局部放電的定位是根據(jù)局部放電過(guò)程中產(chǎn)生的電磁波、聲、光、熱和化學(xué)變化等現(xiàn)象，其定位方法有超聲波定位、電氣定位、光定位、熱定位和DGA(DissolveGas Analysis)定位等。目前，國(guó)內(nèi)外研究最多、應(yīng)用最廣泛的是超聲波定位法和電氣定位法。超聲波定位法是根據(jù)局部放電產(chǎn)生的超聲波傳播的方向和時(shí)間來(lái)確定放電位置的。而電氣定位法則是根據(jù)局部放電產(chǎn)生的脈沖傳播到測(cè)量端的特性來(lái)確定放電位置的。

①超聲波定位法：
當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電磁波、放電脈沖和超聲波等信號(hào)，超聲波在變壓器中的不同介質(zhì)中傳播(油紙、繞組和隔板等)，到達(dá)固定在變壓器油箱壁上的超聲傳感器。通過(guò)多個(gè)超聲傳感器測(cè)量不同傳感器測(cè)量到信號(hào)的時(shí)間延時(shí)，經(jīng)過(guò)定位算法的計(jì)算，就能夠確定局部放電源的位置。根據(jù)基準(zhǔn)信號(hào)的不同，超聲檢測(cè)定位又可分為以下兩類：電一聲檢測(cè)定位和聲一聲檢測(cè)定位。

②電氣定位法：
電氣定位法是根據(jù)PD產(chǎn)生的脈沖傳播到測(cè)量端的特性來(lái)確定放電位置的。電氣定位法在變壓器PD定位中應(yīng)用較多，對(duì)于GIS中的PD定位也是有借鑒意義的。電氣定位法可分為行波法、端點(diǎn)電流脈沖頻譜分析法及電容分量法等。行波法是根據(jù)測(cè)量端PD信號(hào)的行波分量和電容分量之間的時(shí)延確定故障點(diǎn)的位置。端點(diǎn)電流脈沖頻譜分析法通過(guò)對(duì)PD頻譜的分析進(jìn)而對(duì)PD放電源進(jìn)行定位。電容分量法是根據(jù)繞組首末端檢測(cè)的PD放電信號(hào)電容分量之比進(jìn)行定位的。變壓器電氣定位法的關(guān)鍵問(wèn)題在于需要嚴(yán)格根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)對(duì)其傳輸特性進(jìn)行精確的模擬。近年來(lái)，研究人員在變壓器繞組建模和傳輸特性仿真中做了很多有益的工作。文獻(xiàn)提出了根據(jù)變壓器繞組兩端脈沖響應(yīng)信號(hào)的頻域信息，提出了幅比折線法和能比直線法，并且通過(guò)建立集中參數(shù)電路的繞組網(wǎng)絡(luò)模型，初步研究了依據(jù)時(shí)域信息相關(guān)分析的定位方法。

③相控陣定位法：
相控陣定位法是根據(jù)相控陣?yán)碚摚褂锰炀€陣列作為接收PD信號(hào)用傳感器。具體做法是將PD放電看作超高頻和超聲波的發(fā)射源，用相控陣平面?zhèn)鞲衅魍瑫r(shí)接收PD放電的超高頻信號(hào)和超聲波信號(hào)，以接收到的超高頻PD信號(hào)作為時(shí)間基準(zhǔn)，計(jì)算同一方向的超聲波信號(hào)的傳輸時(shí)延，據(jù)此得出PD放電點(diǎn)與傳感器的距離，然后再根據(jù)相控陣掃描的仰角和方位角即可得出放電點(diǎn)的空間幾何位置。

④基于UHF檢測(cè)的局放定位法：
UHF定位法基本原理與超聲定位相同。但所利用的不是超聲信號(hào)，而是PD信號(hào)的UHF信號(hào)。利用UHF信號(hào)進(jìn)行局放源定位的基礎(chǔ)是電磁波繞射所遵循的費(fèi)瑪最短光程原理，即電磁波沿射線傳播，認(rèn)為傳感器接收到的信號(hào)是局放信號(hào)沿最短光程、歷經(jīng)最小傳播時(shí)間最先到達(dá)的子波的波前反映，示意圖如圖。UHF法的特點(diǎn)在于：檢測(cè)頻段較高，可以有效地避開(kāi)常規(guī)局部放電測(cè)量中的開(kāi)關(guān)操作、電暈等電氣干擾；檢測(cè)頻帶寬，檢測(cè)靈敏度高；可依據(jù)采集的UHF信號(hào)識(shí)別故障類型和進(jìn)行定位；此外，相比其他方法，UHF法測(cè)得的信號(hào)波形更加符合實(shí)際的局放波形，可以較全面的反映局部放電的本質(zhì)特征。

2003年，L.Yang和M.D. Judd提出了基于最短光程原理采用UHF法對(duì)變壓器局部放電進(jìn)行定位的思想。他們?cè)谄帘问覂?nèi)通過(guò)長(zhǎng)方體、圓柱體等簡(jiǎn)單幾何形體的金屬障礙物驗(yàn)證了最短光程原理的正確性，試驗(yàn)誤差僅為數(shù)厘米。

在文獻(xiàn)中，M.D.Judd課題組把UHF信號(hào)能量累積圖的“拐點(diǎn)”作為計(jì)算時(shí)間差的參考點(diǎn)，根據(jù)三個(gè)不同位置的傳感器獲得三組時(shí)間差進(jìn)行定位。SanderMeijer等人提出一種用能量衰減來(lái)定位的方法，由于電磁波傳播過(guò)程中要衰減，且其衰減與傳播距離有關(guān)，測(cè)量三個(gè)或四個(gè)傳感器信號(hào)的能量，以其中能量最大的傳感器能量位置為參考，計(jì)算電磁波的傳播距離，三個(gè)球面的交點(diǎn)即為局放點(diǎn)的位置，最后再用參考傳感器校正，最終確定局放源位置。

基于UHF檢測(cè)的局放定位法定位的主要依據(jù)是UHF電磁波傳播到傳感器之間的相對(duì)時(shí)間差，時(shí)延的基本問(wèn)題是利用所接收到的目標(biāo)信號(hào)，準(zhǔn)確、快速的估計(jì)和測(cè)定出接收器或接收器陣列之間由于信號(hào)傳播距離不同而引起的時(shí)間差。時(shí)延估計(jì)的精確度直接影響了定位精度，因此基于超高頻檢測(cè)的局放定位法的時(shí)延估計(jì)在局部放電定位中是非常重要和基礎(chǔ)的研究?jī)?nèi)容。

時(shí)延估計(jì)作為局部放電定位研究中基礎(chǔ)重要的一環(huán)，自1976年，Knapp和Carte：關(guān)于廣義相關(guān)的時(shí)延估計(jì)的論文發(fā)表以來(lái)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了大量的相關(guān)研究，并取得了一定的成果。早期主要使用兩類方法進(jìn)行時(shí)延估計(jì)。一類方法是通過(guò)測(cè)量信號(hào)某一特征點(diǎn)處的時(shí)間，例如以信號(hào)起始點(diǎn)或以第一峰值作為參考點(diǎn)，然后直接將不同接收點(diǎn)測(cè)得的時(shí)間相減，計(jì)算時(shí)延。另一類方法是根據(jù)信號(hào)能量與信號(hào)電壓的平方成正比的關(guān)系，將 UHF信號(hào)的電壓波形轉(zhuǎn)化為累積能量曲線，以確定信號(hào)到達(dá)的時(shí)間差。

傳統(tǒng)時(shí)延估計(jì)采用硬件的電平法，受電平大小和信號(hào)波形影響造成時(shí)延估計(jì)誤差很大。隨著信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，目前提出可以進(jìn)行時(shí)延估計(jì)的方法有：自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)、廣義相位時(shí)延估計(jì)和LMS時(shí)延估計(jì)等，在廣義相關(guān)時(shí)延估計(jì)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的。它要求信號(hào)和噪聲互相獨(dú)立，還要求己知信號(hào)和噪聲的先驗(yàn)知識(shí)，而實(shí)際情況并非如此，這就限制了時(shí)延估計(jì)方法在局部放電定位中的應(yīng)用。

重慶大學(xué)的杜言、廖瑞金等人在電纜局部放電定位直接相關(guān)法的基礎(chǔ)上，研究了一種基于小波變換的廣義相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法。此算法放寬了直接互相關(guān)法對(duì)信號(hào)與噪聲的假設(shè)條件且在低信噪比下仍能有效估計(jì)時(shí)延；同時(shí)為了提高時(shí)延估計(jì)精度，在廣義相關(guān)時(shí)延估計(jì)的基礎(chǔ)上又研究出了基于基小波的二次加權(quán)法。利用PSCAD/EMTDC仿真分析論證了這兩種算法在電纜局部放電定位有效性。

西安交通大學(xué)的楊景剛利用信號(hào)消噪及插值運(yùn)算處理后的相關(guān)性估計(jì)法進(jìn)行時(shí)延估計(jì)，精度較高，抗干擾能力強(qiáng)，得出該方法估計(jì)的信號(hào)時(shí)延與理論信號(hào)時(shí)延的誤差可控制在幾十皮秒以內(nèi)，能滿足精確定位局部放電的要求。

重慶大學(xué)的幸琳、姚陳果等人提出了一種頻域時(shí)差讀取方法，通過(guò)傅里葉變換將時(shí)域波形轉(zhuǎn)化為頻域PD信號(hào)進(jìn)行頻域研究。仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明該算法能有效估計(jì)時(shí)延，并且具有較強(qiáng)的抗干擾能力。