探討智能電能表的數(shù)據(jù)安全防護(hù)技術(shù)

任賢

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，智能電能表的應(yīng)用范圍將會進(jìn)一步擴(kuò)大，目前在許多大城市已經(jīng)都采用智能電能表，偏遠(yuǎn)的地方還大多是傳統(tǒng)的電表，因此。促進(jìn)電能表的更新?lián)Q代將是供電行業(yè)的發(fā)展趨勢。雖然智能電能表的防竊電技術(shù)在不斷地完善，可是僅僅依靠技術(shù)進(jìn)行反竊電工作是不完善的，要加強(qiáng)供電行業(yè)的管理，完善內(nèi)部的監(jiān)測機(jī)制。同時，要提高群眾的法律意識，公開曝光一些嚴(yán)重的竊電案件達(dá)到教育警示的作用，及時開展各種反竊電工作。還可以與銀行等金融部門合作，將竊電人員的行為納入個人社會誠信記錄，從誠信方面預(yù)防竊電行為的發(fā)生，在社會上營造安全用電、誠信用電的良好氛圍。

【關(guān)鍵詞】智能電能表；防竊電技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：C37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

一些單位特別是私營企業(yè)或個體經(jīng)營者，通過盜竊電能降低生產(chǎn)經(jīng)營成本來獲利，使國家電能大量流失，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。竊電作為一種嚴(yán)重的違法行為，損害了用電客戶和供電企業(yè)的利益，是供電企業(yè)長期面臨的難題，因為技術(shù)的作用是正負(fù)雙向的，既給防竊電提供了新的措施，也使竊電的手段多樣化，電能表計費電量的多少主要取決于電壓、電流、功率三個要素和時間的乘積。三個方面中的任何一個受到非法改變就會減少實際用電數(shù)量，甚至在一些地方有專門研究電能計量裝置的“專業(yè)人士”。當(dāng)前，防竊電工作依然是許多供電企業(yè)的棘手問題。一般來說，竊電行為主要以下幾個方而：在電力企業(yè)或者其他單位、個人供用電的設(shè)施上沒有經(jīng)過當(dāng)事人的認(rèn)可，私自偷接電線；使用非法用電充值片或非法使用電充值片占用電能；實行兩部制電價，客戶私自增加電力容量，非法侵占與電力容量相對應(yīng)的電費行為；采用一些不良的手段對電計量裝置的計量方法、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行非法更改，造成計量數(shù)值過小。這些違法行為具有較大的隱蔽性，不容易被供電部門發(fā)現(xiàn)，存在著大量的安全隱患，必須引起電業(yè)部門的重視。

1.智能電能表的結(jié)構(gòu)和特點

智能電能表不同于傳統(tǒng)的電表，主要以電子集成電路進(jìn)行設(shè)計，主要部件是16位的單片機(jī)，將專用程序固化到其內(nèi)部flashROM中。它主要是根據(jù)計量部分出來的減電脈沖來計算用戶所用電量，電能計量裝置計算供電部門銷售的電能數(shù)量，也對用戶使用電能的多少進(jìn)行記錄，因此計量的精確與否關(guān)系到供電企業(yè)和用戶之間的商業(yè)交易是否公平，而且一些用戶偷電行為的發(fā)生，也與計量表的隨意安裝，管理混亂有一定的關(guān)系。因此采用先進(jìn)的技術(shù)對電能計量裝置進(jìn)行實時改造可以防止竊電行為的發(fā)生。

智能電能表作為連接用戶和配電中心的一個中間環(huán)節(jié)，可以在用戶所持電能卡及電表內(nèi)的智能存儲單元之間傳送數(shù)據(jù)，將信息及時告知給用戶和配電雙方，SAM模塊通過它來認(rèn)證電能卡是否可在該表上使用，方便操作，一張電能卡對準(zhǔn)一個用戶，電費的收取方便。電能表的電路設(shè)計和元器件選擇對環(huán)境允差的要求較小，精度不受頻率、溫度的影響，性能較好確保了電表的長期穩(wěn)定工作。

電子式智能電表充分發(fā)揮了電力的商品屬性，先買電后用電，可以節(jié)省用戶的費用開支。客戶可以提前按照實際需要的電量進(jìn)行購買，用戶電費用完之后，電表就會自動斷電停止工作，不會產(chǎn)生多余的費用。避免了供電企業(yè)無法及時提醒，用戶因不知道電費用完而繼續(xù)使用產(chǎn)生的違約金。傳統(tǒng)的電表大多是人工挨門挨戶進(jìn)行統(tǒng)計收費，費時費力。智能電表的用電信息采集系統(tǒng)實時監(jiān)測一定區(qū)域內(nèi)每戶居民用電情況，保存數(shù)據(jù)，用戶在互聯(lián)網(wǎng)上可以查到用電的信息，用戶在停電的壓力下，會在一定時間內(nèi)自主去交費，解決了以往的欠費、收電費難的問題，避免了電力部門與居民之間因催交拖欠電費而引起的不必要經(jīng)濟(jì)糾紛。提高了供電企業(yè)的工作效率，規(guī)范了企業(yè)的內(nèi)部管理，而且減少了人工上門抄表不到位，估抄、漏抄、錯抄導(dǎo)致的不合理收費給客戶帶來的不良影響。

智能電能表改變了傳統(tǒng)電能表只需要在進(jìn)線處將電能表通過一個電感并接于電表的火線進(jìn)出線的兩個端子上的方法，采用體積較小重量較輕的全數(shù)字式專用芯片，起動電流小、無潛動、寬負(fù)荷，誤差曲線平直、安裝簡單，頻率大小、溫度高度、電壓高次諧波震動都不會對精確度產(chǎn)生任何影響，由于使用了先進(jìn)的優(yōu)化電路的SMT技術(shù)，整機(jī)出廠后無需調(diào)整電路即可使用，運行時可保證長期的穩(wěn)定性。

2.智能電能表的防竊電技術(shù)

2.1 欠壓法

竊電欠壓法：通過對電能計量表電壓回路，使得計量電壓的回路故障，從而使得電能表的電壓線圈失壓或是線圈上電壓降低，這樣便可以使得電能表少計量。

防竊電方法：設(shè)定失壓門限電壓和欠壓門限電壓。若檢測電壓值低于失壓門限電壓且對應(yīng)相有電流，則判定為失壓竊電。若檢測電壓值位于2個門限電壓之間，則判定為欠壓竊電。

2.2 欠流法

竊電欠流法：此方法是對計量表的電流電路的接線進(jìn)行改裝，造成計量電流回路故障，使電能表的電流線圈無電流通過，或者只通過部分電流，大量的電流沒有統(tǒng)計，計量表只能記錄很少的電量。

防竊電方法：對線圈工作情況進(jìn)行動態(tài)的實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常的情況，就對線圈進(jìn)行短路、開路的方法對專用電路進(jìn)行檢測。對于竊電行為將會自動記錄。

2.3 移相法

竊電移相法：改變電能表正常接線或接入與電能線圈無電聯(lián)系的電壓、電流，有的利用電感或電容特定接法，來改變電能表線圈中電壓，電流間的正常相位關(guān)系，使電能表轉(zhuǎn)慢甚至反轉(zhuǎn)。

防電壓移相竊電法：當(dāng)電能表電壓回路接線錯誤時，不是三相電壓間的相序發(fā)生了變化，就是相互之間兩兩夾角不再是120°，或者上述兩個條件同時不滿足。檢側(cè)三相電壓的相序和兩兩夾角這2個條件。若有任何1個條件不滿足，則判定為竊電行為。

防電流移相竊電法：由于三相電流間不再有固定的相位和相角關(guān)系?，F(xiàn)以電壓的相位為參考劃分超前40°和滯后80°的區(qū)間，若對應(yīng)相電流沒有位于此區(qū)間，則判斷存在竊電行為并記錄在案。

3 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全防護(hù)策略

3.1 安全域邊界的保護(hù)原則

（1）集中防護(hù)原則：以安全域劃分和邊界整合為基礎(chǔ)，集中部署防火墻、入侵檢測、異常流量檢測和過濾等基礎(chǔ)安全技術(shù)防護(hù)手段，多個安全域或子域共享手段提供的防護(hù)；

（2）分等級防護(hù)原則：根據(jù)《信息系統(tǒng)安全保護(hù)等級定級指南》和《信息系統(tǒng)等級保護(hù)安全設(shè)計技術(shù)要求》的指導(dǎo)，確定數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)邊界的安全等級，并部署相對應(yīng)的安全技術(shù)手段。對于各安全域邊界的安全防護(hù)應(yīng)按照最高安全等級進(jìn)行防護(hù)；

（3）縱深防護(hù)原則：通過安全域劃分，在外部網(wǎng)絡(luò)和核心生產(chǎn)區(qū)之間存在多層安全防護(hù)邊界。由于安全域的不同，其面臨的安全風(fēng)險也不同，為了實現(xiàn)對關(guān)鍵設(shè)備或系統(tǒng)更高等級防護(hù)，這就需要根據(jù)各邊界面臨的安全風(fēng)險部署不同的安全技術(shù)及策略。

3.2 安全技術(shù)防護(hù)部署

對于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，一般安全防護(hù)手段有防火墻、防病毒系統(tǒng)、入侵檢測、異常流量檢測和過濾、網(wǎng)絡(luò)安全管控平臺（包含綜合維護(hù)接入、賬號口令管理和日志審計模塊）等5類通用的基礎(chǔ)安全技術(shù)。下面以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)安全域劃分和邊界整合為基礎(chǔ)，進(jìn)行安全技術(shù)手段的部署。

（1）防火墻部署：防火墻是可以防止網(wǎng)絡(luò)中病毒蔓延到局域網(wǎng)的一種防護(hù)安全機(jī)制，但只限制于外部網(wǎng)絡(luò)，因此防火墻必須部署在互聯(lián)網(wǎng)接口區(qū)和互聯(lián)網(wǎng)的邊界。同時，對于重要系統(tǒng)的核心生產(chǎn)區(qū)要構(gòu)成雙重防火墻防護(hù)，需要在核心交換區(qū)部署防火墻設(shè)備。由于安全域內(nèi)部互聯(lián)風(fēng)險較低，可以復(fù)用核心交換區(qū)的防火墻對內(nèi)部互聯(lián)接口區(qū)進(jìn)行防護(hù)，減少防火墻數(shù)量，提高集中防護(hù)程度。

（2）入侵檢測設(shè)備的部署：入侵檢測主要通過入侵檢測探頭發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的入侵行為，能夠及時對入侵行為采取相應(yīng)的措施。入侵檢測系統(tǒng)中央服務(wù)器集中部署在網(wǎng)管網(wǎng)中，并控制部署在內(nèi)部互聯(lián)接口區(qū)和互聯(lián)網(wǎng)接口區(qū)之間的入侵檢測探頭，及時發(fā)現(xiàn)入侵事件。同時安全防護(hù)要求較高的情況下，將入侵檢測探頭部署在核心交換區(qū)，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的分析和判斷，實現(xiàn)各安全子域間的訪問控制。

（3）防病毒系統(tǒng)的部署：防病毒系統(tǒng)采用分級部署，對安全域內(nèi)各運行Windows操作系統(tǒng)的設(shè)備必須安裝防病毒客戶端，在內(nèi)部互聯(lián)接口子域的內(nèi)部安全服務(wù)區(qū)中部署二級防病毒控制服務(wù)器，負(fù)責(zé)節(jié)點內(nèi)的防病毒客戶端。二級服務(wù)器由部署在網(wǎng)管網(wǎng)中的防病毒管理中心基于策略實施集中統(tǒng)一管理。

（4）異常流量的檢測和過濾：為了防御互聯(lián)網(wǎng)病毒、網(wǎng)絡(luò)攻擊等引起網(wǎng)絡(luò)流量異常，將異常流量檢測和過濾設(shè)備部署在節(jié)點互聯(lián)網(wǎng)接口子域的互聯(lián)網(wǎng)邊界防火墻的外側(cè)，便于安全管理人員排查網(wǎng)絡(luò)異常、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)正常運轉(zhuǎn)、保證網(wǎng)絡(luò)安全。

（5）網(wǎng)絡(luò)安全管控平臺：網(wǎng)絡(luò)安全管控平臺前置機(jī)接受部署在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)管網(wǎng)內(nèi)的安全管控平臺核心服務(wù)器控制，部署在各集中防護(hù)節(jié)點的內(nèi)部互聯(lián)接口區(qū)的安全服務(wù)子域中，實現(xiàn)統(tǒng)一運維接入控制，實現(xiàn)集中認(rèn)證、授權(quán)、單點登錄及安全審計。

（6）運行管理維護(hù)：安全工作向來三分技術(shù)、七分管理，除了在安全域邊界部署相應(yīng)的安全技術(shù)手段和策略外，日常維護(hù)人員還要注重安全管理工作。一方面，對安全域邊界提高維護(hù)質(zhì)量，加強(qiáng)邊界監(jiān)控和系統(tǒng)評估；另一方面，要從系統(tǒng)、人員進(jìn)行管理，加強(qiáng)補(bǔ)丁的管理和人員安全培訓(xùn)工作，提高安全意識，同時對系統(tǒng)及服務(wù)器賬號嚴(yán)格管理，統(tǒng)一分配。

4.結(jié)語科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動了電力行業(yè)的發(fā)展，電子式電能表已經(jīng)不適合現(xiàn)代社會的需要。智能電能表依托先進(jìn)的自動化技術(shù)可以存儲數(shù)據(jù)信息，實時監(jiān)測用電情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)的多樣化傳遞等。是我國電網(wǎng)智能化、大型化建設(shè)的需要，也是未來電業(yè)的發(fā)展方向。如何利用智能電能表開展防竊電工作，維護(hù)電業(yè)的市場秩序，確保用戶和投資者的利益，是電力行業(yè)面臨的一個重要問題，也是一個亟待解決的難題。本文闡述了竊電行為帶來的危害，分析了智能電能表的機(jī)構(gòu)和特點，以及防竊電技術(shù)的運用，認(rèn)為智能電能表在電力行業(yè)具有重要的作用。

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