电子式电能表的防窃电功能深入解析
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有关电子式电能表的防窃电功能的相关知识，包括表壳与电表箱的防窃电技术、防磁场干扰窃电、防电流不平衡窃电、防电流反向窃电、防移除电压窃电等。 一、表壳与电表箱的防窃电技术 表壳是对付窃电的第一道防线。在采购电能表时要求：采用聚碳酸酯的表壳或者金属的表壳，电表有出厂铅封，把电能表表壳通过焊接胶合，要打开电表就必须损坏它，以此来对抗窃电行为。 对于支持通过通信口自动校表的电能表，在校表时，应要求打开电表，短接内部的跳线才能实现校表，以此降低非正常校表发生的可能性。设计电能表时，可以增加一个小开关，当打开表壳时，开关触点闭合，计量芯片纪录打开表壳的时间，为查处窃电提供依据。 另外，使用特制的电表箱也能抑制一些窃电行为的发生。如铅封电表箱，尽量减小导线周围的间隙，增加旁路电流、反接电能表等窃电行为的难度。如果必要，还可以在电表箱内添加检测设备，以检测窃电者对电表箱箱门的非法打开。 二、防磁场干扰窃电 永久磁场和电磁场都会影响电表的正常计量。如图1a所示，窃电者在电表附近放置强磁磁铁或大线圈都能干扰电表的正确计量，达到窃电的目的。强磁磁铁还能使电源变换的变压器铁心饱和，导致电能表的工作直流电压降低或者消失。 强磁磁铁靠近表壳将减小功率的测量值，甚至能将功率减小到0。由于磁铁的影响范围比较小，所以电流互感器在表壳内的位置对抵御磁铁的干扰是相当有帮助的。大线圈产生的电磁场会影响电能表中大多数的元器件，例如，锰铜电阻、电流互感器、核心的电子器件等。 为防止磁场干扰，电能表内部元器件的位置及其安装位置是非常重要的。应把易受磁场影响的敏感器件尽量放置在贴近电能表背面的地方，因为通常窃电者很难从电能表背后干预电表的正确计量；应保持易受磁场影响的敏感器件远离电能表的顶部和两边，因为顶部和两边是容易粘附磁铁的地方。 磁屏蔽是一种非常有效的防止磁场干扰的做法，首先我们可以使用金属外壳的电流互感器，屏蔽磁场对它的影响。其次我们可以在表壳内衬薄层金属，以屏蔽整个电能表模块。但是这种做法将增大原材料、生产及安装的成本。 如果确实不能排除磁场的干扰，可以测量磁场，并补偿相应的磁场产生的测量误差。当磁场强度达到0.5T或更大时，就很难有效地屏蔽它，此时可以用低成本的磁场强度传感器(如干簧管，霍尔器件)来检测磁场，并补偿由于强磁干扰而产生的计量误差，或者对磁场强度传感器的动作情况进行纪录，为用电检查人员追补电量提供依据。 对于强磁场使电源变换的变压器铁心饱和，导致电能表的工作直流电源降低或者消失的情况，可采用双电源变换模块安装在电能表内部的不同位置并进行屏蔽的方法，虽然增加了成本，却非常有效。 此外，采用低功耗计量芯片或者电容降压供电方式，也可以避免强磁场影响。在工作电源设计时，应把负载分成两组，一组供计量、存储部分，另一组供显示、输出等。在检测到电源电压降低时，停止显示、输出等部分的工作，确保对计量、存储部分的供电，不至于对计量造成影响。 三、防电流不平衡窃电 正常的电流不平衡体现为接地现象的存在，窃电时的电流不平衡包括任何的火线和零线的测量所得到的负载电流不相等的情况，这是由于窃电者旁路部分电流，导致电表的测量值小于真实值。如图1b所示，窃电者可能用简单的短接进出电表的接线端，这种切电行为比较容易实施。窃电者可以在几秒内移除短路线，所以很难查处这种窃电。
图1：(a)磁场干扰影响电表的正常计量，(b)旁路电流窃电，(c)电流不平衡的防窃电测量，(d)电表反接窃电。 要检测电流的不平衡就不可避免增加电表的成本，必须要额外增加一个电流传感器，以实现零线的电流检测；由于隔离原因，可以在第一路的电流通道上选用低成本的锰铜电阻，但是另一路就必须使用成本相对较高的电流互感器。对于单相表，可以同时测量火线和零线的电流来检测电流是否不平衡。 |
