CN109813959B - 一种防窃电智能电度表及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防窃电智能电度表，包括防窃电模块、录像模块、采集终端、通信模块和后台服务器，所述防窃电模块包括电源模块、行程开关常闭接点、微控制器、双色二极管、时钟芯片、三极管、继电器、二极管、锂电池、数据接口和存储芯片，电度表与所述采集终端、通信模块、后台服务器依次连接，所述通信模块还与所述数据接口信号连接。本发明通过网络，发现有窃电行为，实现远端停电，还可以在现场或通过物联网系统向已经接受处罚的用户电度表输入指令，使用户电度表能够正常供电，同时通过分析用户的用电数据信息，可以发现潜在的窃电问题。

Description

一种防窃电智能电度表及其使用方法

技术领域

本发明涉及电力运维技术领域，具体涉及一种防窃电智能电度表及其使用方法。

背景技术

目前窃电行为猖獗，窃电手法各异，严重扰乱市场行为，给电力系统带来极大的经济损失。电力公司每年启动“天网”、“雷霆”等反窃电集中打击专项行动，调集了全省反窃电专家进行排查，在排查过程中还有公安民警协助。在历次行动中，也抓到一定数量窃电分子，避免电力系统财产进一步损失。

电度表数据已经通过电采系统传至后台监控，运用“大数据”进行分析，锁定疑似窃电用户，然后进行排查，蹲点守候，搜证据，抓相形，严厉打击窃电分子的窃电行为，通过开展“天网”反窃电专项行动，窃电违法分子确实收敛了不少。但是，随着时间的推移，窃电分子还会继续窃电，电力员工也不能24小时蹲点守候。反窃电行动虽然动用了大量人力物力，亡羊补牢，没有从根本上找到问题的解决办法，没有有效杜绝窃电行为的发生。

电表箱用专用锁具锁着，不容易打开，窃电分子只能破坏电表箱的锁具和电度表上的铅封，打开表盖，短接内部进出线，通过更换或者损害内部元件，使之不计量或少计量，达到窃电的目的。

在已查获的违法窃电行为中，通过打开表盖进行窃电的比例高达90%，虽然打开表盖是初级的窃电的方法，但是这种窃电方法原理简单，技术含量不高，通过分析，可以归纳以下4种窃电行为：

1、采用分流法；

窃电分子在相线的输入端和输出端，并接电阻将电流线圈短接，起到分流作用，使之转慢或者停转，从而达到窃电目的。

2、采用欠压法；

通过一电阻串接在电压线圈上，其原理起到分压作用，使电压线圈两端的电压减少，达到少计量的目的。

3、更换内部器件：更换计数器齿轮，用小容量的电能表计度器更换大容量电能表的计度器；更换电流互感器，用变比大的互感器替换变比小的互感器，从而达到少计量的目的。

4、专业窃电

修改内部数据，或手动调节内部校准按钮，达到窃电目的。

这一类型的窃电有个共同特点是：都需要打开表盖，在现场排查中，到底哪只电表被打开过，没有明显标示，不便于排查，只能一个一个用专用仪器进行测试，没有目标，工作量太大，利用抽检代替排查，这会造成窃电分子漏网。

现在虽然有电采系统，电表盖被打开过也能检测到，但是人力有限，或者信号不准确等原因，往往会积累到一定程度再派专业员带专用仪器进行调查取证，窃电分子在这期间在进行疯狂窃电，给电力系统造成一定经济损失，给社会带来不良影响。

在窃电专项排查中，可以利用信息采集系统（利用4G无线网络）等远程监控系统采集数据进行分析，针对大用户、高损台区和窃电多发地区进行专项监控，进行数据分析、将用电异常、疑似错接线等影响计量准确性的等疑似窃电用户信息形成清单，然后提供给专项检查人员，检查人员携带反窃电专业技术设备，根据清单到现场进一步进行检查，而现场电表箱内装有多块电表，究竟是哪个用户窃电，需要利用专用仪器进行逐一排查，浪费人力，效果不明显。

公开号为206595574U的实用新型提供了一种防窃电配电柜，包括配电柜本体、设置于配电柜本体柜门上的防盗锁、声音传感器、用于传输信号的信号传输装置以及用于接收信号的远端显示系统；所述防盗锁锁芯内侧设置有拨动杆、所述配电柜本体侧面与所述拨动杆对应的位置设置有报警器；所述报警器的正面设置有常闭按钮开关，柜门打开后所述扳动式开关的扳扣上开设有卡槽；所述卡槽与所述拨动杆相适配；所述报警器的喇叭与所述常闭按钮开关和扳动式开关形成闭合的串联回路；本实用新型能够在有人强制打开配电柜时，使报警器发出警报，并将警报信号上传给远端计算机控制器，告知监控人员被窃电的配电柜编号，以便维修人员及时检查情况。该申请并没有对每个电表进行监测，工作人员到现场还需用专用仪器进行逐一排查，才能发现哪个电表窃电，并且也无法第一时间阻止窃电行为。

公开号为 205484461U的实用新型公开了一种防窃电电表箱，包括箱体和箱门，箱门的开启处设有门磁开关，箱体内部设有主控单元，箱体内部设有预留表安装空间，箱体的左、右内侧分别设有第一干簧管和第二干簧管，箱体的内侧底部设有电磁传感器，箱体的上部还设有运行指示灯、报警指示灯、摄像头及声音警示器；门磁开关、第一干簧管、第二干簧管、电磁传感器、运行指示灯、报警指示灯、摄像头及声音警示器均与主控单元通过导线电连接。本实用新型可预防和减少电力事故的发生，可达到提高电力系统的安全性、可靠性、稳定性目的。但是其仍存在上述提到的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种防窃电智能电度表及其使用方法，通过网络，发现有窃电行为，实现远端停电，还可以向已经接受处罚的用户电度表输入指令，使用户电度表能够正常供电，同时通过分析用户的用电数据信息，可以发现潜在的窃电问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种防窃电智能电度表，包括防窃电模块、录像模块、采集终端、通信模块和后台服务器，所述防窃电模块包括电源模块、行程开关常闭接点、微控制器、双色二极管、时钟芯片、三极管、继电器、二极管、锂电池、数据接口和存储芯片，电度表与所述采集终端、通信模块、后台服务器依次连接，所述通信模块还与所述数据接口信号连接。

进一步的，所述录像模块包括串联的行程开关常开接点和监控摄像头，所述行程开关常开接点另一端与所述锂电池连接，所述监控摄像头与存储芯片信号连接。

进一步的，所述采集终端与电度表通过485通信接口连接，所述通信模块采用4G无线网卡与采集终端相连，另一端与服务器相连，所述后台服务器包括计算机和数据库。

进一步的，所述电源模块包括电表箱内的220V供电电路以及与供电电路连接的整流稳压电路，所述整流稳压电路与微控制器连接。

进一步的，所述行程开关常闭接点和行程开关常开接点安装在电度表的表盖上，对表盖的打开与否进行监测。

进一步的，所述数据接口包括电度表和手机或者电脑进行通信的蓝牙接口以及与通信模块连接的通信接口。

进一步的，所述继电器与设置在单相电度表内的交流接触器连接；所述继电器与设置在三相电度表外的交流接触器通过信号线连接。

上述基于防窃电智能电度表的使用方法，包括如下步骤：

S1、窃电分子进行窃电，首先是破坏电度表箱的锁具和电度表的铅封，然后打开表盖；

S2、打开表盖时，行程开关常闭接点动作，微控制器的31管脚处于高电位，同时行程开关常开接点闭合，启动监控摄像头进行录像，录像更好的作为窃电分子进行的有效证据；

S3、在微控制器的作用下，32管脚处于高电位，激发双色二极管红色管脚高电位，这时双色二极管发红光；

S4、在微控制器的作用下，管脚33处于高电位，激发三极管导通，继电器启动，其常闭接点断开，交流接触器因失电而断开，一次回路断电，同时监控摄像头持续录像，并将录像数据存储在存储芯片内，运维人员可通过数据接口查看数据，也可通过通信模块上传后台服务器，监控人员进一步进行信息核对，搜集窃电有效证据；

S5、当电度表没电时，用户会和售电公司进行联系，售电公司通过调查取证，进行相应处罚并重新送电。

进一步的，步骤S5中，送电过程包括如下步骤：

A、将电度表的表盖合上，行程开关常闭接点常开接点合上，31管脚低电位，同时行程开关常开接点断开，监控摄像头停止录像；

B、售电公司工作人员到现场进行核查，拆除多余元件，利用专用仪器进行校验，电度表能够恢复正常，则通过电度表的数据接口，输入正确指令，在微控制器作用下，管脚36处于高电位，激发时钟芯片开始计时，惩罚时间过后，33管脚由高电位变为低电位，三极管断开，继电器线圈断电，其常闭接点闭合，启动交流接触器合闸线圈进行合闸，一次回路恢复送电；

C、如果电度表破坏严重，由窃电用户承担损失，更换新的电度表。

进一步的，所述时钟芯片管脚连接修改按键，用来修改惩罚时间。

本发明提供的防窃电智能电度表及其使用方法，电源模块是将市电转换为12V直流电，供给电度表内部所需电源；当电度表表盖被打开后，交流接触器能够迅速切断供电回路；微控制器相应管脚检测高电位时，通过三极管启动继电器进行跳闸；双色二极管是监视作用，正常运行时绿灯亮，当表盖打开后，则一直显示为红灯，直至电度表输入正确的指令；数据接口是电度表和外部设备互相传递数据的通道；如果没有强有力的证据，更没有抓住现行，窃电分子是不会承认的，窃电分子会找各种借口进行抵赖，推卸责任，面对狡猾的窃电分子，更为了获得更有效的直接证据，在电度表加装一个监控装置，当电度表打开，电度表内部行程开关常启动摄像头进行录像，录像存储在存储芯片中，也可以通过物联网即通信模块实时传送到后台服务中心，表盖合上，停止录像，有效节约表内锂电池电量和存储空间，这些证据作为对窃电进行处罚的有效证据。电度表打开后，其液晶显示屏显示“电度表表盖已打开，请到售电公司说明问题”的警示，或直接短信通知该消息，由于自己窃电行为导致停电，窃电分子会老老实实到售电公司交代问题，接受相应处罚，承担损失，通过防窃电技术手段，有效维护社会正常用电秩序。

用户打开表盖，恢复送电分为以下2种情况，

1、当用户打开表盖后，随即终止窃电行为，然后把电表恢复原样，这时电度表会进行自检，自检正常，通过时钟芯片，如设定为12小时作为惩罚，12小时后自动送电，等到合适时间，计量工作人员到现场进行核实，无问题后，重新更换破坏掉的铅封、锁具，使电度表恢复正常。

2、当用户打开表盖，更换电表内部元器件，然后再把表盖合上，这时电度表会进行自检，自检后不正常，启动跳闸回路，对用户进行彻底停电。停电后，窃电分子接受相应处罚，由售电公司工作人员到现场检查电度表破坏程度，如果内部元器件比较容易恢复，在拆除多余元件后，通过专用仪器进行校核，一切正常后，通过数据接口，输入指令，电度表才能恢复正常。如电度表不能恢复正常，则更换新的电度表，用户承担一切损失，对其批评教育，促使改正。

同时利用物联网技术，通过采集终端获取电度表的信息并发送至后台服务器，通过对户用电信息数据分析：负荷电流及每月的用电量，在表盖打开前和打开后进行对比，如有明显下降，说明有窃电嫌疑，结合现场电度表表盖被打开回传数据，即可判定该用户已经进行窃电，立即通过远端进行停电。

通过采用指令防窃电高科技技术手段，对窃电分子警告、罚款、加入黑名单等惩罚措施，严重打击窃电分子窃电行为，恢复正常供用电秩序起到关键作用。

附图说明

图1为本发明防窃电模块的原理图；

图2为本发明录像模块的原理图；

图3为本发明电路表联网传输系统图；

图4为本发明单相电度表一次回路控制原理图；

图5为本发明三相电度表一次回路控制原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-5，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，本实施例提供了一种防窃电智能电度表，包括防窃电模块、录像模块、采集终端52、通信模块53和后台服务器54，所述防窃电模块包括电源模块1、行程开关常闭接点2、微控制器3、双色二极管4、时钟芯片5、三极管6、继电器7、二极管8、锂电池9、数据接口11和存储芯片10，电度表51与所述采集终端52、通信模块53、后台服务器54依次连接，所述通信模块53还与所述数据接口11信号连接。

进一步的，所述录像模块包括串联的行程开关常开接点22和监控摄像头23，所述行程开关常开接点22与所述锂电池9连接，所述监控摄像头23与存储芯片10信号连接。

进一步的，所述采集终端52与电度表51通过485通信接口连接，所述通信模块53采用4G无线网卡，所述后台服务器54包括计算机和数据库。

进一步的，所述电源模块1包括电表箱内的220V供电电路以及与供电电路连接的整流稳压电路，所述整流稳压电路与微控制器3连接。

进一步的，所述行程开关常闭接点2和行程开关常开接点22安装在电度表51的表盖上，对表盖的打开与否进行监测。

进一步的，所述数据接口11包括电度表51和手机或者电脑进行通信的蓝牙接口以及与通信模块53连接的通信接口。

进一步的，所述继电器7与设置在电度表51上的交流接触器40连接。

所述电源模块1是将市电转换为12V直流电，供给电度表内部回路所需电源；所述行程开关常闭接点2，当电度表打开时，行程开关常闭接点2触点打开，所述微处理器3的31管脚处于高电位。这里的行程开关采用了双刀位的开关，一个为常闭状态，灵一个为常开状态即行程开关常开接点，用于控制录像。采用一个行程开关可以确保两者同时工作，而不会一个工作另一个开关不到位不工作的情况发生。

所述微控制器3是电度表的核心，当检测到31管脚高电位时，在所述微控制器3的控制下，使所述双色二极管4红色管脚处于高电位，红灯亮，证明该表盖已经被打开过，便于观察，正常运行时，所述双色二极管4绿色管脚处于高电位，绿灯亮。同时，33管脚处于高电位，激发所述三极管6导通，所述继电器线圈7回路导通，其常闭接点71断开，所述交流接触器11失磁，一次回路断电。

达到送电条件时：表盖合上，行程开关常闭接点2接点合上，31管脚低电位；输入正确指令（也可通过物联网由远方控制输入）。在所述微控制器3作用下，36管脚同时也高电位，激发计时芯片5开始计时，惩罚时间如12小时，时间到达，33管脚由高电位变为低电位，三极管6断开，继电器7线圈断电，其常闭接点闭合，启动所述交流接触器40合闸线圈A进行合闸，一次回路恢复送电。

时钟芯片5计时用的，且通过连接按键用于时间整定。

所述继电器7和所述三极管6回路正常时不导通，当33管脚处于高电位时，触发所述三极管6导通，所述继电器7启动。

所述二极管8是保护作用，所述继电器7线圈导通时，产生反电动势，防止击穿所述三极管6。

所述数据接口11为电度表和手机或者电脑进行通信的蓝牙接口，需要修改指令、现场传送数据等使用，且与通信模块连接后现场防窃电模块能够与后台服务器远程通信。

所述存储芯片10用于存储电度表运行记录以及监控摄像头的录像信息。

所述交流接触器40为磁保持交流接触器，正常运行时，几乎不耗电，单相电度表一般采用内置式，三相电度表一般采用外置式，具体如图4和图5所示，继电器7常闭触电信号线通过向外引出，串接接接触器40的线圈42回路，用于控制一次回路。

所述锂电池9用于电度表在市电停止时信息记录及所述监控摄像头23临时用电。

所述行程开关常开接点22用于启动摄像头，窃电分子进行窃电时，会切断电度表供电，电度表临时用电自动转换为所述蓄电池9供电。

所述监控摄像头23用于监控打开电表盖得窃电分子，当电度表该打开时，行程开关常开接点22闭合，启动摄像头进行拍照录像、数据存储于所述存储芯片10中，用于窃电的证据，当电度表该合上时，行程开关常开接点22触点断开，所述监控摄像头23停止录像，有利于节约所述蓄电池9的电量。

物联网是利用已有的电采系统，包括现场的采集终端52、通信模块53、后台服务器54，所述通信模块53是利用移动4G网卡组成的物联网络，相对于光纤等有线网络，具有组网快，投资少等优点，缺点是会受到干扰。

所述采集终端52是现场信息采集设备，所述电表箱中的电度表51在运行中产生的信息，通过485通信接口和采集终端相连，采集终端52内置4G无线网卡，电度表信息通过4G无线网卡传输到后台服务器54，值班人员进行监控电度表的运行情况，发现有窃电等异常行为，也可以通过后台服务器向该电度表发送命令，使电度表停电，免受继续侵害，保护电力系统经济免受损失。

所述后台服务器54是监控设备，现场电度表信息实时传送到后台服务器54，对于经常窃电用户，进行档案记录，对于经常窃电用户，采取加入黑名单系统进行惩罚性等措施，使其改正。

实施例二

本实施例提供了一种防窃电智能电度表的使用方法，包括如下步骤：

S1、窃电分子进行窃电，首先是破坏电度表箱的锁具和电度表的铅封，然后打开表盖；

S2、打开表盖时，行程开关常闭接点动作，微控制器的31管脚处于高电位，同时行程开关常开接点闭合，启动监控摄像头进行录像，录像更好的作为窃电分子进行的有效证据；

S3、在微控制器的作用下，32管脚处于高电位，激发双色二极管红色管脚高电位，这时双色二极管发红光；

S4、在微控制器的作用下，管脚33处于高电位，激发三极管导通，继电器启动，其常闭接点断开，交流接触器因失电而断开，一次回路断电，同时监控摄像头持续录像，并将录像数据存储在存储芯片内，运维人员可通过数据接口查看数据，也可通过通信模块上传后台服务器，监控人员进一步进行信息核对，搜集窃电有效证据；

S5、当电度表没电时，用户会和售电公司进行联系，售电公司通过调查取证，进行相应处罚并重新送电。

实施例三

本实施例与实施例二的区别在于：

在实施例二的步骤S5中，送电过程包括如下步骤：

A、将电度表的表盖合上，行程开关常闭接点常开接点合上，31管脚低电位，同时行程开关常开接点断开，监控摄像头停止录像；

B、售电公司工作人员到现场进行核查，拆除多余元件，利用专用仪器进行校验，电度表能够恢复正常，则通过电度表的数据接口，输入正确指令，在微控制器作用下，管脚36处于高电位，激发时钟芯片开始计时，惩罚时间过后，33管脚由高电位变为低电位，三极管断开，继电器线圈断电，其常闭接点闭合，启动交流接触器合闸线圈进行合闸，一次回路恢复送电；

C、如果电度表破坏严重，由窃电用户承担损失，更换新的电度表。

进一步的，所述时钟芯片管脚连接修改按键，用来修改惩罚时间。

实施例四

本实施例与实施例一的区别在于：

为了防止窃电，可以更换表位的接线端子，根据用户负荷的大小，选择合适导线，根据导线的横截面积，选择接线端子，正好插入下户线，其他任何导线不能进行再并列。

如图3所示，通过物联网，对用户用电数据进行的对比分析：如负荷电流及每月的用电量结合表盖打开前和打开后进行数据对比，能够准确判断窃电嫌疑，可以派人进行到现场进行处理等，通过该窃电技术的推广应用，可以大大降低窃电行为的发生。

窃电分子更换电度表内部元件，在恢复送电时，控制芯片首先自检，发现更换元件，激发三极管导通，继电器线圈回路带电，其常闭接点断开，交流接触器失磁而跳闸，一次回路断电。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种防窃电智能电度表，其特征在于：包括防窃电模块、录像模块、采集终端、通信模块和后台服务器；

所述防窃电模块包括电源模块、行程开关、微控制器、双色二极管、时钟芯片、三极管、继电器、二极管、锂电池、数据接口和存储芯片；所述电源模块、所述数据接口和所述存储芯片均与所述微控制器电性连接，所述双色二极管与所述微控制器的32管脚电性连接，所述三极管与所述微控制器的33管脚电性连接，所述时钟芯片与所述微控制器的35和36管脚电性连接；所述继电器和所述二极管在并联后，一端与所述电源模块电性连接，另一端与所述三极管电性连接；所述锂电池与所述电源模块电性连接；

电度表与所述采集终端、所述通信模块、所述后台服务器依次连接，所述通信模块还与所述数据接口信号连接；

所述录像模块包括监控摄像头，所述监控摄像头与所述存储芯片信号连接；

所述继电器与设置在单相电度表内的交流接触器连接或与设置在三相电度表外的交流接触器通过信号线连接；

所述行程开关为双刀位开关，双刀位分别对应设置有行程开关常闭接点和行程开关常开接点；所述行程开关安装在电度表的表盖上，用于响应所述表盖的开合动作以切换所述行程开关常闭接点和所述行程开关常开接点的闭合状态；

所述行程开关常开接点串联在所述监控摄像头和所述锂电池之间；所述行程开关常闭接点与所述微控制器的31管脚电性连接，使所述微控制器响应所述表盖的开合动作；

所述微控制器用于通过所述继电器控制所述交流接触器的通断；所述微控制器用于响应所述表盖的打开动作后切断所述交流接触器；所述微控制器用于响应所述表盖的闭合动作和所述数据接口接收到的正确指令后激发所述时钟芯片进行惩罚计时；所述微控制器用于在惩罚计时结束后闭合所述交流接触器。

2.如权利要求1所述的防窃电智能电度表，其特征在于：所述采集终端与电度表通过485通信接口连接，所述通信模块采用4G无线网卡与采集终端相连，另一端与服务器相连，所述后台服务器包括计算机和数据库。

3.如权利要求1所述的防窃电智能电度表，其特征在于：所述电源模块包括电表箱内的220V供电电路以及与供电电路连接的整流稳压电路，所述整流稳压电路与微控制器连接。

4.如权利要求1所述的防窃电智能电度表，其特征在于：所述数据接口包括电度表和手机或者电脑进行通信的蓝牙接口以及与通信模块连接的通信接口。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述的防窃电智能电度表的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、窃电分子进行窃电，首先是破坏电度表箱的锁具和电度表的铅封，然后打开表盖；

S2、表盖被打开时，行程开关常闭接点动作，微控制器的31管脚处于高电位，同时行程开关常开接点闭合，启动监控摄像头进行录像，录像更好的作为窃电分子进行的有效证据；

S3、在微控制器的作用下，32管脚处于高电位，激发双色二极管红色管脚高电位，使双色二极管发红光；

S4、在微控制器的作用下，33管脚处于高电位，激发三极管导通，继电器启动，继电器的常闭接点断开，交流接触器因失电而断开，一次回路断电，同时监控摄像头持续录像，并将录像数据存储在存储芯片内，运维人员可通过数据接口查看数据，也可通过通信模块上传后台服务器，监控人员进一步进行信息核对，搜集窃电有效证据；

S5、当电度表没电时，用户会和售电公司进行联系，售电公司通过调查取证，进行相应处罚并重新送电；

步骤S5中，送电过程包括如下步骤：

A、将电度表的表盖合上，行程开关常闭接点闭合，微控制器的31管脚低电位，同时行程开关常开接点断开，监控摄像头停止录像；

B、售电公司工作人员到现场进行核查，拆除多余元件，利用专用仪器进行校验，电度表能够恢复正常，则通过电度表的数据接口，输入正确指令，在微控制器作用下，36管脚处于高电位，激发时钟芯片开始计时，惩罚时间过后，微控制器的33管脚由高电位变为低电位，三极管断开，继电器线圈断电，继电器的常闭接点闭合，启动交流接触器合闸线圈进行合闸，一次回路恢复送电；

C、如果电度表破坏严重，由窃电用户承担损失，更换新的电度表。

6.如权利要求5所述的防窃电智能电度表的使用方法，其特征在于：所述时钟芯片管脚连接修改按键，用来修改惩罚时间。