本发明属于电力系统的故障探测，具体涉及一种用于电力系统的可无源和有源标定的uhf探测装置、局放监测设备和集群。
背景技术：
1、在工业生产及民用生活等场景中，电力系统是必不可少的重要组成部分；保障电力系统的运行安全及稳定，是保障各类工业生产及民生工程良好发展的重要途径。我国电力系统及电力物联网系统正处于快速发展阶段，电力系统规模及相关设施的投用，均在快速增加。电力系统及电力物联网系统对电力设备的安全性、稳定性、可靠性和经济性都提出了更高的要求；其中电力设备的绝缘性能关系到整个电力系统的稳定运行。局部放电是电力设备绝缘性能产生缺失的重要表现之一，在电力系统各类故障表现中，故障的局放表现占比超过80%。局部放电也是影响电力设备绝缘性能的主要因素，每一次局部放电均会导致电力设备绝缘性能不同程度的下降。对局部放电进行监测是检验电力设备绝缘性能的主要方法。
2、电气设备在发生局部放电的过程中，会伴随产生超宽带的高频电磁波信号，通过对该高频电磁波信号的监测及分析，可以反应电气设备的局放状态。现有的uhf探测装置主要探测300~1500mhz的电磁波信号，由于在监测环境中包含环境噪声和各个频段的电磁波干扰信号（如各个通信频段），uhf探测装置会将环境噪声和干扰信号一并采集。当干扰信号增强，检波处理会得到较高的相对功率值输出，从而即使电力系统没有发生局部放电，uhf探测装置依旧反馈局放报警信息，出现误报现象。
3、此外，当采用数ghz的高速adc对局放产生的uhf高频电磁波信号进行采样并做数字信号分析处理时，由于环境噪声的未知性及不同设备及不同局放类型的差异性，使得在对uhf高频电磁波信号做数字分析的过程中，信号分析的算法及相关参数尚不够完善，尚无法自适应不同的监测环境。并且当出现一些干扰信号时，也容易出现误报。
4、公开号为cn118152942a的中国发明专利申请提出了一种基于形状、能量及统计特征的特高频局放识别方法，其包括对特高频局部放电特征量进行标定的步骤。然而，该方案主要是从特征识别方法入手来进行标定，缺乏对不同频段的uhf信号进行分析，因此其精确度不足，并且无法实现对环境噪声和干扰信号的有效屏蔽，仍会在环境噪声和干扰信号较强时出现较多的误报现象。
技术实现思路
1、（一）要解决的技术问题
2、本发明主要解决的技术问题是现有的uhf探测装置和局放监测设备在探测局放产生的uhf高频电磁波信号时受环境噪声和干扰信号的影响较大，出现误报的概率偏高的问题。
3、（二）技术方案
4、为解决上述技术问题，本发明第一方面提出一种uhf探测装置，用于探测电力系统中由局放产生的uhf高频电磁波信号。该uhf探测装置包括：uhf信号接收单元，用于采集电力系统的uhf高频电磁波信号；扫选频单元，用于对所述uhf高频电磁波信号进行扫频或选频；主控单元，用于控制所述扫选频单元的操作，以便于所述uhf探测装置具有标定工作模式和测量工作模式：
5、所述标定工作模式包括无源标定模式，在所述无源标定模式下，不存在所述由局放产生的uhf高频电磁波信号，所述扫选频单元对特定带宽范围内的所有频段进行扫频，得到扫频信号，所述主控单元对该扫频信号进行处理得到无源扫频数据特征，并将该无源扫频数据特征作为环境噪声及干扰信号的无源标定参数；
6、在所述测量工作模式下，所述扫选频单元根据所述无源标定参数选择所述特定带宽范围内的特定频段的uhf高频电磁波信号进行输出，所述主控单元对所输出的uhf高频电磁波信号进行处理以判断所述电力系统是否存在局放产生的uhf高频电磁波信号。
7、根据本发明的优选实施方式，uhf探测装置还包括信号产生单元，其用于产生用于有源标定的仿真uhf高频电磁波信号。并且，所述标定工作模式还包括有源标定模式，
8、在该有源标定模式下，所述扫选频单元根据在所述无源标定模式下获得的所述无源标定参数选择所述特定带宽范围内的特定频段；所述信号产生单元根据所选择的特定频段产生仿真uhf高频电磁波信号；所述扫选频单元据此输出包含所述仿真uhf高频电磁波信号和环境噪声及干扰信号的所述特定频段的uhf高频电磁波信号；所述主控单元对该特定频段的uhf高频电磁波信号进行处理得到有源扫频数据特征，并将该有源扫频数据特征作为局放信号与环境噪声及干扰信号同时存在的有源标定参数；
9、在所述测量工作模式下，所述扫选频单元根据所述无源标定参数选择所述特定带宽范围内的特定频段的uhf高频电磁波信号进行输出，所述主控单元还根据有源标定参数对所输出的uhf高频电磁波信号进行处理以判断所述电力系统是否存在局放产生的uhf高频电磁波信号。
10、根据本发明的优选实施方式，uhf探测装置还包括滤波单元，其用于将所述uhf信号接收单元采信的uhf高频电磁波信号进行滤波，以允许所述特定带宽范围的所述uhf高频电磁波信号通过。
11、根据本发明的优选实施方式，uhf探测装置还包括增益控制单元，其用于将由所述滤波单元滤波后的所述特定带宽范围的所述uhf高频电磁波信号进行自动增益处理，使其信号强度控制在特定范围内。
12、根据本发明的优选实施方式，uhf探测装置还包括adc单元，其用于对所述扫选频单元输出的uhf高频电磁波信号进行模拟-数字转换，以将模拟的uhf高频电磁波信号转换成数字的uhf高频电磁波信号；所述主控单元用于对所述adc单元在标定工作模式和测量工作模式输出的数字的uhf高频电磁波信号进行处理以判断所述电力系统是否存在局放。
13、根据本发明的优选实施方式，所述主控单元通过判断所述数字的uhf高频电磁波信号是否出现局放特征波形来判断所述电力系统是否存在局放。
14、根据本发明的优选实施方式，uhf探测装置还包括检波单元，其用于对所述扫选频单元输出的uhf高频电磁波信号进行功率检测；所述主控单元用于对所述检波单元在标定工作模式和测量工作模式输出的uhf高频电磁波信号的相对功率来判断所述电力系统是否存在局放。
15、本发明第二方面提出一种局放监测设备，其包括所述的uhf探测装置。
16、根据本发明的优选实施方式，局放监测设备还包括微处理装置，其作为所述uhf探测装置的主控单元。
17、根据本发明的优选实施方式，局放监测设备还包括tev探测装置，其用于在所述微处理装置控制下探测所述电力系统中的tev信号。
18、根据本发明的优选实施方式，所述微处理装置还用于控制所述tev探测装置的操作，以便于所述tev探测装置具有标定工作模式和测量工作模式：
19、所述标定工作模式为无源标定模式，在该无源标定模式下，所述微处理装置在不存在所述由局放产生的tev信号进行处理得到无源tev数据特征，并将该无源tev数据特征作为环境噪声及干扰信号的tev无源标定参数；
20、在测量工作模式，所述微处理装置根据所述tev无源标定参数对该tev探测装置获得的tev信号进行处理以判断所述电力系统是否存在局放产生的tev信号。
21、根据本发明的优选实施方式，局放监测设备还包括超声波探测装置，其用于在所述微处理装置控制下探测所述电力系统中的超声波信号。
22、根据本发明的优选实施方式，局放监测设备所述微处理装置还用于控制所述超声波探测装置的操作，以便于所述超声波探测装置具有标定工作模式和测量工作模式：
23、所述标定工作模式为无源标定模式，在该无源标定模式下，所述微处理装置在不存在所述由局放产生的超声波信号进行处理得到无源声纹数据特征，并将该无源声纹数据特征作为环境噪声及干扰信号的声纹无源标定参数；
24、在测量工作模式，所述微处理装置根据所述声纹无源标定参数对该超声波探测装置获得的超声波信号进行处理以判断所述电力系统是否存在局放产生的超声波信号。
25、根据本发明的优选实施方式，局放监测设备还包括uwb无线通信装置，其用于在所述微处理装置控制下向外部传输数据。
26、本发明第二方面提出一种局放监测设备集群，由多个所述的局放监测设备构成，各所述局放监测设备的uwb无线通信装置用于时间同步。
27、（三）有益效果
28、本发明提出的uhf探测装置、局放监测设备和集群能够对uhf高频电磁波探测装置进行无源标定和/或有源标定，并根据标定参数进行uhf信号的自适应选频探测，能够极大程度的避免uhf高频电磁波信号受环境噪声和干扰信号的影响，从而极大地改善局放引起的uhf高频信号探测的精确度，降低误报率。
1.一种uhf探测装置，用于探测电力系统中由局放产生的uhf高频电磁波信号，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的uhf探测装置，其特征在于，还包括信号产生单元，其用于产生用于有源标定的仿真uhf高频电磁波信号；
3.根据权利要求1或2所述的uhf探测装置，其特征在于，还包括滤波单元，其用于将所述uhf信号接收单元采信的uhf高频电磁波信号进行滤波，以允许所述特定带宽范围的所述uhf高频电磁波信号通过。
4.根据权利要求3所述的uhf探测装置，其特征在于，还包括增益控制单元，其用于将由所述滤波单元滤波后的所述特定带宽范围的所述uhf高频电磁波信号进行自动增益处理，使其信号强度控制在特定范围内。
5.根据权利要求1或2所述的uhf探测装置，其特征在于，还包括adc单元，其用于对所述扫选频单元输出的uhf高频电磁波信号进行模拟-数字转换，以将模拟的uhf高频电磁波信号转换成数字的uhf高频电磁波信号；
6.根据权利要求5所述的uhf探测装置，其特征在于，所述主控单元通过判断所述数字的uhf高频电磁波信号是否出现局放特征波形来判断所述电力系统是否存在局放。
7.根据权利要求1或2所述的uhf探测装置，其特征在于，还包括检波单元，其用于对所述扫选频单元输出的uhf高频电磁波信号进行功率检测；
8.一种局放监测设备，其特征在于，包括权利要求1或2所述的uhf探测装置。
9.如权利要求8所述的局放监测设备，其特征在于，还包括微处理装置，其作为所述uhf探测装置的主控单元。
10.如权利要求9所述的局放监测设备，其特征在于，还包括tev探测装置，其用于在所述微处理装置控制下探测所述电力系统中的tev信号。
11.如权利要求10所述的局放监测设备，其特征在于，所述微处理装置还用于控制所述tev探测装置的操作，以便于所述tev探测装置具有标定工作模式和测量工作模式：
12.如权利要求9所述的局放监测设备，其特征在于，还包括超声波探测装置，其用于在所述微处理装置控制下探测所述电力系统中的超声波信号。
13.如权利要求12所述的局放监测设备，其特征在于，所述微处理装置还用于控制所述超声波探测装置的操作，以便于所述超声波探测装置具有标定工作模式和测量工作模式：
14.如权利要求9所述的局放监测设备，其特征在于，还包括uwb无线通信装置，其用于在所述微处理装置控制下向外部传输数据。
15.一种局放监测设备集群，其特征在于，由多个权利要求14所述的局放监测设备构成，各所述局放监测设备的uwb无线通信装置用于时间同步。
