一种智能防窃电计量接线盒及窃电监控方法

技术领域

本发明涉及电量计量技术领域，尤其是涉及一种智能防窃电计量接线盒及窃电监控方法。

背景技术

电能表作为强制检定计量装置保证其计量准确最为关键，根据计量规程，必须对电能计量装置进行定期的现场校验、监督抽检、周期轮换等工作。在电力系统中，电能表和终端共用一个联合接线盒。联合接线盒也叫电能计量联合接线盒，作为计量二次回路的重要组成部分，联合接线盒在电力行业的应用非常广泛，其作用是将互感器引出的二次线经盒端的电压、电流端子串并联后再接到电能表电压、电流端子上，完成多种项目的测试或校验。

在实际的使用过程中，通过改造接线盒内的接线位置，私接电线的窃电方式经常发生，在进行窃电接线后，电压联板会断开导致电压断路欠压或者电流联板处短路电流欠流，窃电后导致电能表计量的电量与实际损耗的电量不同，造成国家财产损失。因此，需要一种可以对电能表内通过计量接线盒的电压、电流进行实时监测的接线盒来便于工作人员不拆卸接线盒即可及时发现窃电现象。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提出一种智能防窃电计量接线盒及窃电监控方法，通过对进线端和出线端的电压、电流进行采集，及时发现窃电现象。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种智能防窃电计量接线盒，包括主盒体，所述主盒体两端的两侧对称固定有两组固定柱，所述主盒体两侧各通过螺钉固定有一个盒盖，所述盒盖两端成型有与所述固定柱匹配的螺钉孔，所述主盒体内沿长度方向固定有若干三相电接线单元，所述主盒体两侧侧壁上成型有与所述三相电接线单元匹配的穿线孔，所述三相电接线单元包括利用隔板隔开的电压接线单元、电流接线单元和零线接线单元，所述电压接线单元包括安装在所述主盒体一侧的双通道电压接线端子，两个通道的电压接线端子通过电压联板连接在一起，同一通道的电压接线端子通过固定在所述主盒体另一侧的电压连接板连接在一起，所述电流接线单元包括三通道电流接线端子，三个通道的电流接线端子通过两个电流联板连接在一起，同一通道的电流接线端子通过固定在所述主盒体另一侧的电流连接板连接在一起，所述电压连接板、所述电流连接板之间通过隔板间隔开，所述主盒体安装有所述电压连接板的一侧固定有两个防护箱，所述防护箱内固定有与所述电压接线单元、电流接线单元对应设置的入端电压传感器、出端电压传感器、入端电流传感器和出端电流传感器，所述入端电压传感器、所述出端电压传感器分别安装在所述电压接线单元的进线端和出线端，所述入端电流传感器、所述出端电流传感器分别安装在所述电流接线单元的进线端和出线端。

进一步的，所述主盒体两侧边缘均成型有第一卡槽，所述盒盖内壁上成型有与所述第一卡槽匹配的第二卡槽，所述第一卡槽、所述第二卡槽内通过可拆卸连接固定有密封圈。

进一步的，所述盒盖外表面对应所述螺钉孔的位置成型有加固凸台。

进一步的，所述主盒体内部安装有所述入端电压传感器的一侧固定有复合接线端子，所述入端电压传感器、所述出端电压传感器、所述入端电流传感器、所述出端电流传感器与所述复合接线端子电连接。

进一步的，所述主盒体两侧对称固定有两组开盖记忆按钮，每组包含两个开盖记忆按钮，所述开盖记忆按钮设置在靠近所述固定柱的位置，所述开盖记忆按钮与所述复合接线端子电连接。

进一步的，所述主盒体安装有所述电压连接板的一侧固定有电控盒，所述电控盒内固定有集成电路板，所述集成电路板上固定有中央处理芯片、接线座、通信模块、计时模块、存储模块、定位器，所述通信模块、所述计时模块、所述存储模块、所述定位器与所述中央处理芯片、所述接线座电连接。

进一步的，所述电控盒内部固定有备用电源，所述备用电源通过电源管理系统与所述中央处理芯片电连接。

进一步的，所述主盒体两端对称固定有两组四个隐藏安装盒，其中一个隐藏安装盒内固定有微型摄像机，所述微型摄像机与所述接线座电连接。

一种窃电监控方法，包括以下步骤：

步骤一：数据采集，通过入端电压传感器、出端电压传感器、入端电流传感器和出端电流传感器采集接线盒入线端盒出线端的电压值和电流值，同时获取电能表三相电的电压值、电流值，并将数据传递到云端服务器；

步骤二：数据比对，模式一：对比计算同一通道内的入端电压值与出端电压值之间的差值、入端电流值与出端电流值之间的差值，当差额超过20％时发出报警提示；模式二，对比计算同一通道内的入端电压值、入端电流值与电能表的对应通道的电压值、电流值的差值，当差额超过20％时发出报警提示；

步骤三：远程监控，通过安装在移动设备上的APP访问云端服务器，获取检测到的数据以及该接线盒的电控盒内上传的位置、时间、录像数据，在发生窃电报警时，通过移动设备快速了解窃电位置、窃电人员信息。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：通过在计量接线盒内安装电压传感器和电流传感器可以对电路输入端、输出端的电压、电流进行检测，便于在发生窃电时可以及时发现；电压传感器和电流传感器安装在远离接线端子的一侧并利用防护箱防护，提高了隐蔽性，可以避免安装窃电线路的人员发现；通过微型摄像机可以对打开电能表的人员人像信息进行采集，记录盒盖被打开的时间保留证据，便于追寻窃电人员，提高了防窃电效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的计量接线盒第一爆炸视图；

图2是本发明的计量接线盒第二爆炸视图；

图3是本发明的计量接线盒的主盒体主视图；

图4是本发明的计量接线盒的主盒体后视图；

图5是本发明的计量接线盒接线图；

图6是本发明的电路结构框图；

图7是本发明的计量接线盒接线图；

图8是窃电状态电流联板、电压联板位置图。

附图标记说明如下：

1、主盒体；2、三相电接线单元；21、电压接线单元；211、双通道电压接线端子；212、电压联板；213、电压连接板；22、电流接线单元；221、三通道电流接线端子；222、电流联板；223、电流连接板；23、零线接线单元；3、固定柱；4、第一卡槽；5、密封圈；6、盒盖；7、第二卡槽；8、穿线孔；9、加固凸台；10、螺钉孔；11、入端电压传感器；12、出端电压传感器；13、入端电流传感器；14、出端电流传感器；15、复合接线端子；16、防护箱；17、开盖记忆按钮；18、电控盒；181、集成电路板；182、中央处理芯片；183、接线座；184、通信模块；185、计时模块；186、存储模块；187、定位器；188、备用电源；19、隐藏安装盒；20、微型摄像机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图7所示，一种智能防窃电计量接线盒，包括主盒体1，主盒体1两端的两侧对称固定有两组固定柱3，主盒体1两侧各通过螺钉固定有一个盒盖6，主盒体1、盒盖6均为高分子聚碳酸酯材料，盒盖6两端成型有与固定柱3匹配的螺钉孔10，利用螺钉可以将盒盖6固定在主盒体1上，主盒体1内沿长度方向固定有若干三相电接线单元2，主盒体1两侧侧壁上成型有与三相电接线单元2匹配的穿线孔8，三相电接线单元2包括利用隔板隔开的电压接线单元21、电流接线单元22和零线接线单元23，电压接线单元21设有四组，为a、b、c、N相，分别对应三相四线联合接线盒的四相电压，N相为中性线(零线)，电流接线单元22设有三组，为a、b、c相，分别对应三相四线联合接线盒的三相电流，电压接线单元21包括安装在主盒体1一侧的双通道电压接线端子211，两个通道的电压接线端子通过电压联板212连接在一起，同一通道的电压接线端子通过固定在主盒体1另一侧的电压连接板213连接在一起，电流接线单元22包括三通道电流接线端子221，三个通道的电流接线端子通过两个电流联板222连接在一起，相邻的电流联板222之间设置有隔断，避免电流联板222倾斜导致短路，同一通道的电流接线端子通过固定在主盒体1另一侧的电流连接板223连接在一起，每个独立电流连接板223采用一进线孔一出线孔的接线形式，电压连接板213、电流连接板223之间通过隔板间隔开，主盒体1安装有电压连接板213的一侧固定有两个防护箱16，防护箱16内固定有与电压接线单元21、电流接线单元22对应设置的入端电压传感器11、出端电压传感器12、入端电流传感器13和出端电流传感器14，入端电压传感器11、出端电压传感器12分别安装在电压接线单元21的进线端和出线端，入端电压传感器11一端电连接在电压连接板213进线端上另一端固定在零线接线单元23上，出端电压传感器12一端电连接在电压连接板213出线端上另一端固定在零线接线单元23上，入端电压传感器11、出端电压传感器12型号为WB V124S01-1，入端电压传感器11、出端电压传感器12可以检测电压传感器12进线端的电压和出线端的电压，入端电流传感器13、出端电流传感器14分别安装在电流接线单元22的进线端和出线端，入端电流传感器13、出端电流传感器14型号为ES300C，在ES300C型传感器中有一内孔，安装时将导线穿过该内孔后再与电流连接板223固定在一起，入端电流传感器13、出端电流传感器14利用磁感应原理测量电路中的电流，在没有发生窃电时，入端电压传感器11、出端电压传感器12检测到的电压值相同，在窃电者分压窃电时，出端电压传感器12检测到的电压值会小于入端电压传感器11检测到的电压值，同样，在没有发生窃电时，入端电流传感器13、出端电流传感器14检测到的电流值相同，在窃电者分流窃电时，出端电流传感器14检测到的电流值会小于入端电流传感器13检测到的电流值，通过分析a、b、c三组检测的数据可以判断是否有人窃电。

本实施例中，主盒体1两侧边缘均成型有第一卡槽4，盒盖6内壁上成型有与第一卡槽4匹配的第二卡槽7，第一卡槽4、第二卡槽7内通过可拆卸连接固定有密封圈5，密封圈5的高度大于第一卡槽4与第二卡槽7之间的高度和，通过在盒盖6与主盒体1之间安装密封圈，可以提高密封效果，同时密封圈5的弹力可以避免螺钉松动。

本实施例中，盒盖6外表面对应螺钉孔10的位置成型有加固凸台9，用于增加螺钉安装处的强度，延长使用寿命。

本实施例中，主盒体1内部安装有入端电压传感器11的一侧固定有复合接线端子15，入端电压传感器11、出端电压传感器12、入端电流传感器13、出端电流传感器14与复合接线端子15电连接，利用复合接线端子15可以实现入端电压传感器11、出端电压传感器12、入端电流传感器13、出端电流传感器14的供电线、数据线的集合，便于进行接线。

本实施例中，主盒体1两侧对称固定有两组开盖记忆按钮17，每组包含两个开盖记忆按钮17，开盖记忆按钮17设置在靠近固定柱3的位置，两组开盖记忆按钮17对应两个盒盖6，开盖记忆按钮17与复合接线端子15电连接，利用开盖记忆按钮17可以对盒盖6的状况进行记录，如果用户擅自移开盒盖6而去篡改电能表内接线盒的接线，则开盖记忆按钮17在失去盒盖6施加的外压力之后会自动弹起，从而产生一个电信号，与之连接的信号处理装置会自动记录盒盖6被移开这一事件，从而更加有效的防止用户移开盒盖6而篡改接线。

进一步的，所述主盒体1安装有所述电压连接板213的一侧固定有电控盒18，所述电控盒18内固定有集成电路板181，所述集成电路板181上固定有中央处理芯片182、接线座183、通信模块184、计时模块185、存储模块186、定位器187，所述通信模块184、所述计时模块185、所述存储模块186、所述定位器187与所述中央处理芯片182、所述接线座183电连接，中央处理芯片182的型号为D78F1166A，用于数据、信号的处理；通信模块184选用ESP-07Wi-Fi模块，该模块的芯片为ESP8266，使用较小的尺寸封装了32位微处理器，集成Wi-FiMAC/BB/RF/PA/LNA该模块支持标准的IEEE80211b/g/n协议，完整的TCP/IP协议栈，通过使用该模块开发者能够让设计的系统连接网络，通信模块用于通过4G/5G传输数据到云端数据库，便于APP访问数据，计时模块185的型号为555定时器，用于计时；存储模块186用于缓冲数据，包括电流、电压传感器检测的数据、开盖记忆按钮启动的数据，定位器187的型号为MAP76，用于确定接线盒的位置。

进一步的，所述电控盒18内部固定有备用电源188，所述备用电源188通过电源管理系统与所述中央处理芯片182电连接，在发生故障导致不能从电能表获取电能时，通过启动备用电源188可以持续进行供电保证电控盒18可以持续工作一定的时间，保证定位器等部件的正常使用。

进一步的，所述主盒体1两端对称固定有两组四个隐藏安装盒19，其中一个隐藏安装盒19内固定有微型摄像机20，所述微型摄像机20与所述接线座183电连接，微型摄像机20启动移动侦测模式，画面静止时不录像，当有物体移动或光影变化才开启录像，可以在有人打开电能表的表箱时自动启动拍摄操作人员的人像，并对操作过程进行摄像，微型摄像机20的摄像内容储存在存储模块186内并通过通信模块184将视频数据上传到云端，包括实时录像内容和往期录入的内容，作为证据留存，通过手机APP可以查看该微型摄像机20的录像内容，便于及时确定窃电人员的身份。

一种窃电监控方法，包括以下步骤：

步骤一：数据采集，通过入端电压传感器、出端电压传感器、入端电流传感器和出端电流传感器采集接线盒入线端盒出线端的电压值Ua1、Ua2、Ub1、Ub2、Uc1、Uc2和电流值Ia1、Ia2、Ib1、Ib2、Ic1、Ic2，同时获取电能表三相电的电压值Ua、Ub、Uc、电流值Ia、Ib、Ic，并将数据传递到云端服务器；

步骤二：数据比对，

模式一：对比计算同一通道内的入端电压值与出端电压值之间的差值、入端电流值与出端电流值之间的差值，比如Ua1与Ua2之间的差值、Ub1与Ub2之间的差值、Uc1与Uc2之间的差值、Ia1与Ia2之间的差值、Ib1与Ib2之间的差值、Ic1与Ic2之间的差值，当差额超过20％时发出报警提示；

模式二，对比计算同一通道内的入端电压值、入端电流值与电能表的对应通道的电压值、电流值的差值，比如Ua1与Ua之间的差值、Ub1与Ub之间的差值、Uc1与Uc之间的差值，当差额超过20％时发出报警提示；

每10-30min自动计算对比一次数据，智能计算，便于及时发现窃电现象进行报警提示；

步骤三：远程监控，通过安装在移动设备上的APP访问云端服务器，获取检测到的数据以及该接线盒的电控盒内上传的位置、时间、录像数据，在发生窃电报警时，通过移动设备快速了解窃电位置、窃电人员信息，便于及时找到窃电位置和窃电人，降低窃电损失。

本发明的工作原理为：使用时，连接好线路，3组入端电压传感器11、出端电压传感器12、入端电流传感器13、出端电流传感器14的检测数据传递到中央处理芯片182，检测数据分别为Ua1、Ua2、Ia1、Ia2、Ub1、Ub2、Ib1、Ib2、Uc1、Uc2、Ic1、Ic2，中央处理芯片182利用通信模块184将数据传递到云端服务器，利用云端服务器的数据处理模块计算同一通道内入端电压传感器11与出端电压传感器12之间的差值和入端电流传感器13与出端电流传感器14之间的差值判断是否有人进行窃电，同时，也通过3组入端电压传感器11检测的数值Ua1、Ub1、Uc1与电能表Ua、Ub、Uc电压值进行对比或3组入端电流传感器13检测的数值Ia1、Ib1、Ic1与电能表Ia、Ib、Ic电流值进行对比，如果差值在允许误差值范围内，说明运行正常，如果数值之差超过设定的误差值，则说明用户电能表计量不准确，通过该数据对比能够准确识别电能表前、电能表内存在的计量异常，通过与云端数据库可数据交换的APP可以实现在移动设备(手机/平板等)上远程查看数据，了解是否有窃电现象发生，同时通过APP也可以了解发生窃电现象的电能表的位置，便于及时处理，总之，通过该接线盒和系统，可以在电能表箱被打开时记录开箱人的人脸摄像，记录开箱视频和接线盒被打开的时间，并根据多组电压值、电流值的数据对比来判断电能表箱被打开后是否有人私改线路进行窃电，通过上述数据证明用电客户是否窃电。

本发明涉及的电路连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于广泛使用的现有技术。

本文中未详细说明的部件为现有技术。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。