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    1.表殼和電表箱的防竊電技術

    表殼是對付竊電的第一道防線。在采購電能表時要求：采用聚碳酸酯的表殼或者金屬的表殼，電表有出廠鉛封，把電能表表殼通過焊接膠合，要打開電表就必須損壞它，以此來對抗竊電行為。

    對于支持通過通信口自動校表的電能表，在校表時，應要求打開電表，短接內部的跳線才能實現校表，以此降低非正常校表發生的可能性。

    設計電能表時，可以增加一個小開關，當打開表殼時，開關觸點閉合，計量芯片紀錄打開表殼的時間，為查處竊電提供依據。

    另外，使用特制的電表箱也能抑制一些竊電行為的發生。如鉛封電表箱，盡量減小導線周圍的間隙，增加旁路電流、反接電能表等竊電行為的難度。如果必要，還可以在電表箱內添加檢測設備，以檢測竊電者對電表箱箱門的非法打開。

    2.防磁場干擾竊電

    永久磁場和電磁場都會影響電表的正常計量。如圖1a所示，竊電者在電表附近放置強磁磁鐵或大線圈都能干擾電表的正確計量，達到竊電的目的。強磁磁鐵還能使電源變換的變壓器鐵心飽和，導致電能表的工作直流電壓降低或者消失。

    強磁磁鐵靠近表殼將減小功率的測量值，甚至能將功率減小到0。由于磁鐵的影響范圍比較小，所以電流互感器在表殼內的位置對抵御磁鐵的干擾是相當有幫助的。大線圈產生的電磁場會影響電能表中大多數的元器件，例如，錳銅電阻、電流互感器、核心的電子器件等。

    為防止磁場干擾，電能表內部元器件的位置及其安裝位置是非常重要的。應把易受磁場影響的敏感器件盡量放置在貼近電能表背面的地方，因為通常竊電者很難從電能表背后干預電表的正確計量；應保持易受磁場影響的敏感器件遠離電能表的頂部和兩邊，因為頂部和兩邊是容易粘附磁鐵的地方。

    磁屏蔽是一種非常有效的防止磁場干擾的做法，首先我們可以使用金屬外殼的電流互感器，屏蔽磁場對它的影響。其次我們可以在表殼內襯薄層金屬，以屏蔽整個電能表模塊。但是這種做法將增大原材料、生產及安裝的成本。

    如果確實不能排除磁場的干擾，可以測量磁場，并補償相應的磁場產生的測量誤差。當磁場強度達到0.5T或更大時，就很難有效地屏蔽它，此時可以用低成本的磁場強度傳感器(如干簧管，霍爾器件)來檢測磁場，并補償由于強磁干擾而產生的計量誤差，或者對磁場強度傳感器的動作情況進行紀錄，為用電檢查人員追補電量提供依據。

    對于強磁場使電源變換的變壓器鐵心飽和，導致電能表的工作直流電源降低或者消失的情況，可采用雙電源變換模塊安裝在電能表內部的不同位置并進行屏蔽的方法，雖然增加了成本，卻非常有效。此外，采用低功耗計量芯片或者電容降壓供電方式，也可以避免強磁場影響。在工作電源設計時，應把負載分成兩組，一組供計量、存儲部分，另一組供顯示、輸出等。在檢測到電源電壓降低時，停止顯示、輸出等部分的工作，確保對計量、存儲部分的供電，不至于對計量造成影響。

    3.防電流不平衡竊電

    正常的電流不平衡體現為接地現象的存在，竊電時的電流不平衡包括任何的火線和零線的測量所得到的負載電流不相等的情況，這是由于竊電者旁路部分電流，導致電表的測量值小于真實值。如圖1b所示，竊電者可能用簡單的短接進出電表的接線端，這種切電行為比較容易實施。竊電者可以在幾秒內移除短路線，所以很難查處這種竊電。

    圖1：(a)磁場干擾影響電表的正常計量。(b)旁路電流竊電。(c)電流不平衡的防竊電測量。(d)電表反接竊電。

    要檢測電流的不平衡就不可避免增加電表的成本，必須要額外增加一個電流傳感器，以實現零線的電流檢測；由于隔離原因，可以在第一路的電流通道上選用低成本的錳銅電阻，但是另一路就必須使用成本相對較高的電流互感器。對于單相表，可以同時測量火線和零線的電流來檢測電流是否不平衡。此外，還要求電能表的計量芯片具有兩個獨立的ADC來進行兩個電流通道(火線、零線)和一個電壓通道的采樣，并自動比較兩個電流通道的電流大小，實現電流不平衡時的檢測和防竊電測量。圖1c為同時測量兩個電流通道的模型。

    在圖1c中，計量芯片將同時計量經錳銅電阻取樣的火線電流和經CT取樣的零線電流。在正常情況下，漏電流是很小的，所以火線回路和零線回路的電流基本一致，可以給電能計量模塊計量芯片預置一個兩電流通道的竊電比例因子RT，當電流通道1的電流I1>I2*RT或電流通道2的電流I2>I1*RT時，計量芯片認為兩個電流通道電流不平衡，表明有竊電行為發生。

    有一點需要注意，當負載很小或者竊電者同時旁路兩個電流通道進行竊電時，可能會發生電流不平衡的錯誤檢測，這是應該避免的。應根據不同的應用給計量芯片預置相應的電流不平衡檢測開始電流ITamp，只有當負載電流大于ITamp時，電流不平衡的檢測才起作用。

    4.防電流反向竊電

    調換進出線或者利用變壓器施加低壓反向大電流是竊電者經常采取的竊電行為。竊電者企圖讓電表負計量，使計量值向后退，這種竊電行為比接地或旁路電流的竊電行為更具侵害性。圖1d給出了電表反接竊電的模型。

    電流反接時的防竊電，要求計量模塊有自動檢測電流反向功能，不需要任何的輔助元器件就能實現電流反向的檢測。同時，可以給電能計量模塊預置電流反向時的處理方式，如電流反向時取功率或電能的絕對值為測量值等等。

    對于電流反接時的防竊電，有一點需要注意，當負載電流非常小的時候，可能會出現錯誤的電流反向警告。可以設定一個電流反向檢測的最小電流極限，當小于這個最小電流極限時，關閉電流反向檢測功能，防止錯誤的電流反向警告。

    5.防移除電壓竊電

    5．1移除電壓對工作電源的影響

    移除電壓表現為移除電表接線中的一路，通常竊電者移除零線，使得電表沒有電網電壓的進入，導致電表不能正常計量或不能工作，如圖2a所示。對付這種竊電行為，可用一個低成本的電流互感器CT，從其余的連接電表導線中流經的電流上竊取很小的電能給電能表供電，使電能表實現防竊電測量。由于受到電能表成本、電能表表殼的尺寸以及電子元器件能夠承受的最大電流等諸多因素的影響，選擇從電流上竊電的CT是受限制的，因此能從電流上竊電給電能表供電的電能也受限制。當負載電流大于1A-2A時應能實現電能表的防竊電測量，而當負載電流很小時，能從電流上竊取的電能將不能勝任電能表供電，因此，需要采用低功耗計量芯片。

    圖2：(a)移除電壓竊電。(b)移除電壓時的防竊電測量。(c)移除電壓竊電補充。

    圖2b為移除電壓時的防竊電測量方案。在這個方案中，除電池外，電能表的電源供給由兩部分組成，一是火線和零線的主電壓提供電源，另一部分是供電CT從電流上竊取提供電源，如圖2b中的供電CT。所以當移除電壓時，供電CT從電流上竊取的電源仍能保持電能表工作，進行防竊電測量。

    供電CT要在小電流時也能夠驅動電能表工作。通常當負載電流為1A時，一個小的CT提供等效于1mA/3V，這已經可以實現防竊電測量。當然如果選用更大的CT，能降低移除電壓防竊電測量負載的最小電流極限值，但是這一方面將增加供電CT的成本，另一方面，當負載電流很大時，電源管理相關的元器件將承受很大的壓力，并有可能損壞，所以以選用大CT的方法是不可取的。

    5．2移除電壓對計量測量的影響

    采用移除電壓，CT供電進行防竊電測量時，測量的精度已難以保證。由于沒有電壓信號存在，功率因數和外部電壓的測量已經不可能實現。一般可以使用額定電壓，功率因數0.9～0.95作為估計值進行計量。

    此外竊電者還可能會附加電容、電感、電阻等器件及其組合來干擾對電壓的正常檢測，如圖2c所示，此時體現為低電壓、低功率因素，竊電者通過這些附加的元器件來改變電壓的特性進行竊電。對于這種竊電行為，應設定低電壓、低功率因數的門檻，越限給出報警，但要真正區分竊電行為造成的低電壓、低功率因素還是正常的低電壓、低功率因素是很困難的。