn)損失，有效解決了實(shí)時(shí)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)大用戶竊電的問題，對(duì)減少電網(wǎng)損失和降低線損具有積極意義。