Аннотация
В условиях повышения степени интеграции и быстродействия элементной базы микроэлектроники возросла угроза преднамеренного электромагнитного воздействия на цифровые приборы учета с целью хищения электроэнергии. Для противодействия данной угрозе необходимо разработать технические решения по защите приборов учета и фиксации факта электромагнитного воздействия. В работе рассмотрены вопросы, связанные с разработкой устройств защиты и индикации воздействия электромагнитного импульса на цифровые приборы учета. Приведены различные варианты устройств защиты и индикации с обсуждением их достоинств и недостатков. Данные варианты были проверены в результате исследований, проведенных в Ярославском техническом университете совместно с компанией ПАО «Россети Центр». Отмечено, что наиболее полно обеспечить защиту приборов учета от электромагнитного воздействия могут только производители приборов путем применения различных схемотехнических, аппаратных и программных решений. На основе анализа различных требований, предъявляемым к устройствам индикации, были созданы устройства «электронная пломба» и «черный ящик». Описаны основные технические и конструкторские решения, использованные при разработке данных устройств. Устройства прошли лабораторные испытания и опытную эксплуатацию на точках учета филиала ПАО «Россети Центр» - «Ярэнерго», расположенных в Ярославской области и оснащенных различными моделями приборов учета. В работе также предложена стратегия применения устройств индикации, позволяющая минимизировать затраты и повысить эффективность выявления фактов преднамеренного электромагнитного воздействия на приборы учета. Данная стратегия основана на применении технологий искусственного интеллекта и методов анализа аномалий в данных об энергопотреблении.
Ключевые слова
электромагнитный импульс, электромагнитный терроризм, приборы учета электроэнергии, импульсные пушки, устройства защиты, устройств индикации
1. Царегородцев А.В. Электромагнитный терроризм и обеспечение безопасности критически важных объектов // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. 2010. № 22(79). С. 45-53.
2. Фоминич Э.Н., Владимиров Д.Р. Электромагнитный терроризм. Новая угроза для информационно-управляющих систем // Военный инженер. 2016. №2. С. 10-17.
3. Electronic energy meters’ false readings almost six times higher than actual energy consumption. URL: https://www.utwente.nl/en/news/2017/3/313543/electronic-energy-meters-false-readings-almost-six-times-higher-than-actual-energy-consumption (дата обращения 21.02.2022)
4. Radasky W.A., Hoad R. An overview of the impacts of three high power electromagnetic (HPEM) threats on Smart Grids // International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC EUROPE). IEEE, 2012. doi: 10.1109/EMCEurope.2012.6396770
5. Пирогов Ю.А., Солодов А.В. Повреждения интегральных микросхем в полях радиоизлучения // Журнал радиоэлектроники. 2013. № 6. С. 1-38.
6. Влияние мощных электромагнитных импульсов на работу типовых интегральных микросхем / В.А. Вдовин, А.А. Гераськин, П.А. Горбоконенко, С.А. Сапецкий, В.А. Черепенин // Журнал радиоэлектроники. 2020. №11. С. 1-23. doi: 10.30898/1684-1719.2020.11.13
7. Fan L., Zu X., Huang Z. Interferences of Electromagnetic Pulses on Microcontroller Units // Applied Sciences. 2023. Vol. 13. Pp. 2-10. doi: 10.3390/app13148190
8. Leferink F., Keyer C., Melentjev A. Static energy meter errors caused by conducted electromagnetic interference // IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine. 2016. No. 4(5). Pp. 49-55. doi: 10.1109/MEMC.2016.7866234
9. Мошуров Н.П., Фот Ю.Д. Защита автоматизированных систем от преднамеренных электромагнитных воздействий // Научно-технический вестник Поволжья. 2019. №9. С. 119-123.
10. Ашихмин А.С., Родин С.В. Защита электрооборудования от силового электромагнитного воздействия // Актуальные проблемы гуманитарных и социально-экономических наук. 2018. № 1. С. 21-23.
11. Smart Meter Cloak. URL: https://mosequipment.com/products/mission-darkness-smart-meter-cloak?variant=32262984892518 (дата обращения 19.05.2025)
12. Smart Meter Guard. URL: https://smartmeterguard.com/?afmc=9c (дата обращения 19.05.2025)
13. Противодействие использованию импульсных пушек для хищений электроэнергии / В.А. Акуличев, В.В. Микрюков, А.А. Пацев, В.В. Плещев, А.Е. Сметанин, Д.В. Наумов, О.Ю. Марьясин // Электроэнергия. Передача и распределение. 2023. № 3. С. 28-32.
14. Коллинз Э. Аспекты конструирования счетчика электроэнергии, связанные с устойчивостью к электромагнитным помехам // Компоненты и технологии. 2003. № 2. С. 119-123.
15. Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники. М.: Радио и связь, 1985. 488 с.
16. Марьясин О.Ю., Чайкин О.М. Устройство индикации воздействия электромагнитного импульса на приборы учета электроэнергии // Сборник материалов международной научно-практической конференции, посвященной 50-летнему юбилею кафедры электропривода ЛГТУ. Липецк, 2024. C. 225-228.
17. Пат. 252252 Российская Федерация, МПК G 01 R 29/08. Устройство для фиксации электромагнитного излучения / Акуличев В.О., Микрюков В.В., Пацев А.А., Марьясин О.Ю., Чайкин О.М., Наумов Д.В., Сметанин А.Е., Плещев В.В.; № 2023133876, заявл. 19.12.2023, опубл. 16.04.2024.
18. Пат. № 252240 Российская Федерация, МПК G 01 R 29/08. Устройство для фиксации электромагнитного излучения в широком спектре частот / Акуличев В.О., Микрюков В.В., Пацев А.А., Марьясин О.Ю., Чайкин О.М., Наумов Д.В., Сметанин А.Е., Плещев В.В.; №2023133878, заявл. 19.12.2023, опубл. 16.04.2024.
19. Программный комплекс «Радар» для прогнозирования вероятности и объемов выявления неучтенного потребления электроэнергии. URL: https://reestr.digital.gov.ru/ reestr/1199192/ (дата обращения 21.02.2025)
20. Maryasin O.Yu., Tihomirov L.I. Analysis of Point and Collective Anomalies in Energy Consumption Data // International Russian Automation Conference. IEEE, 2023. Pp. 431-436. doi: 10.1109/RusAutoCon58002.2023.10272833
21. Марьясин О.Ю., Тихомиров Л.И. Выявление одиночных аномалий в данных об энергопотреблении с использованием методов машинного обучения без учителя // Управление большими системами. 2025. Вып. 13. С. 232-272.
Разработка устройств защиты и индикации воздействия электромагнитных импульсов на цифровые приборы учета электроэнергии / И.С. Скалдуцкий, Д.В. Наумов, О.Ю. Марьясин, О.М. Чайкин, Л.И. Тихомиров // Электротехнические системы и комплексы. 2025. № 2(67). С. 62-70. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2025-2(67)-62-70