由于變壓器中局放上升沿很陡，脈沖寬度多為納秒級，能激起1GHz以上的超高頻電磁信號，在進行仿真時的軟件應該為高頻電磁場仿真軟件。為了提高計算精度和縮短計算時間，仿真軟件所采用的方法最好是時域法。國內外用于PD超高頻檢測仿真的主要方法為時域有限差分法(FDTD)。 FDTD是近年來發(fā)展很快的一種電磁場數(shù)值計算方法，它用各離散點上函數(shù)的差商來近似代替該點的偏導數(shù)，將含時間變量的麥克斯韋旋度方程轉化為一組差分方程，并在時間軸上逐步推進以求解空間電磁場。FDTD法采用交替抽樣的離散方式，在空間和時間上處理電磁場E, H分量，在計算中將空間某一網(wǎng)格點的電場(磁場)與周圍磁場(電場)直接相關聯(lián)，且介質參數(shù)已賦值給計算空間的每一個元胞，利用計算機技術，通過求解差分方程，可方便解出各網(wǎng)格點的場值。FDTD法在GIS的局部放電超高頻仿真中應用的較早，有學者研究了GIS局部放電超高頻電磁波信號與視在放電量的關系，發(fā)現(xiàn)UHF信號可以在一定程度上反映出GIS的絕緣狀態(tài)，而與視在放電量的關系還需進一步研究。電力變壓器內部結構比GIS更為復雜，所以變壓器超高頻信號與視在放電量關系的仿真研究會更加的復雜。有研究表明利用時域有限差分法研究了超高頻天線周圍螺釘對UHF信號的影響，研究發(fā)現(xiàn)：在幾個螺釘?shù)膶ΨQ中心，螺釘對信號基本不影響。

由于仿真中我們得到的是檢測點的暫態(tài)電場信號，而在實際中我們用超高頻天線和傳感器得到的是電磁波信號，所以兩者不能直接進行對比。為了印證仿真的正確與否，我們設計了一種單極子探針來檢測局部放電所產(chǎn)生的暫態(tài)電場，根據(jù)前人的方法與仿真波形對比；由于仿真時的種種近似和誤差，仿真暫態(tài)電場信號與實測的并不是完全一樣，所以也用一定時間范圍內的仿真和測量的UHF能量進行對比。

通常電力變壓器絕緣結構中的局部放電可看作是一點源發(fā)出的，在油中傳播時它們遵循電磁場的麥克斯韋的方程，通過引入動態(tài)向量位和動態(tài)標量位，麥克斯韋基本方程可轉化為動態(tài)方程，可看出局部放電電磁波是時間和位置的函數(shù)，是一種橫電磁波。在變壓器超高頻局部放電檢測過程中，電磁波在變壓器內傳播時會遇到3種情況：1)經(jīng)過單一介質(變壓器油)；2)復合介質(油一絕緣板)；3)金屬導體(變壓器箱體)。UHF電磁波信號在變壓器內傳播時要經(jīng)過多種不同的組合介質，在組合介質交界面處電磁波會發(fā)生折反射，如果兩種組合介質的林和。相近時，入射波會幾乎無反射的進入下一層介質。在變壓器內部，為了使在變壓器組合介質上的電場接近，常選用相對介電常數(shù)比較接近介質組合(如油和紙絕緣)，UHF信號在這種組合絕緣介質中的衰減很小。由于趨膚效應，電磁波不能透過變壓器箱體，并且頻率越高趨膚深度越小，如果把變壓器箱體看作是理想電導體，電磁波將發(fā)生全反射。有學者研究時引入光程的概念，說明了鐵心對電磁波傳播的影響。入射電磁波在沿曲面?zhèn)鞑r不斷沿切線方向發(fā)出繞射射線，故其能量迅速衰減，對局部放電UHF信號的檢測很不利。