CN106771440B - 一种杜绝偷电的单相液晶电表的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种杜绝偷电的单相液晶电表，包括表壳、供市电接入的火线零线接线孔、安装在表壳内的微处理器以及与之连接的电源模块、时钟模块、存储模块、电参数综合检测模块、显示模块、通信模块；其特征在于：在表壳内设置有屏蔽罩，所述电源模块、时钟模块、存储模块、电参数综合检测模块、显示模块均安装在屏蔽罩内，通信模块则位于屏蔽罩外、表壳内；还包括自检测模块，包括并联在火线零线之间的数字控制模拟开关、与数字控制模拟开关串联的测试电阻，数字控制模拟开关的信号端与微处理器连接。本发明具有抗干扰性强、能自判断窃电或自身故障、发生异常自动报警、并可通过应激自检测和主动自检测增强判断力度以杜绝偷电的优点。

Description

一种杜绝偷电的单相液晶电表的控制方法

技术领域

本发明及电气用品领域，尤其涉及一种杜绝偷电的单相液晶电表及其控制方法。

背景技术

随着经济的发展，传统电网必须向智能电网发展，这就对电力配套设施与设备的接口能力、通信能力和数据处理能力提出了更高的要求。而作为电力计量中最重要的组成部分，传统的感应式电能表远远不能满足整个社会和经济发展的需要。

基于基础技术的发展，电子式电能表逐渐取代了感应式电能表，为了进一步满足生产发展的需求，国家电网颁布了智能电能表的设计标准，全国范围内的电表企业将按照此标准设计一款更加智能更能符合用户需求的单相智能电能表。实际上，早期的电子式电能表大部分还是采用的感应式元器件，由光电传感器完成电能到脉冲的变换，再由电子电路对脉冲进行采样处理，完成电能量的计量。但用感应式的元器件构成其测量的主回路，使得它和感应式电能表一样，仍具有精度低，测量频率范围小等缺点。

如今，经过多年的发展，欧美发达国家在单相智能电能表领域已取得明显进步，智能电能表技术不断成熟、功能不断增强、应用不断普及，功能要求更加明确。由于基础设施的优势，欧美国家在用电特点和电网特点基础上，智能电能表的智能化、信息化以及兼容性功能不断丰富，并得到广泛推广。早在 2008 年，美国就已经确定了智能电能表的功能，功能如下：必须具有远程遥控开关功能、双向数据传送功能、自带信息存储功能、远程编程功能、监控电压并反馈信息功能，断电定位功能；电能表必须以小时为单位读表，当天传递数据，数据信息提取间隔精确到15分钟或者更短；电能表支持自动负荷控制，支持实时定价、分时定价，并可以计算用户自发电量。目前中国的智能电能表已经达到或非常接近发达国家的技术标准，中国已经成为智能电能表的生产大国，生产和研发能力也已经能够满足国际市场的不同需求，而且价格优势明显，在国际市场上已具有较强的竞争力。

但是，不可忽视的是，自从电表发明以来，窃电和防窃电技术一直以来都在不断博弈和发展，目前通过数字电表、一户一表等方式基本杜绝了原本大部分不法分子的低级窃电行为，但是高级窃电行为仍然屡禁不止，并且因为数字电表给电力部门带来的自信和因为抄表雇员的大量减少，现场监控大为减少，一旦窃电发现新技术能逃过现有液晶电表的计量，例如电表控制器通过震荡电路干扰电表指数，在入表前通过各种方式窃电，在家中采用异常用电方式干扰电表等窃电方式，其在现场实施后被发现的周期将大大延长。

目前的液晶数字电表首先不抗干扰或抗干扰性弱，可以通过电表控制器等产生震荡电流来干扰电表；其次，通常仅能采用记录并发送电压电流曲线到服务器，通过人工监控或软件分析来发现，但是随便一个区域的用电户数都数以万计，采用人工监控的方式来发现根本不可能；采用软件分析因为出现曲线异常的可能性不只是窃电，经常出现误判，造成派往现场监控的人力大量浪费，也只能在大量的异常中采取部分抽查手段，或者提高容错率，人为构建逻辑，筛除出比较不像窃电的，但会造成大量窃电行为有机可乘。因此窃电现象依然没能完全克服。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在现有液晶电表基础上进行改良，提供一种抗干扰性强、能自判断窃电或自身故障、发生异常自动报警、并可通过应激自检测和主动自检测增强判断力度的杜绝偷电的单相液晶电表及其控制方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种杜绝偷电的单相液晶电表，包括表壳、供市电接入的火线零线接线孔、安装在表壳内的微处理器以及与之连接的电源模块、时钟模块、存储模块、电参数综合检测模块、显示模块、通信模块；其特征在于：在表壳内设置有屏蔽罩，所述电源模块、时钟模块、存储模块、电参数综合检测模块、显示模块均安装在屏蔽罩内，通信模块则位于屏蔽罩外、表壳内；还包括自检测模块，包括并联在火线零线之间的数字控制模拟开关、与数字控制模拟开关串联的测试电阻，数字控制模拟开关的信号端与微处理器连接。

上述的一种杜绝偷电的单相液晶电表，其中：所述电参数综合检测模块包括火线和零线上分别设置的电子电流互感器和在火线零线之间设置的电子电压互感器。

上述的一种杜绝偷电的单相液晶电表，其中：所述屏蔽罩为金属框架加附着在其上的金属网构成。

上述的一种杜绝偷电的单相液晶电表，其中：所述屏蔽罩的材料为铜或铝。

上述的一种杜绝偷电的单相液晶电表，其中：所述微处理器通过散热片与屏蔽罩相连，或者微处理器直接安装在屏蔽罩内表面上。

上述的一种杜绝偷电的单相液晶电表，其中：所述自检测模块中还设置有与测试电阻串联的LED灯，其安装位置应保证灯光能传出表体被肉眼可见。

上述的杜绝偷电的单相液晶电表的控制方法，包括以下步骤：

1）正常工作

市电的火线零线通过接线孔进入表壳，通过电参数综合检测模块检测出火线零线中的电流和二者之间的电压，并传输给微处理器，配合时钟模块进行用电量计算。

2）自判断，发生异常自动报警

①如果火线和零线的电流出现不同，以较大的为准，并且微处理器发出一般警报信号，经通信模块发送到服务器；

②微处理器将电流和电压波形与存储模块中的波形进行比较，当波形出现异常波动时，则发出较高等级警报信号，经通信模块发送到服务器。

3）自检测

①应激自检测

在2）中报警条件触发时，微处理器自动发出信号给数字控制模拟开关使之闭合，测试电阻接入电路，并且LED灯点亮可见，经过指定时长测试后数字控制模拟开关断开，微处理器将测试过程中的波形和电参数与测试前进行比较，发现异常则发出测试结果和高等级警报到服务器。

②主动自检测

在监控人员或者现场人员发现某电表可疑时，可主动通过服务器或手持仪器对通信模块发出自检测指令，微处理器发出信号给数字控制模拟开关使之闭合，测试电阻接入电路，并且LED灯点亮可见，经过指定时长测试后数字控制模拟开关断开，微处理器将测试过程中的波形和电参数与测试前进行比较，发现异常则发出测试结果和高等级警报到服务器。

③测试用电自动扣除

因为①、②两个自检测步骤中测试电阻本身会消耗电能，所以微处理器能自动计算并扣减在测试过程中测试电阻发生的电能消耗。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：屏蔽罩采用金属框架加附着在其上的金属网构成，优选为铜或铝，这样保证了，第一金属屏蔽材料能防止强力击穿或类似于电表控制器输出的强力干扰脉冲，保证了内部各模块尤其是微处理器和电参数综合检测模块不会受到干扰；第二，金属网能保证内部气流流通，使微处理器散热良好，尤其是采用微处理器通过散热片与屏蔽罩相连，或者微处理器直接安装在屏蔽罩内表面上的方式，将屏蔽罩作为传热的良好导体，这样电表的工作稳定性好；第三，将通信模块置于屏蔽罩外，保证了通信正常；电参数综合检测模块包括火线和零线上分别设置的电子电流互感器和在火线零线之间设置的电子电压互感器，火线零线同时计量电流并取大值，可以将传统的火-地偷电法消灭，电压和电流一起检测，能记录其波形变化，微处理器将其与存储模块中的波形进行比较，发现震荡电流和反向电流方式的窃电时，可自动报警；本发明中最大的进步在于引入了自检测用的测试电阻，在发生异常时应激或主动启动，因为其阻值一定，因此可以作为标准参照，开启指定时长，如果窃电行为存在，则测试过程中的波形和电参数将一定会出现偏差，例如电流增大仅为应增大值的三分之一或者干脆没有增大，并且总用电量应至少大于等于测试电阻的用电量；微处理器能自动计算并扣减在测试过程中测试电阻发生的电能消耗，这样十分公平，也不会使了解电表原理的人制造出不利舆论；本发明通过分级警报的方式区分优先级，大大解放了监控人员的工作量，这样，监控人员只需重点实时关注高等级警报和其测试结果、每日浏览较高等级警报、定期如每周浏览一般警报即可；并且，本发明在出现故障时，也可以通过自检测的方式来辅助判断问题所在。

具体实施方式

实施例1

一种杜绝偷电的单相液晶电表，包括表壳、表壳上设置供市电接入的火线零线接线孔和散热孔、在表壳内设置的屏蔽罩、安装在屏蔽罩内的微处理器以及与之连接的电源模块、时钟模块、存储模块、电参数综合检测模块、显示模块、自检测模块，以及安装在屏蔽罩外、表壳内的且与微处理器连接的通信模块；所述屏蔽罩为金属框架加附着在其上的金属网构成，金属框架和金属网优选为铜制或铝制；所述微处理器采用类似电脑CPU的安装方式通过散热片与屏蔽罩相连，或者微处理器直接安装在屏蔽罩内表面上；电参数综合检测模块包括火线和零线上分别设置的电子电流互感器和在火线零线之间设置的电子电压互感器；所述自检测模块包括并联在火线零线之间的数字控制模拟开关、与数字控制模拟开关串联的测试电阻、与测试电阻串联的LED灯，数字控制模拟开关的信号端与微处理器连接，即微处理器接收测试电阻连入电路的命令后，通过信号线给数字控制模拟开关开启信号，开关成为通路，测试电阻开始工作，直到测试时长完毕后微处理器给数字控制模拟开关关闭信号为止。LED灯的安装位置应保证灯光能传出表体被肉眼可见，以起到现场人员能直接观测的效果。

本发明的杜绝偷电的单相液晶电表的控制方法，包括以下步骤：

1）正常工作

市电的火线零线通过接线孔进入表壳，通过电参数综合检测模块检测出火线零线中的电流和二者之间的电压，并传输给微处理器，配合时钟模块进行用电量计算。

2）自判断，发生异常自动报警

①如果火线和零线的电流出现不同，以较大的为准，并且微处理器发出一般警报信号，经通信模块发送到服务器；

②微处理器将电流和电压波形与存储模块中的波形进行比较，当波形出现异常波动时，则发出较高等级警报信号，经通信模块发送到服务器。

3）自检测

①应激自检测

在2）中报警条件触发时，微处理器自动发出信号给数字控制模拟开关使之闭合，测试电阻接入电路，并且LED灯点亮可见，经过指定时长测试后数字控制模拟开关断开，微处理器将测试过程中的波形和电参数与测试前进行比较，发现异常则发出测试结果和高等级警报到服务器。

②主动自检测

在监控人员或者现场人员发现某电表可疑时，可主动通过服务器或手持仪器对通信模块发出自检测指令，微处理器发出信号给数字控制模拟开关使之闭合，测试电阻接入电路，并且LED灯点亮可见，经过指定时长测试后数字控制模拟开关断开，微处理器将测试过程中的波形和电参数与测试前进行比较，发现异常则发出测试结果和高等级警报到服务器。

③测试用电自动扣除

因为①、②两个自检测步骤中测试电阻本身会消耗电能，所以微处理器能自动计算并扣减在测试过程中测试电阻发生的电能消耗。

经测试，本发明的杜绝偷电的单相液晶电表能在多种模拟的偷电场景下自动判断并立即报警，通过应激自检测给出分析数据。这样，监控人员只需重点实时关注高等级警报和其测试结果、每日浏览较高等级警报、定期如每周浏览一般警报即可，高等级警报可配合现场的监控摄像头或者实地查看来重点解决，较高等级警报因为会自动应激自检测，在自动应激自检测没有发现问题的情况下只需要抽查或定期巡查时查看即可；一般警报因为火线零线电流已经取大值，在未发现其它问题的情况下，可以在抽查或定期巡查时加以关注即可。

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种杜绝偷电的单相液晶电表的控制方法，所述杜绝偷电的单相液晶电表，包括表壳、供市电接入的火线零线接线孔、安装在表壳内的微处理器以及与之连接的电源模块、时钟模块、存储模块、电参数综合检测模块、显示模块、通信模块；其特征在于：在表壳内设置有屏蔽罩，所述电源模块、时钟模块、存储模块、电参数综合检测模块、显示模块均安装在屏蔽罩内，通信模块则位于屏蔽罩外、表壳内；还包括自检测模块，包括并联在火线零线之间的数字控制模拟开关、与数字控制模拟开关串联的测试电阻，数字控制模拟开关的信号端与微处理器连接；所述电参数综合检测模块包括火线和零线上分别设置的电子电流互感器和在火线零线之间设置的电子电压互感器；所述屏蔽罩为金属框架加附着在其上的金属网构成；所述屏蔽罩的材料为铜或铝；所述微处理器通过散热片与屏蔽罩相连，或者微处理器直接安装在屏蔽罩内表面上；所述自检测模块中还设置有与测试电阻串联的LED灯，其安装位置应保证灯光能传出表体被肉眼可见；

其特征在于，包括以下步骤：

1）正常工作

市电的火线零线通过接线孔进入表壳，通过电参数综合检测模块检测出火线零线中的电流和二者之间的电压，并传输给微处理器，配合时钟模块进行用电量计算；

2）自判断，发生异常自动报警

①如果火线和零线的电流出现不同，以较大的为准，并且微处理器发出一般警报信号，经通信模块发送到服务器；

②微处理器将电流和电压波形与存储模块中的波形进行比较，当波形出现异常波动时，则发出较高等级警报信号，经通信模块发送到服务器；

3）自检测

①应激自检测

在2）中报警条件触发时，微处理器自动发出信号给数字控制模拟开关使之闭合，测试电阻接入电路，并且LED灯点亮可见，经过指定时长测试后数字控制模拟开关断开，微处理器将测试过程中的波形和电参数与测试前进行比较，发现异常则发出测试结果和高等级警报到服务器；

②主动自检测

在监控人员或者现场人员发现某电表可疑时，可主动通过服务器或手持仪器对通信模块发出自检测指令，微处理器发出信号给数字控制模拟开关使之闭合，测试电阻接入电路，并且LED灯点亮可见，经过指定时长测试后数字控制模拟开关断开，微处理器将测试过程中的波形和电参数与测试前进行比较，发现异常则发出测试结果和高等级警报到服务器；

③测试用电自动扣除

因为①、②两个自检测步骤中测试电阻本身会消耗电能，所以微处理器能自动计算并扣减在测试过程中测试电阻发生的电能消耗。