CN111948448A - 基于专家知识库的反窃电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于专家知识库的反窃电系统，属于反窃电技术领域，包括专家知识库、全封闭电能计量装置、计量单元、移动作业装置和线缆锁套，计量单元的数量为多个且用于间隔设置在电力线路上，计量单元用于计量通过其的电能量，计量单元设有第一通讯模块，移动作业装置设有第二通讯模块，第二通讯模块用于连接第一通讯模块并与其交换数据，移动作业装置连接专家知识库，线缆锁套用于套设在全封闭电能计量箱前侧的电力线路上，线缆锁套用于防止穿设在其内的电力线路与外部物体接触；本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统，能够解决如何有效防止窃电行为发生的技术问题。

Description

基于专家知识库的反窃电系统

技术领域

本发明属于反窃电技术领域，更具体地说，是涉及一种基于专家知识库的反窃电系统。

背景技术

随着经济水平的不断发展，各行各业对电力资源的需求程度也显著增加。用电量攀升的同时，电网中也存在着许多窃电现象，不仅给电力企业带来了损失，扰乱了电力市场的正常秩序，而且存在非常大的安全风险。特别是随着科学技术水平的提升，各种窃电行为的隐蔽性也变得非常强，使得很多的窃电行为难以被发觉和检测出来，给反窃电技术带来了很大的挑战。

现有的反窃电技术包括以下两种便于实施且行之有效的方法：一是应用全封闭电能计量箱，通过电子电能封印技术并加强计量箱自身强度等手段，防止用户私自打开、拆卸计量箱，从而达到反窃电目的，但是这种做法无法防止用户在计量箱外线路上做手脚，实施窃电行为；二是从电能计量箱的安装位置入手，电力企业可将计量箱迁移到电力企业中，有效防止窃电分子对计量箱以及计量箱前线路做手脚，从而达到反窃电目的，但是计量箱的迁移涉及到线路和变压器等电力设备的改造或一并前移，实施成本较高，难以有效推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于专家知识库的反窃电系统，旨在解决如何有效防止窃电行为发生的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于专家知识库的反窃电系统，包括专家知识库和全封闭电能计量装置，基于专家知识库的反窃电系统还包括计量单元、移动作业装置和线缆锁套；

所述计量单元的数量为多个且用于间隔设置在电力线路上，所述计量单元用于计量通过其的电能量，所述计量单元设有第一通讯模块；

所述移动作业装置设有第二通讯模块，所述第二通讯模块用于连接所述第一通讯模块并与其交换数据，所述移动作业装置连接所述专家知识库；

所述线缆锁套用于套设在所述全封闭电能计量箱前侧的电力线路上，所述线缆锁套用于防止穿设在其内的电力线路与外部物体接触。

作为本申请另一实施例，所述计量单元为电子式单相计量装置。

作为本申请另一实施例，所述计量单元包括线圈、电能计量模块、中央处理模块和电源模块；

所述线圈，用于套设在电力电缆上并产生感应电动势；

所述电能计量模块用于连接所述线圈，并根据所述感应电动势得出有功功率；

所述中央处理模块的输入端连接所述电能计量模块，并根据所述有功功率计算一定时间段内通过所述线圈的电能量，所述中央处理模块连接所述第一通讯模块；

所述电源模块连接所述线圈并将一部分所述感应电动势转化为用于供给所述电能计量模块、中央处理模块和第一通讯模块的电能。

作为本申请另一实施例，所述线圈嵌设在筒形的绝缘套内，并借助所述绝缘套套设在电力电缆上，所述绝缘套上连接有外壳，所述电能计量模块、中央处理模块、电源模块和第一通讯模块均设置在所述外壳内。

作为本申请另一实施例，所述绝缘套包括两个截面为半圆形的第一子体，两个所述第一子体对扣形成供电力电缆穿过的第一容纳腔，构成所述线圈的第一导线在所述第一子体的对扣连接面上设有露出端，所述第一导线借助所述露出端与另一所述第一子体上的第一导线连为一体形成所述线圈。

作为本申请另一实施例，所述计量单元上设有振动警报器。

作为本申请另一实施例，所述第一通讯模块和第二通讯模块均为无线通讯模块，所述移动作业装置为无人机或手持装置。

作为本申请另一实施例，所述线缆锁套由柔性绝缘材料制成，所述线缆锁套包括两个截面为半圆形的第二子体，两个所述第二子体对扣形成供电力电缆穿过的第二容纳腔，所述线缆锁套的一端与所述全封闭电能计量装置的进线端密封连接。

作为本申请另一实施例，所述线缆锁套内嵌设有第二导线，所述第二导线的数量为多个，所述第二导线与所述线缆锁套同向延伸且沿圆周方向布置在所述线缆锁套内，所述线缆锁套的两端设有通过所述第二导线连接的信号收发器，至少一个所述信号收发器设有警报装置。

作为本申请另一实施例，所述信号收发器包括看门狗监控模块，所述看门狗监控模块通过所述第二导线连接另一个所述信号收发器的看门狗监控模块，所述警报装置连接所述看门狗监控模块，并用于在所述看门狗监控模块接收不到信号时发出警报。

本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统，与现有技术相比，设有计量单元，计量单元间隔设置在电力线路上并且能够计量电量，一方面可以比较通过相邻两个计量单元的电量，如果存在差值且该差值远超预期值则说明这两个计量单元之间可能存在偷电行为；另一方面，计量单元通过可移动作业装置与专家知识库连接，专家知识库对某一时间段内通过计量单元的电量进行分析，通过历史数据比对或基于窃电数据模型的特定算法等手段得出是否存在窃电行为；另外，全封闭电能计量装置前侧的电力线路一般位于用电单位附近或内部，比较隐蔽，容易实施窃电，线缆锁套可有效解决这一问题，线缆锁套通过物理隔绝的方式，防止不法分子接触电力线缆使其无法实施窃电行为；本发明提供的基于专家库的反窃电系统，计量单元具有监测功能，能够作为窃电行为的间接证据，也有助于迅速发现并处理窃电行为，线缆锁套可有效预防窃电行为的发生，双管齐下，达到反窃电的目的，防止窃电行为的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于专家知识库的反窃电系统的组成示意图，图中的箭头表示电能的流向；

图2为本发明实施例提供的基于专家知识库的反窃电系统中计量单元的组成示意图；

图3为本发明实施例提供的基于专家知识库的反窃电系统中计量单元的断面结构示意图；

图4为图3中A处的放大视图；

图5为本发明实施例提供的基于专家知识库的反窃电系统中线缆锁套的断面结构示意图；

图6为本发明实施例提供的基于专家知识库的反窃电系统中线缆锁套的组成示意图。

图中：1、专家知识库；2、全封闭电能计量装置；3、计量单元；31、第一通讯模块；32、线圈；321、露出端；33、电能计量模块；34、中央处理模块；35、电源模块；4、移动作业装置；41、第二通讯模块；5、线缆锁套；51、第二子体；52、第二锁耳；53、第二导线；54、信号收发器；61、绝缘套；611、第一锁耳；62、外壳；63、连接管。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，现对本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统进行说明。基于专家知识库的反窃电系统包括专家知识库1和全封闭电能计量装置2，基于专家知识库的反窃电系统还包括计量单元3、移动作业装置4和线缆锁套5，计量单元3的数量为多个且用于间隔设置在电力线路上，计量单元3用于计量通过其的电能量，计量单元3设有第一通讯模块31；移动作业装置4设有第二通讯模块41，第二通讯模块41用于连接第一通讯模块31并与其交换数据，移动作业装置4连接专家知识库1；线缆锁套5用于套设在全封闭电能计量装置2前侧的电力线路上，线缆锁套5用于防止穿设在其内的电力线路与外部物体接触。

本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统，与现有技术相比，设有计量单元3，计量单元3间隔设置在电力线路上并且能够计量电量，一方面可以比较通过相邻两个计量单元3的电量，如果存在差值且该差值远超预期值则说明这两个计量单元3之间可能存在偷电行为；另一方面，计量单元3通过可移动作业装置4与专家知识库1连接，专家知识库1对某一时间段内通过计量单元3的电量进行分析，通过历史数据比对或基于窃电数据模型的特定算法等手段得出是否存在窃电行为；另外，全封闭电能计量装置2前侧的电力线路一般位于用电单位附近或内部，比较隐蔽，容易实施窃电，线缆锁套5可有效解决这一问题，线缆锁套5通过物理隔绝的方式，防止不法分子接触电力线缆使其无法实施窃电行为；本发明提供的基于专家库的反窃电系统，计量单元3具有监测功能，能够作为窃电行为的间接证据，也有助于迅速发现并处理窃电行为，线缆锁套5可有效预防窃电行为的发生，双管齐下，达到反窃电的目的，防止窃电行为的发生。

专家知识库1是一种模拟人类智能的计算机程序，它可以收集并运用反窃电专家的知识和经验，根据计量单元3采集的实时电量数据，按照预定的程序分析判断有无窃电行为以及何种窃电类型；专家知识库1通过对典型窃电方式的分析，在数据库中构建数据特征，建立反窃电在线监控规则库和反窃电专家策略库，通过在线监控和计算比对用于历史用电信息，筛选出用电异常用户；根据窃电特点并参考供电同行对窃电嫌疑系数产生影响的指标，一方面从计量装置告警信号、日用电量、用于最大线损值、用表类型，所在台区线损，三项不平衡率、功率因数及合同容量比等方面对窃电嫌疑系数进行评价预测，并对指标进行精细化设定，针对不同行业、不同电价和不同计量方式的各类别用户设定个性化的指标预警范围；另一方面，针对专变户增加电能表与终端的表码电量数据对比，利用两种设备电量是否一致来判断是否存在用电异常情况，对于低压用户还可关联所属公变总表的异常预警，并结合台区线损异常进行预警提示。

作为本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统的一种具体实施方式，计量单元3为电子式单相计量装置。电能计量装置按照使用电源性质可以分为交流电能计量装置和直流电能计量装置，交流电能计量装置又可以分为单相电能计量装置、三相三线电能计量装置、三相四线电能计量装置和最大需电量电能计量装置等，电能计量装置按结构和原理可以分为机电式电能计量装置和电子式电能计量装置。计量单元3选择电子式单相计量装置有利于减小体积，并使自身结构简单可靠，从而便于实施和使用、维护。计量单元3的实施对象是电力线路，也可以设计用于三相四线电路的计量单元3，但是那样会使计量单元3体积较大、结构复杂，使用过程中容易出现问题。

作为本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统的一种具体实施方式，请参阅图2，计量单元3包括线圈32、电能计量模块33、中央处理模块34和电源模块35，线圈32用于套设在电力电缆上并产生感应电动势；电能计量模块33用于连接线圈32，并根据上述感应电动势得出有功功率；中央处理模块34的输入端连接电能计量模块33，并根据上述有功功率计算一定时间段内通过线圈32的电能量，中央处理模块34连接第一通讯模块31；电源模块35连接线圈32并将一部分上述感应电动势转化为用于供给电能计量模块33、中央处理模块34和第一通讯模块31的电能。流过线圈32的电能量与电力电缆中流过的电能量具有一定函数关系，中央处理模块34通过流过线圈32的电能量可得出电力电缆中穿过线圈32的电能量。

电能计量模块33、中央处理模块34、电源模块35和第一通讯模块31均可利用现有的芯片或电路板实现；例如电能计量模块33可通过型号为MCP3906的单相电能计量芯片构成，该芯片可通过线圈32中产生的感应电动势带有的电压和电流信号计算瞬时有功功率，瞬时有功功率累加即可一定时间段内的有功功率，从而推算出流过线圈32的电能量；单相电能计量芯片应用于电能表时可产生与上述有功功率成比例的脉冲信号，并利用脉冲信号驱动步进电机，带动表盘转动；单相电能芯片在计量单元3中应用时，其输出的脉冲信号可直接由中央处理模块34中的计数器获取，中央处理模块34通过脉冲信号的个数得出上述有功功率。

中央处理模块34可通过单片机实现，单片机又称微控制单元、MCU或单片微型计算机；单片机是将中央处理器的频率与规格适当缩减，并将内存、计数器等周边功能单元整合在一个芯片上形成的芯片级计算机；中央处理模块34一般设有存储模块，可在设定的时间点存储计算得出的前一段时间内流过的电能量，当第一通讯模块31发来请求信号时，中央处理模块34将存储模块中的电能量数值通过第一通讯模块31传递给专家知识库1。

电源模块35可以通过电池实现，但是考虑到计量单元3一般需要设置在架空线缆上，电池更换不方便，因此可以通过线圈32产生的感应电动势取电，并将感应电动势转换为芯片和电路板能够适用的电压和电流；具体的，电源模块35还可以设置一块蓄电池，防止断电造成数据丢失。第一通讯模块31一般为无线通讯模块，无线通讯模块作为一种成熟应用的现有技术，已被广泛应用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络和无线抄表等领域。

作为本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统的一种具体实施方式，请参阅图3，线圈32嵌设在筒形的绝缘套61内，并借助绝缘套61套设在电力电缆上，绝缘套61上连接有外壳62，电能计量模块33、中央处理模块34、电源模块35和第一通讯模块31均设置在外壳62内。具体的，绝缘套61可由橡胶或塑料材料制成；外壳62由金属材料制成，一方面可以作为安装容器，另一方面也可以隔绝电力电缆上的电磁干扰，外壳62可借助由绝缘材料制成的连接管63吊设在绝缘套61的下方，线圈32的两个连接端通过连接管63伸入外壳62内，与电能计量模块33和电源模块35连接。

作为本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统的一种具体实施方式，请参阅图3和图4，绝缘套61包括两个截面为半圆形的第一子体，两个第一子体对扣形成供电力电缆穿过的第一容纳腔，构成线圈32的第一导线在第一子体的对扣连接面上设有露出端321，第一导线借助露出端321与另一第一子体上的第一导线连为一体形成线圈32。绝缘套61设计为分体式结构便于计量单元3向电力电缆的安装，尤其是已经架设完成的电力电缆，如果绝缘套61为一体式结构无法实现计量单元3的安装。

具体的，两个第一子体可以完全分离，也可以如图3和图4所示那样，一侧铰接并密封连接，另一侧可以分开或闭合，这样只在可开合的那一侧将线圈32的第一导线切断并设置露出端321即可，另一侧的第一导线始终保持连接。如图4所示，两个第一子体上的露出端321可以结构不同，但相互适配，闭合时确保能够紧密连接，防止线圈32断路，造成故障；第一子体的开合端设有第一锁耳611，可通过拧在第一锁耳611上的螺栓使两个第一子体保持闭合并牢固的连为一体，形成筒形的绝缘套61。

作为本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统的一种具体实施方式，计量单元3上设有振动警报器。振动警报器用于防止不法分子破坏计量单元3，振动警报器可设置通讯模块，通过公用移动通信基站或卫星实现远程连接，将警报信号传回监控中心；同时振动警报器还能够通过声音或发光惊吓不法分子并引起周围人员注意，依次迫使不法行为中断。

具体的，振动警报器可使用现有技术，例如公开号CN202548983U的专利文献公开了一种用于高压输电线路铁塔的振动警报器，其设有太阳能供电模块，可以较好的适用于本申请所需的场景中。

作为本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统的一种具体实施方式，第一通讯模块31和第二通讯模块41均为无线通讯模块，移动作业装置4为无人机或手持装置。无线通讯模块是成熟应用的现有技术，容易获得且成本低廉，稳定可靠。无人机适用于安装高度较大的计量单元3，例如安装在野外架空线路上的计量单元3；手持装置适用于安装高度较小的计量单元3，比如安装在企业附近或内部的计量单元3。手持装置除了无线通讯模块以外的部分一般为现有技术，具体的，手持装置除了无线通讯模块之外还设有中央处理器、存储器、触摸屏等。

启动后，移动作业装置4可向范围内的计量单元3发出查询指令，并依次接收计量单元3返回的用电量信息，进而通过远程通讯传回监控中心，供专家知识库1进行调用和分析；也可以将专家知识库1安装在移动作业装置4中并定期更新，可以省去远程通讯的环节，简化系统。

作为本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统的一种具体实施方式，请参阅图5，线缆锁套5由柔性绝缘材料制成，线缆锁套5包括两个截面为半圆形的第二子体51，两个第二子体51对扣形成供电力电缆穿过的第二容纳腔，线缆锁套5的一端与全封闭电能计量装置2的进线端密封连接。线缆锁套5与全封闭电能计量装置2连接的一端可直接伸入全封闭电能计量装置2的外部壳体体，实现与其进线端的密封连接。具体的，上述柔性绝缘材料可以为橡胶或塑料。线缆锁套5设计为分体式结构便于其向电力电缆上套设安装；具体的，第二子体51的两个连接端设有第二锁耳52，可通过拧紧在第二锁耳52上的螺栓将两个对扣的第二子体51锁紧并牢固的连为一体；线缆锁套5安装至电力电缆后可以在外部设置带锁的保护壳，防止不发分子接触线缆锁套5，进一步起到反窃电作用。

作为本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统的一种具体实施方式，请参阅图5和图6，线缆锁套5内嵌设有第二导线53，第二导线53的数量为多个，第二导线53与线缆锁套5同向延伸且沿圆周方向布置在线缆锁套5内，线缆锁套5的两端设有通过第二导线53连接的信号收发器54，至少一个信号收发器54设有警报装置。第二导线53用于形成圆柱形保护层，当某根第二导线53被破环时，信号收发器54无法收到另一端的信号收发器54由该根第二导线53传递的信号，从而触发警报。警报装置可利用现有技术，可以为蜂鸣器或声光警报器等。具体的，分布在不同直径的第二导线53可以形成多个圆柱形保护层，不法分子破坏任一层的任一根第二导线53即可出发警报。

正常情况下，信号收发器54按照预设的程序，通过第二导线53向另一端的信号收发器54发射信号，另一端的信号收发器54收到信号表示状态正常；一旦另一端的信号信号收发器54接收不到信号，则表示第二导线53可能被切断，线缆锁套5遭受破坏。

作为本发明提供的基于专家知识库的反窃电系统的一种具体实施方式，信号收发器54包括看门狗监控模块，看门狗监控模块通过第二导线53连接另一个信号收发器54的看门狗监控模块，警报装置连接看门狗监控模块，并用于在看门狗监控模块接收不到信号时发出警报。具体的，看门狗监控模块为一种监控芯片；现有技术中，该监控芯片一般用于单片机中，由于单片机的工作常常受到来自外界的电磁干扰，造成程序运行错误，因此需要设置看门狗，即监控芯片；单片机运行过程中不断向监控芯片发送信号，一旦其程序出错便不再发送信号，监控芯片即可得知单片机出现错误，遂可以向其发送复位信号，使单片机重启。

信号收发器54可借助看门狗监控模块，即上述监控芯片，周期性的向另一个信号收发器54发送信号，一旦第二导线53被剪断，另一端的信号收发器54收不到该信号时，与现有技术不同，信号收发器54向警报装置发送信号，而不是发送复位信号。由于看门狗监控模块为现有芯片，容易获取，可很好的适用于本实施例中的应用场合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于专家知识库的反窃电系统，包括专家知识库和全封闭电能计量装置，其特征在于，还包括：

计量单元，数量为多个且用于间隔设置在电力线路上，所述计量单元用于计量通过其的电能量，所述计量单元设有第一通讯模块；

移动作业装置，设有第二通讯模块，所述第二通讯模块用于连接所述第一通讯模块并与其交换数据，所述移动作业装置连接所述专家知识库；以及

线缆锁套，用于套设在所述全封闭电能计量箱前侧的电力线路上，所述线缆锁套用于防止穿设在其内的电力线路与外部物体接触。

2.如权利要求1所述的基于专家知识库的反窃电系统，其特征在于，所述计量单元为电子式单相计量装置。

3.如权利要求2所述的基于专家知识库的反窃电系统，其特征在于，所述计量单元包括：

线圈，用于套设在电力电缆上并产生感应电动势；

电能计量模块，用于连接所述线圈，并根据所述感应电动势得出有功功率；

中央处理模块，输入端连接所述电能计量模块，并根据所述有功功率计算一定时间段内通过所述线圈的电能量，所述中央处理模块连接所述第一通讯模块；以及

电源模块，连接所述线圈并将一部分所述感应电动势转化为用于供给所述电能计量模块、中央处理模块和第一通讯模块的电能。

4.如权利要求3所述的基于专家知识库的反窃电系统，其特征在于，所述线圈嵌设在筒形的绝缘套内，并借助所述绝缘套套设在电力电缆上，所述绝缘套上连接有外壳，所述电能计量模块、中央处理模块、电源模块和第一通讯模块均设置在所述外壳内。

5.如权利要求4所述的基于专家知识库的反窃电系统，其特征在于，所述绝缘套包括两个截面为半圆形的第一子体，两个所述第一子体对扣形成供电力电缆穿过的第一容纳腔，构成所述线圈的第一导线在所述第一子体的对扣连接面上设有露出端，所述第一导线借助所述露出端与另一所述第一子体上的第一导线连为一体形成所述线圈。

6.如权利要求1所述的基于专家知识库的反窃电系统，其特征在于，所述计量单元上设有振动警报器。

7.如权利要求1所述的基于专家知识库的反窃电系统，其特征在于，所述第一通讯模块和第二通讯模块均为无线通讯模块，所述移动作业装置为无人机或手持装置。

8.如权利要求1所述的基于专家知识库的反窃电系统，其特征在于，所述线缆锁套由柔性绝缘材料制成，所述线缆锁套包括两个截面为半圆形的第二子体，两个所述第二子体对扣形成供电力电缆穿过的第二容纳腔，所述线缆锁套的一端与所述全封闭电能计量装置的进线端密封连接。

9.如权利要求1所述的基于专家知识库的反窃电系统，其特征在于，所述线缆锁套内嵌设有第二导线，所述第二导线的数量为多个，所述第二导线与所述线缆锁套同向延伸且沿圆周方向布置在所述线缆锁套内，所述线缆锁套的两端设有通过所述第二导线连接的信号收发器，至少一个所述信号收发器设有警报装置。

10.如权利要求9所述的基于专家知识库的反窃电系统，其特征在于，所述信号收发器包括看门狗监控模块，所述看门狗监控模块通过所述第二导线连接另一个所述信号收发器的看门狗监控模块，所述警报装置连接所述看门狗监控模块，并用于在所述看门狗监控模块接收不到信号时发出警报。

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