新型材料智能防窃电关键技术探讨文元浩

文元浩

摘要：电能计量装置是供用电双方进行交易的“秤杆子”，计量装置的准确与否关系到供用电双方的利益，因此通海供电有限公司高度重视电能计量装置的运行管理工作。为加强对运行中专变用计量电设备的现场管理，通过各种技术手段，对计量设备进行保护，从而达到防窃电目的的装置。

关键词：新型材料；智能防窃电；关键技术

一、项目立项背景和意义分析

目前，窃电分子的窃电手段日益隐蔽，窃电量更是触目惊心，例如，采用磁铁进行强磁窃电，采用“停表器”干扰电能表使其停转窃电，还有传统的非法开箱门进行短路电流互感器二次等手段进行窃电。供电部门对此也是日益重视。大用户专用防窃电电表箱就是针对上述情况而生产，具有很好的推广前景。其将现代的电子技术和通信手段引入反窃电斗争中，用高科技成果来打击窃电歪风，是一种很好的反窃电措施，也是一件利国利民、意义深远的举措。本项目拟设计一种非线性宽量程防窃电计量装置，解决上述问题满实现0.5%In～450%In范围内互感器的误差特性均保持在0.2S范围内，达到计量精确的目的，降低线损，节能，为国家创造更大的社会经济效益。

二、项目主要实施内容分析

1、针对冲击负荷短暂短的高倍数超负荷问题，电流互感器采取线性度极宽的零磁通电流互感器扩大互感器的量程。冲击负荷一般的电流范围在额定负荷Imin～Imax，0.5%～450%之间，普通CT只能满足1%～120%的误差精度，当达到额定负荷的150%时一般进入饱和区，即使负荷再增加，吸收的电网能量也不能被电能表计量，这是冲击负荷少计量最主要的原因，为了保证宽范围内计量精度，本型产品的电流互感器采取无源的零磁通补偿技术，所谓的零磁通是通过一个叠加在主互感器上的辅助互感器提供反向的电动势来补偿阻抗产生的压降，从而不需要主互感器的磁通提供电动势，实现主互感器磁通为零，由于没有励磁损耗，其可以在宽负荷范围内获得非常高的计量精度，从而实现0.5%～450%范围内互感器的误差特性均保持在0.2S范围内，这对冲击负荷的计量尤为重要，因为冲击负荷的超负荷区恰是其吸收电网能量最大的区域，而传统互感器也进入了严重饱和区，不能正确计量，这是丢失电量的最主要原因。（图1为零磁通原理图）。

图1零磁通原理图

2、为保证电能表的测量范围，满足冲击负荷的要求，本产品的电流互感器二次输出将采用1A，并采用0.3（6）的20倍的宽范围电能表，当冲击负荷达到20倍额定电流时，仍能保证电能表的采样互感器不发生磁饱合。

3、采用冲击负荷专用高采样速度的电能表。该表具有超宽的电流动态范围：0.3(6)A，捕捉负荷的电流冲击；高速采样及宽量程无级放大技术，准确反映冲击性负荷的瞬时动态信息；新型传感技术结合专用算法，大大提高谐波计量准确度，2-50次谐波功率误差低于1%；宽动态范围内0.2S级有功计量精度，1级无功计量精度；电能质量监测功能。

4、本产品外壳采用国内已知最好的抗老化、抗紫外线、耐电痕能力最强的经济适用聚苯硫醚（PPS）制造，相比现有产品大大降低了生产成本，节能环保。体积小，重量轻，仅仅为28kg。

5、配套防窃电电表箱：面对越来越先进的智能化窃电设备，只依靠人工排查或者一些防治手段落后的设备并不能从根本上解决防窃电问题。我们必须利用高科技防窃电设备建设高效智能的防窃电体系，从根本上彻底杜绝窃电行为。大用户防窃电电表箱利用先进的高科技技术，从多方面杜绝了窃电现象的产生，如强磁窃电、高频干扰窃电等。

三、创新点及技术关键研究

1、在防强磁窃电方面：本产品在结构上采用了国外应用非常成熟的屏蔽精密电子元件的“防静磁零高斯腔”，其防磁原理是利用导磁率非常高的坡莫合金，制成屏蔽腔，将电能表放在腔体内，当电表周围出现强磁时，由于屏蔽腔的屏蔽作用，腔体内的磁感应强度就会极大的削弱，甚至接近于零，从而避免了对电能表的干扰，杜绝了强磁窃电的发生。与此同时，表箱内的磁感应传感器收到强磁信号，便会将此信号传送给DYJ-2000远程稽查终端，终端将会以手机短信的形式告知供电局。

2、在防无线干扰方面：本型产品在表箱紧贴观察窗的位置加装了军工材料制成的防无线电子干扰的屏蔽网，同时增加电能表与观察窗的距离（大于50mm）,表箱的材料采用对强电场和强磁场均有良好的屏蔽作用的高磁不锈钢板制造，保证大功率无线信号无法进入表箱内部，通过试验，10倍于目前市场上的“停表器”的功率，均不能对电能表产生影响。为防止无线干扰可将用户的高压计量表计与低压计量表计同装在一个电表箱内，终端同时采集两表的电量并实时的比对，当两个表计所计电量差值超过设定值时，终端将通过手机短信报警，通知供电局。因为终端的判断反应时间仅为0.02秒，在这样短的时间内窃电分子不可能两表绝对同步干扰，当其中一块表被干扰后，另一块还来不及干扰，判断器已自动报警，使其窃电行为及时被发现。

3、在防非法开箱门上：箱门锁采用无痕“TM电密锁”，该密锁采用了美国达拉斯公司的专利技术成果，即ibtton信息纽扣作为“密钥”，其有双向通信功能，信息储存量大，并设有不可复制的全球唯一的64位密码，密码具有不可伪造性，信息的传输是通过信息钮扣（密钥）同读头（锁体）短暂接触即可完成。一旦发生计量箱门被非法打开（有窃电嫌疑），密码锁将会在设定时间内利用其控制部分拉闸断电，并自锁，此时用户无法自行送电，必须由电管部门用“TM送电密钥”才能解锁，并进行送电。这样的设计保留了现场，杜绝了非法开门进行窃电的行为。

4、配置远程稽查终端，将用户窃电信息随时上报，便于对用户的实时监测。

四、结语

实施该项目之后，将提升电能计量装置运行管理、电能计量设备管理，减少了人工成本的投入，节约的人力资源可以提升配电网保障水平，确保电网安全、可靠、稳定运行，同时可以确保国家财产不受损失，企业利益不受侵害，维护正常的用电秩序。

参考文献

[1]智能防窃电综合解决方案研究[J].付婷,朱碧钦,林海平,李金湖,林海玉.电气时代.2017(12).

[2]智能反窃电数据采集技术与应用[J].梅慧敏,梅建敏.科技资讯.2016(30).

[3]智能防窃电技术的研究[J].王月志,郑安刚,邹和平,白迪,刘峰.沈阳工程学院学报(自然科学版).2013(04).

[4]智能防窃电管理信息平台的应用[J].刘海峰,周敬嵩,沈勤卫,顾孟雷.浙江电力.2016(04).

作者简介

文元浩（1989.11-），男，云南玉溪人，单位：中国南方电网玉溪通海供电局，研究方向：电气工程及其自动化。