“反窃电检查器”的设计与应用

　　摘要：窃电造成的损失和社会危害巨大，不仅造成重大经济损失，同时因窃电造成变压器、线路烧坏导致的大小停电事故时有发生。“反窃电检查器”设计依据电度表工作原理，进行数据采集后，与标准负荷电流电压进行比较，从而判断电度表运转是否正常。
　　关键词：电表工作原理；电表检查器设计原理；推广应用
　　
　　一、 引言
　　窃电造成的损失和社会危害巨大，不仅造成重大经济损失，同时因窃电造成变压器、线路烧坏导致的大小停电事故时有发生。因此设计开发一种便携、易用的电度表现场检查的器具，对房区现场对电度表进行初步检测，对于物业服务中心服务品质及效益提升有十分重要的意义。
　　二、 中国平煤神马集团机关房区概况
　　物业服务中心服务面积约42万平方米，服务用户约5000余户，2010年电费支出800万元。水电费支出直接影响着物业服务中心的经营效益，然而加大水电回收率是提高中心重要经济指标之一。近年来中心对各房区的水电计量进行改造，部分房区电表计量已更换为智能远程采集电表，大部分房区仍然使用老式机械电表或轮式电子表，部分住户对电表内部或外部线路进行改动从而达到窃电的目的，对于物业服务中心产生较大的负面影响。电表取样到质检部门进行计量鉴定，这样以来不仅工作量大、费用高不说，直接影响到其他住户正常用电，从而影响了服务质量。
　　二、“反窃电电度表检查器”设计原理
　　“电度表检查器”是一部要求测量精度高、现场易操作、检测速度快的测量仪器，为设计制做出这样一部器具，我中心根据不同器具的工作原理研发了“反窃电电度表现场检查器”，这部检测器可在短时间采集到经过电度表的实际电流功率，实现了在不停电、不改变计量回路接线的情况下，检测电度表的计量误差。
　　1、一些常用电表的工作原理：
　　1)“机械电度表基本原理”传统电度表指感应式的机械电度表(简称感应表或机械表)，它利用的是电磁感应原理，主要由电压线圈、电流线圈、铝盘、永久磁铁、计度器等器件构成。其工作原理为：根据电磁感应原理，电表通电时，在电流线圈和电压线圈产生电磁场，在铝盘上形成转动力矩，通过传动齿轮带动计度器计数，电流电压越大，转矩越大，计数越快，用电越多。铝盘的转动力矩与负载的有功功率成正比。电表常数，指计量每单位电能值（度或千瓦•小时）时对应铝盘转过的圈数，单位是转/千瓦•小时。
　　2)“电子电度表基本原理”电子式电度表是利用电子电路/芯片来测量电能；用分压电阻或电压互感器将电压信号变成可用于电子测量的小信号，用分流器或电流互感器将电流信号变成可用于电子测量的小信号，利用专用的电能测量芯片将变换好的电压、电流信号进行模拟或数字乘法，并对电能进行累计，然后输出频率与电能成正比的脉冲信号；脉冲信号驱动步进马达带动机械计度器显示，或送微计算机处理后进行数码显示。
　　2、常见窃电的几种方法：
　　⑴改动短路计量装置的电流线圈。通常是在电能表内部或外部用导线将电流线圈短接，较常见的做法是用导线或并接电阻插入电能表的相线输入端和输出端，起到分流作用。用导线短接，而导线电阻几乎等于零，绝大部分电流将从短接导线通过，电能表的电流线圈几乎没有电流，致使电能表停转；若并接小于电流线圈电阻值的电阻时，电流线圈跟并接电阻形成并联电路，根据并联电路的分流原理，大部分电流将从并接电阻通过，电流线圈只有小电流通过，致使电能表按一定比例慢转，从而达到窃电目的。此种窃电方式称之为欠流法窃电，这种窃电方法较为常见，但不宜发现。
　　⑵断开电压联片或在电压线圈上串联分压电阻。
　　断开电压线圈就是使电压线圈失压导致电表不转。常见方法是把电能表的电压联接片松开，这种方法不必开表封，属较低级的窃电方法，新型普通电表已在电表内部短接联片。其二，开启电表外盖用一电阻串接在电压线圈上，所串接电阻用绝缘胶布或绝缘套管套住（具有隐蔽性），其原理是起到分压作用，把一部分电压分担到电阻两端，使电压线圈两端电压减小，达到少计电量的目的。此类方式亦称之为欠压法窃电。
　　⑶调接零火线窃电。
　　这种窃电方法是事先将电能表进线端的火、零线调接，根据电能表的内部电路结构，接零线端的输入跟输出是用联片短接的，因此，窃电户可利用自设（或另接）的零线用电，而电能表因没有反方向的电流回路通过电能表的电流线圈，导致电表停转。这种窃电方法必须在室内装设倒闸控制开关，使经过电能表的零线和自设地线（或另接零线）能自由的控制。但自设地线会给用户的安全用电带来严重威胁。
　　⑷断零窃电。
　　这种窃电方法事先必须将电能表进线端的零线断开并将其隐蔽。跟调接法窃电相似，都需要另接或自设地线，并在室内安装倒闸开关。在断开电表输入零线后，电流线圈仍可通过电流，而电压线圈会失去电压，这时，窃电户用电，电表是不会计量的。当窃电户想电表转动计量时，可从电表零线输出端反接零电位（即另接零线或自设地线），电压线圈获得电压，电表转动。其二，在反接零电位的导线上串接电阻，跟欠压法相似，起到少计电量作用。此类方式亦称之为断零法。
　　⑸更换计数器齿轮。其具体做法，是用小容量电能表的计度器更换大容量电能表的计度器，被更换后的电能表计出的电量比实际用电量成倍减少。比如，用5（10）安1800r/kWh的电能表计度器更换10（20）安900r/kWh的计度器，由于电能表的电流线圈和电压线圈没有变，那么铝盘转速不变，但计度器被更换后原900转计实际用电一度，变成了转1800转才计一度，计量电量比实际用电量减少一半。这种窃电方法的要点是要用同一厂家的电能表才能够互换计度器，否则机械尺寸无法对应。而采用这种方法窃电首要一关就是要开启表计封印。但现在供电部门所采用的电表封印都是新式封印，具有很好的防窃电性能。
　　⑹绕越计量装置窃电:绕越计量装置窃电主要体现在私接公线，这种窃电方法是不容易操，需施工前预先下设一根导线入户。
　　3、“反窃电电度表检查器”设计构造
　　“反窃电电度表检查器”从外部构造是由：液晶显示模块、键盘、主机、数据线、精密钳形表、电源线等组成。液晶显示模块采用的是南京罗姆液晶显示技术有限公司生产的WYM240128C模块，它的功能是用来显示步骤代码、计算结果、操作指示等。按键是用来输入数据、发送指令、功能调看等操作的部件。主机是把采集来的电流数据与预设参数及预存指令，进行运算比较后，输出显示结果，最后在显示器显示结果。
　　4、“反窃电电度表检查器”基本工作原理
　　反窃电电度表检查器，内置工业控制计算机，具有同步工频参数测量功能（如电压、电流有效值；有功、无功功率；工频频率；功率因数等），可校验各种有功、无功电能表；采用高精度电流互感器以用于数据采集，收集实际电流功率，而对于数字表设置了脉冲接收装置，更精确记录电表电流功率。
　　1) 采集电表实际电流功率。根据常用电表的工作原理，把电表入表电源与“反窃电电度表检查器”相连接，为检查器提供电源及标准电压电流；把高精度电流互感器卡在电表火线输出侧，另一端“电度表检查器”PS2口相连接。如电子表则在电子表脉冲检测端与“电度表检查器”USB连接（如图一）；在电表输出端安装标准功率用电器，用于实际功率的输出标准。
　　2) 设定“电度表检查器”参数。在“反窃电电度表检查器”操作键盘输入标准功率参数（图一），即标准用电器功率参数；再设定检测周期，机械表为表盘转动圈数，电子表则设定脉冲数。检测周期越长，测试效果就越准确。
　　3) 运算比较，输出显示结果。对实际电流功率进行采样后，输入“电度表检查器”内，然后再与预设运算指令进行比较计算（图二）。当电流互感器的一次电流在额定电流的20％～120％之间，其励磁电流所占比重较小，计量较精确。当电流互感器在额定电流的120％以上工作时，由于铁芯饱和，励磁电流较大，产生严重的负误差，少计很多电量。当电流互感器在额定电流的20％以下工作时，产生"大马拉小车"现象，低于5％时出现较大的负误差。最后将检测结果输出到显示器，来判断是否存在窃电行为。
　　三、应用效果及社会效益
　　“反窃电电度表检查器”是2011年我们根据中心服务房区现有状况，研制开发的产品，实现了快速检测电度表是否运转状况，及时发现电度表是否是否损坏或有窃电行为。物业服务中心服务房区用户5000余户，如果每年查出窃电按100户计算，每户窃电每月按300度计算，一年被窃电量总数为300度X12X100=360000度，每度电按0.58元计算，直接经济损失208000元。窃电造成的损失和社会危害巨大，住户的窃电行为不仅直接影响着中心的经济效益，同时窃电的社会危害性很大，因窃电造成变压器、线路烧坏导致的大小停电事故时有发生，甚至引发民事纠纷、治安、火灾、刑事案件，更甚者可能影响了社会稳定。
　　四、结束语
　　“反窃电电度表检查器”的产生，可让在表上做手脚的窃电住户疏而不漏地被查处，使用起来方便快捷，而且准确率非常高，挽回中心的经济损失，为中心的健康发展做出了积极贡献。

《 “反窃电检查器”的设计与应用》

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文章名称： “反窃电检查器”的设计与应用

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