关于电能计量反窃电措施及其技术分析

国网上海浦东供电公司 张智晶

1 电能计量主要方法

电能计量主要采用高供高计、高供低计以及低供低计等计量方式，一般安装在供电设施产权分界处，通过根据用电量和计量对象的重要程度一般分为五个等级。常用的电能计量装置主要有各种类型的电能表、计量用电压、电流互感器及二次回路、电能计量柜（箱）等。基于电磁感应以及欧姆定律等原则，机械式电能表基于电能表接入电路时的电磁感应作用，通过蜗杆传动进行计度；电子式电度表基于分流器或电流互感器等进行电能信息转换，利用电子电路或芯片，通过脉冲信号驱动步进马达带动机械计度器或微机处理来测量电能。

2 电能计量窃电方式

2.1 电能表接线原理与常见接线错误

电能计量主要有基波、谐波及非稳态畸变电能信号等计量方式[1]，当下主要采用基波电能计量，通过各类电子、电能、感应式电能表设备进行计量。

单相电能表一般通过直接接入或是经电流互感器方式接入供电电路如图1所示。当火线和零线的互换接入时，电能表正转，负荷侧接地时，极易发生漏计电量；电压钩断开或接触不良时，电表停转；电流互感器二次侧短路时，电表不转；电能表极性接反时，电能表圆盘反转。三相三线电能表接线主要采用低压电路或高压电路的有功电能接线方式。错误接法包括电流回路错误、电压回路错误以及电流和电压回路同时接错的情况比如电流互感器二次侧a 相反接，φ 在0°时圆盘转数停转，φ 在30°时转速慢，φ 在60°时转速较慢，φ90°时转速加快。不同接线下的计量运算见表1。

表1 不同接线下的计量运算（三相三线 电流回路 电流互感器二次侧a 相反接）

图1 单相电能表接线

三相四线电能表错误接法主要有电流回路短路故障、电压回路故障以及电流互感器二次极性接反等情况。电流回路一相短路或是电压回路一相开路时，就会少计1/3的电量；电流回路两相短路或是电压回路两相开路时，少计2/3的电量；电流回路三相短路或是电压回路三相开路时，电能表停转等。

配电过程窃电方式主要表现为错误的电能表接线方式和强磁窃电方式[2]。

2.2 电能表错误接线方式下的窃电问题

基于电能表接入电路电压、电流中时的接线以及相量关系，以及错误接线下可能的计量误差，通过错误的接线方式或是改变接线性质等实施窃电行为。在电流方面，通过错接或是变比等进行窃电；在电压方面通过失压、欠压、相形反接等窃电；在计量方面，通过改变电压、电流相序接线或改变计量装置的机械传动、永久磁铁位置、电流线圈匝数甚至是外接窃电装置、绕过计量装置等窃取电力。如果对电能表、箱柜等管理不严格，很可能发生窃电事件。

2.3 强磁窃电

伴随供电企业对电能表、箱柜等测量装置管护的加强，窃电者开始采用强磁铁对电能表进行干扰。基于电能表的工作原理，通过强磁场对电能表内部分组件的磁路饱和干扰，造成电能表计量变小。线管实验表明，强磁场对不同类型的电能表都有影响，会使感应式电能表磁路饱和，电子式电能表电源部分的工频变压器铁芯或高频变压器的磁芯磁路饱和，脉冲计度器的步进电机磁路饱和等，进而影响电能计量，且影响全部为负误差，即电能表计量与实际用电相比，计量均减少。为避免强磁干扰，必须注重电能计量设备的防磁干扰。

3 电能计量中的反窃电技术

从技术角度来讲，窃电行为通过对电能计量相关电流、电压以及计量设备等进行干扰和破坏，造成用电计量少，实际用电多的误差效果窃取电力。为减少用电窃电行为，在技术层面可以通过数字化监管技术、用电分析技术、设备防护技术等进行反窃电设计与应用。

3.1 数字化监管技术监管窃电行为

伴随传感器、摄像头、5G 通信等技术能力的提升，以及相应应用技术成本的下降，带动起物联网应用的发展。在电力供给末端的管控中，可以借助物联网技术，提供更为即时、动态、远程和可持续的状态监测。在电力管控过程中，可以更多地运用监测设备对窃电问题进行全天候的监控与预防，比如运用磁场感应器监测电能表附近的磁场变化，运用红外、微波传感器等对电能表开关进行监测等，及时发现窃电信息，防止人为的电能表改装和电路私接等问题，降低窃电可能性以及窃电行为发生持久性，报警装置结构举例如图2所示[3]。

图2 报警装置结构举例

3.2 数字化用电分析技术监管窃电行为

伴随电网供给服务系统的数字化、智慧化管理升级，供电端可以多方面了解到供电末端用户的电量使用信息变化，比如温度、谐波、功率、因数、负荷、电压、电流等。通过对用户历史用电信息的比对，可以较为精准地了解到用户的用电量变化；同时，窃电过程中输入电量与电量计量间存在用量过低的差异，通过对相应数据信息的比对也可以发现窃电问题。数字化电网管控下，数字信息通过计算机运算模型进行自动比对与决策报警，与远程终端监控技术相融合，通过手机、电脑可以远端随时了解电能计量端的信息变化，避免了窃电行为的发生。

3.3 设备防护技术监管窃电行为

针对破坏性窃电以及强磁干扰窃电等行为，除采用数字化、信息化的管控手段之外，也可以通过对电能表自身的防护升级进行反窃电改造。比如，针对居民区使用的电能表进行封装、加锁，只能读取电量信息，无法对电表进行改装操作；针对公共空间、企业用电的配电柜、配电箱等较大型配电系统，贴加封条或是采用带有报警功能的智能门锁等，确保配电柜/箱正常情况下不被开启。通过设备增加锁控开关等防范对电能表篡改与破坏性操作的窃电行为。针对强磁干扰型的窃电行为，在影响电量计量的组件、装置周围进行防磁处理，厚度大于1mm 的钢板可以较为有效地阻止强电磁辐射。

4 电能计量的反窃电管理措施

除了通过技术层面的反窃电举措，也需要供电企业根据供电服务实际情况，加强在管理层面的防窃电创新。通过供电服务合同条款约束、完善相关法律制度加强日常窃电检查、强化文明用电等办法，加强用电监管。

4.1 加大惩罚力度

窃电行为作为偷盗行为的一种，行为人的窃取行动具有隐匿性，在确定窃电行为时，窃电行为常常以计量误差进行窃电，很难摸清到底窃取了多少电量。在窃电行为难以管控的区域或是领域，联合相关监管部门，制定更为严格的处罚制度，并在供电合同中加以约束，适当调整处罚力度，改变现有以窃电量为标准的处罚制度，以发现盗取即为惩罚的惩罚原则，增大窃电损失成本，通过建构起窃电行为相较于日常用电成本间呈现得不偿失的利益关系，减少窃电行为发生。

4.2 加强日常用电监管

传统的电力企业属于政企合一的组织形式。供电规模庞大，供电运营范围广，对电力窃电行为的监管缺乏长期、高效的监管控制组织和监控能力。尤其庞大的运营末端，落实到一家一户，以及商业经营的各种经营集体组织。窃电管理成本或将高于窃电损失成本。同时，电力企业在安全用电管理方面要求极高，用电安全维护成本较高。对窃电行为的监管与用电安全融合进行统一管理是较为有效的管理模式。因而，将窃电管理智能落实到用电安全管理上，加强日常用电监管的有效途径。可以加强对日常用电设备的窃电排查，建立窃电专项治理组织，并与日常安全检查队伍相协调或是人员共用等，通过组织管理提升日常用电监管在窃电方面的排查力度；同时，为调动窃电排查人员窃电行为排查的主动性，可以建立相应的奖惩制度、创新机制等发挥一线人员的聪明才智去创新治理办法。

4.3 强化文明用电宣传

窃电行为往往发生在法律意识薄弱、社会文明程度不高、监管不够严格的地区。一人或是一个企业的获利常常引发连锁反应，或是通过私下的传播成为地区性问题。从电力的公共属性来讲，电力具有民生意义；从电力企业运营的角度来讲，需要核算企业运营成本。在社会利益与经济利益共存的情况下，需要道德的力量进行约束。

4.4 充分发挥数字化手段加强窃电管理

伴随数字化、智能化技术在电力行业的快速应用与发展，运用数字化的监控设备和管理工具已经具备较高的窃电监控能力。充分发挥数字化手段的技术能力，

从管理层面，基于庞大的电力运营重点监管大数据，需要加强反窃电工作人员的利用大数据信息的能力，引入或培养用电数据分析人才，在反窃电管理工作中，加强用电大客户、窃电高发区域、时段的专项治理。通过用电数据采集、分析、预警等功能及时发现窃电问题，及时固定窃电行为证据，加大惩罚力度，严格电能表、配电柜的监管等综合管理提升电力企业的反窃电治理能力。

5 结语

由于电能计量特殊属性，使得用电终端用户有机会可以通过改变电流、电压、计量等接线方式以及利用强磁场等方式，营造供电与计量间的误差，进而发生窃电活动。在窃电治理过程中，需要充分发挥反窃电技术、数智化电力管理技术以及窃电治理管理职能等提升窃电治理效果，及时发现和制止窃电行为，提升公众文明用电意识，降低因窃电事件带来的经济损失。