摘要：随着社会经济的发展，用电量逐年攀高，而窃电问题也愈加突出，据保守估计，我国每年因窃电导致的电能损失极高，从供电企业角度讲，会导致企业的经济损失，影响企业发展，从全局考虑则会影响国家利益和社会和谐稳定。本文通过对全电子式电能表的特点分析，探讨窃电手段与窃电防范措施。
关键词：全电子式电能表；防窃电措施
1 全电子式电能表的功能及应用特点
1.1全电子式电能表的功能: (1) 计量功能。有两种基本类型:双方向电表和单方向电表(2)分时计费。按四费率时段:尖、峰、平、谷分时计量。 (3) 最大需量。可以分别计算四个费率的正、反向有功最大需量以及最大需量发生的时间。(4) 按月统计数据。可以统计上月及本月的用电量和分时电量。(5) 事件记录。失压记录:当电表侧接入的电压、电流中的某相或某两相有电流而电压值低于78%额定电压时,电表将记录失压累计时间及失压电量,有“失压”提示。。电压合格率:当电表侧接入的电压超过所设置的电压上限或低于下限值而又在电压考核范围内时,电表将分别记录超过上限或下限的不合格运行时间。(6)预付费。可以实现预购电量或电费,设定剩余电费报警及跳闸。(7) 功率脉冲输出与通讯接口。 (8)负荷曲线记录功能。电表可通过串行接口进行负荷曲线记录模式及负荷曲线记录起始时间设定,选择数据进行定时记录,以便绘制负荷曲线。
1.2电子式多功能表因其具备的一系列优点:(1)分时计费,提高电网负荷率。为调整峰谷差过大的矛盾,实行分时电价。 (2)实现负荷实时监控和自动抄表。使用电子式多功能表后,利用其RS485通信接口和功率脉冲能力,实现了电能量数据的采集与传递,以及远程自动抄表。(3)延长轮换周期。电子式多功能表的轮换周期为5年,普通三相感应式电能表的轮换周期为3年。 (4)提高计量准确性。电子式多功能表功耗小,有效地减少了PT二次负载,降低了PT二次压降误差。且电子式多功能表误差稳定。 (5)能满足同一回路中各种计量功能的需要。 (6)减少了漏计电量。自采用多功能表以来,可以发现用户因PT保险熔断或二次接线断开,造成的失压电量记录。
2 全电子式多功能表的合理选用
全电子式电能表的合理选用:(1) 全电子式电能表有两种:一种是几户至几十户嵌墙式和外挂式,一个单元装一块在楼梯间。另一种是上百户以上的多用户柜式电能表。专为学生公寓设计,具有远程自动抄表、预付费等功能,可设计成具有负载任意限定和恶性负载识别能力。(2)供电方式的选择有以下几种,可按需选用。 ① 单相进线--单相、多户出线。 ② 三相四线制进线--单相多户出线,每相所接户数尽量相等。 ③ 三相进线--三相多户出线,用户三相用电设备。 ④ 三相四线制进线--单、三相混合出线,其中三相出线可接三相用电电器,如中央空调,单相出线主要用于照明和单相供电的电器。(3)价格。 目前,市场上普通单相全电子式电能表额定电流在40A的,市场价一般在80元左右。综合上述,多用户全电子式电能表,体积小、功能全、性能价格比高,符合我国国情,具有很大的市场潜力。
3 电子式电能表的防窃电功能研究
3.1表壳和电表箱的防窃电技术
表壳是对付窃电的第一道防线。这就要求电力系统的管理人员加强自身管理的同时，也要对使用的电能表提出要求：采用聚碳酸酯的表壳或者金属的表壳，电表有出厂铅封，把电能表表壳通过焊接胶合，要打开电表就必须损坏它，以此来对抗窃电行为。使用特制的电表箱也能抑制一些窃电行为的发生。如铅封电表箱，尽量减小导线周围的间隙，增加旁路电流、反接电能表等窃电行为的难度。如果必要，还可以在电表箱内添加检测设备，以检测窃电者对电表箱箱门的非法打开。
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3.2防磁场干扰窃电
永久磁场和电磁场都会影响电表的正常计量。窃电者在电表附近放置强磁磁铁或大线圈都能干扰电表的正确计量，达到窃电的目的。强磁磁铁还能使电源变换的变压器铁心饱和，导致电能表的工作直流电压降低或者消失。强磁磁铁靠近表壳将减小功率的测量值，甚至能将功率减小到0。由于磁铁的影响范围比较小，所以电流互感器在表壳内的位置对抵御磁铁的干扰是相当有帮助的。大线圈产生的电磁场会影响电能表中大多数的元器件，例如，锰铜电阻、电流互感器、核心的电子器件等。为防止磁场干扰，电能表内部元器件的位置及其安装位置是非常重要的。应把易受磁场影响的敏感器件尽量放置在贴近电能表背面的地方，因为通常窃电者很难从电能表背后干预电表的正确计量；应保持易受磁场影响的敏感器件远离电能表的顶部和两边，因为顶部和两边是容易粘附磁铁的地方。
磁屏蔽是一种非常有效的防止磁场干扰的做法，首先我们可以使用金属外壳的电流互感器，屏蔽磁场对它的影响。其次我们可以在表壳内衬薄层金属，以屏蔽整个电能表模块。但是这种做法将增大原材料、生产及安装的成本。
3.3防电流不平衡窃电
正常的电流不平衡体现为接地现象的存在，窃电时的电流不平衡包括任何的火线和零线的测量所得到的负载电流不相等的情况，这是由于窃电者旁路部分电流，导致电表的测量值小于真实值。窃电者可能用简单的短接进出电表的接线端，这种窃电行为比较容易实施。窃电者可以在几秒内移除短路线，所以很难查处这种窃电。要检测电流的不平衡就不可避免增加电表的成本，必须要额外增加一个电流传感器，以实现零线的电流检测；由于隔离原因，可以在第一路的电流通道上选用低成本的锰铜电阻，但是另一路就必须使用成本相对较高的电流互感器。对于单相表，可以同时测量火线和零线的电流来检测电流是否不平衡。此外，还要求电能表的计量芯片具有两个独立的ADC来进行两个电流通道（火线、零线）和一个电压通道的采样，并自动比较两个电流通道的电流大小，实现电流不平衡时的检测和防窃电测量。
3.4防电流反向窃电
调换进出线或者利用变压器施加低压反向大电流是窃电者经常采取的窃电行为。窃电者企图让电表负计量，使汁量值向后退，这种窃电行为比接地或旁路电流的窃电行为更具侵害性。电流反接时的防窃电，要求计量模块有自动检测电流反向功能，不需要任何的辅助元器件就能实现电流反向的检测。同时，可以给电能计量模块预置电流反向时的处理方式，如电流反向时取功率或电能的绝对值为测量值等等。
3.5防移除电压窃电
移除电压表现为移除电表接线中的一路，通常窃电者移除零线，使得电表没有电网电压的进入，导致电表不能正常计量或不能工作。对付这种窃电行为，可用一个低成本的电流互感器CT，从其余的连接电表导线中流经的电流上窃取很小的电能给电能表供电，使电能表实现防窃电测量。由于受到电能表成本、电能表表壳的尺寸以及电子元器件能够承受的最大电流等诸多因素的影响，选择从电流上窃电的CT是受限制的，因此能从电流上窃电给电能表供电的电能也受限制。当负载电流大于1A-2A时应能实现电能表的防窃电测量，而当负载电流很小时，能从电流上窃取的电能将不能胜任电能表供电，因此，需要采用低功耗计量芯片。
4 结语
电子式电能表的大批使用,在降损、减少欠费、减少验表工作量等方面取得显著效果,但在表计使用及管理方面还需要逐步完善加强对表计管理,探索改进表计性能的办法使电子式电能表在今后的电能计量工作中发挥更大的作用。相信随着电力企业自动化管理水平的提高,将在电力生产和电能计量管理领域中起着越来越重要的作用。
参考文献：
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[2]沈鑫，张林山，王昕.电子式电能表技术鉴定与防窃电分析[J].云南电力技术，2011
[3]祝小红.电子式电能表在使用中存在的问题及对策[J].电力需求侧管理，2010
论文作者:赵德山
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
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