關于電能計量反竊電措施及其技術分析

國網上海浦東供電公司 張智晶

1 電能計量主要方法

電能計量主要采用高供高計、高供低計以及低供低計等計量方式，一般安裝在供電設施產權分界處，通過根據用電量和計量對象的重要程度一般分為五個等級。常用的電能計量裝置主要有各種類型的電能表、計量用電壓、電流互感器及二次回路、電能計量柜（箱）等。基于電磁感應以及歐姆定律等原則，機械式電能表基于電能表接入電路時的電磁感應作用，通過蝸桿傳動進行計度；電子式電度表基于分流器或電流互感器等進行電能信息轉換，利用電子電路或芯片，通過脈沖信號驅動步進馬達帶動機械計度器或微機處理來測量電能。

2 電能計量竊電方式

2.1 電能表接線原理與常見接線錯誤

電能計量主要有基波、諧波及非穩態畸變電能信號等計量方式[1]，當下主要采用基波電能計量，通過各類電子、電能、感應式電能表設備進行計量。

單相電能表一般通過直接接入或是經電流互感器方式接入供電電路如圖1所示。當火線和零線的互換接入時，電能表正轉，負荷側接地時，極易發生漏計電量；電壓鉤斷開或接觸不良時，電表停轉；電流互感器二次側短路時，電表不轉；電能表極性接反時，電能表圓盤反轉。三相三線電能表接線主要采用低壓電路或高壓電路的有功電能接線方式。錯誤接法包括電流回路錯誤、電壓回路錯誤以及電流和電壓回路同時接錯的情況比如電流互感器二次側a 相反接，φ 在0°時圓盤轉數停轉，φ 在30°時轉速慢，φ 在60°時轉速較慢，φ90°時轉速加快。不同接線下的計量運算見表1。

表1 不同接線下的計量運算（三相三線 電流回路 電流互感器二次側a 相反接）

圖1 單相電能表接線

三相四線電能表錯誤接法主要有電流回路短路故障、電壓回路故障以及電流互感器二次極性接反等情況。電流回路一相短路或是電壓回路一相開路時，就會少計1/3的電量；電流回路兩相短路或是電壓回路兩相開路時，少計2/3的電量；電流回路三相短路或是電壓回路三相開路時，電能表停轉等。

配電過程竊電方式主要表現為錯誤的電能表接線方式和強磁竊電方式[2]。

2.2 電能表錯誤接線方式下的竊電問題

基于電能表接入電路電壓、電流中時的接線以及相量關系，以及錯誤接線下可能的計量誤差，通過錯誤的接線方式或是改變接線性質等實施竊電行為。在電流方面，通過錯接或是變比等進行竊電；在電壓方面通過失壓、欠壓、相形反接等竊電；在計量方面，通過改變電壓、電流相序接線或改變計量裝置的機械傳動、永久磁鐵位置、電流線圈匝數甚至是外接竊電裝置、繞過計量裝置等竊取電力。如果對電能表、箱柜等管理不嚴格，很可能發生竊電事件。

2.3 強磁竊電

伴隨供電企業對電能表、箱柜等測量裝置管護的加強，竊電者開始采用強磁鐵對電能表進行干擾。基于電能表的工作原理，通過強磁場對電能表內部分組件的磁路飽和干擾，造成電能表計量變小。線管實驗表明，強磁場對不同類型的電能表都有影響，會使感應式電能表磁路飽和，電子式電能表電源部分的工頻變壓器鐵芯或高頻變壓器的磁芯磁路飽和，脈沖計度器的步進電機磁路飽和等，進而影響電能計量，且影響全部為負誤差，即電能表計量與實際用電相比，計量均減少。為避免強磁干擾，必須注重電能計量設備的防磁干擾。

3 電能計量中的反竊電技術

從技術角度來講，竊電行為通過對電能計量相關電流、電壓以及計量設備等進行干擾和破壞，造成用電計量少，實際用電多的誤差效果竊取電力。為減少用電竊電行為，在技術層面可以通過數字化監管技術、用電分析技術、設備防護技術等進行反竊電設計與應用。

3.1 數字化監管技術監管竊電行為

伴隨傳感器、攝像頭、5G 通信等技術能力的提升，以及相應應用技術成本的下降，帶動起物聯網應用的發展。在電力供給末端的管控中，可以借助物聯網技術，提供更為即時、動態、遠程和可持續的狀態監測。在電力管控過程中，可以更多地運用監測設備對竊電問題進行全天候的監控與預防，比如運用磁場感應器監測電能表附近的磁場變化，運用紅外、微波傳感器等對電能表開關進行監測等，及時發現竊電信息，防止人為的電能表改裝和電路私接等問題，降低竊電可能性以及竊電行為發生持久性，報警裝置結構舉例如圖2所示[3]。

圖2 報警裝置結構舉例

3.2 數字化用電分析技術監管竊電行為

伴隨電網供給服務系統的數字化、智慧化管理升級，供電端可以多方面了解到供電末端用戶的電量使用信息變化，比如溫度、諧波、功率、因數、負荷、電壓、電流等。通過對用戶歷史用電信息的比對，可以較為精準地了解到用戶的用電量變化；同時，竊電過程中輸入電量與電量計量間存在用量過低的差異，通過對相應數據信息的比對也可以發現竊電問題。數字化電網管控下，數字信息通過計算機運算模型進行自動比對與決策報警，與遠程終端監控技術相融合，通過手機、電腦可以遠端隨時了解電能計量端的信息變化，避免了竊電行為的發生。

3.3 設備防護技術監管竊電行為

針對破壞性竊電以及強磁干擾竊電等行為，除采用數字化、信息化的管控手段之外，也可以通過對電能表自身的防護升級進行反竊電改造。比如，針對居民區使用的電能表進行封裝、加鎖，只能讀取電量信息，無法對電表進行改裝操作；針對公共空間、企業用電的配電柜、配電箱等較大型配電系統，貼加封條或是采用帶有報警功能的智能門鎖等，確保配電柜/箱正常情況下不被開啟。通過設備增加鎖控開關等防范對電能表篡改與破壞性操作的竊電行為。針對強磁干擾型的竊電行為，在影響電量計量的組件、裝置周圍進行防磁處理，厚度大于1mm 的鋼板可以較為有效地阻止強電磁輻射。

4 電能計量的反竊電管理措施

除了通過技術層面的反竊電舉措，也需要供電企業根據供電服務實際情況，加強在管理層面的防竊電創新。通過供電服務合同條款約束、完善相關法律制度加強日常竊電檢查、強化文明用電等辦法，加強用電監管。

4.1 加大懲罰力度

竊電行為作為偷盜行為的一種，行為人的竊取行動具有隱匿性，在確定竊電行為時，竊電行為常常以計量誤差進行竊電，很難摸清到底竊取了多少電量。在竊電行為難以管控的區域或是領域，聯合相關監管部門，制定更為嚴格的處罰制度，并在供電合同中加以約束，適當調整處罰力度，改變現有以竊電量為標準的處罰制度，以發現盜取即為懲罰的懲罰原則，增大竊電損失成本，通過建構起竊電行為相較于日常用電成本間呈現得不償失的利益關系，減少竊電行為發生。

4.2 加強日常用電監管

傳統的電力企業屬于政企合一的組織形式。供電規模龐大，供電運營范圍廣，對電力竊電行為的監管缺乏長期、高效的監管控制組織和監控能力。尤其龐大的運營末端，落實到一家一戶，以及商業經營的各種經營集體組織。竊電管理成本或將高于竊電損失成本。同時，電力企業在安全用電管理方面要求極高，用電安全維護成本較高。對竊電行為的監管與用電安全融合進行統一管理是較為有效的管理模式。因而，將竊電管理智能落實到用電安全管理上，加強日常用電監管的有效途徑。可以加強對日常用電設備的竊電排查，建立竊電專項治理組織，并與日常安全檢查隊伍相協調或是人員共用等，通過組織管理提升日常用電監管在竊電方面的排查力度；同時，為調動竊電排查人員竊電行為排查的主動性，可以建立相應的獎懲制度、創新機制等發揮一線人員的聰明才智去創新治理辦法。

4.3 強化文明用電宣傳

竊電行為往往發生在法律意識薄弱、社會文明程度不高、監管不夠嚴格的地區。一人或是一個企業的獲利常常引發連鎖反應，或是通過私下的傳播成為地區性問題。從電力的公共屬性來講，電力具有民生意義；從電力企業運營的角度來講，需要核算企業運營成本。在社會利益與經濟利益共存的情況下，需要道德的力量進行約束。

4.4 充分發揮數字化手段加強竊電管理

伴隨數字化、智能化技術在電力行業的快速應用與發展，運用數字化的監控設備和管理工具已經具備較高的竊電監控能力。充分發揮數字化手段的技術能力，

從管理層面，基于龐大的電力運營重點監管大數據，需要加強反竊電工作人員的利用大數據信息的能力，引入或培養用電數據分析人才，在反竊電管理工作中，加強用電大客戶、竊電高發區域、時段的專項治理。通過用電數據采集、分析、預警等功能及時發現竊電問題，及時固定竊電行為證據，加大懲罰力度，嚴格電能表、配電柜的監管等綜合管理提升電力企業的反竊電治理能力。

5 結語

由于電能計量特殊屬性，使得用電終端用戶有機會可以通過改變電流、電壓、計量等接線方式以及利用強磁場等方式，營造供電與計量間的誤差，進而發生竊電活動。在竊電治理過程中，需要充分發揮反竊電技術、數智化電力管理技術以及竊電治理管理職能等提升竊電治理效果，及時發現和制止竊電行為，提升公眾文明用電意識，降低因竊電事件帶來的經濟損失。