局部放電的定位是根據(jù)局部放電過程中產(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)生的脈沖傳播到測量端的特性來確定放電位置的。

①超聲波定位法：
當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，會產(chǎn)生電磁波、放電脈沖和超聲波等信號，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。通過多個(gè)超聲傳感器測量不同傳感器測量到信號的時(shí)間延時(shí)，經(jīng)過定位算法的計(jì)算，就能夠確定局部放電源的位置。根據(jù)基準(zhǔn)信號的不同，超聲檢測定位又可分為以下兩類：電一聲檢測定位和聲一聲檢測定位。

②電氣定位法：
電氣定位法是根據(jù)PD產(chǎn)生的脈沖傳播到測量端的特性來確定放電位置的。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)測量端PD信號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對PD頻譜的分析進(jìn)而對PD放電源進(jìn)行定位。電容分量法是根據(jù)繞組首末端檢測的PD放電信號電容分量之比進(jìn)行定位的。變壓器電氣定位法的關(guān)鍵問題在于需要嚴(yán)格根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)對其傳輸特性進(jìn)行精確的模擬。近年來，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)信號的頻域信息，提出了幅比折線法和能比直線法，并且通過建立集中參數(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?，使用天線陣列作為接收PD信號用傳感器。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放電的超高頻信號和超聲波信號，以接收到的超高頻PD信號作為時(shí)間基準(zhǔn)，計(jì)算同一方向的超聲波信號的傳輸時(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，而是PD信號的UHF信號。利用UHF信號進(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是局放信號沿最短光程、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：檢測頻段較高，可以有效地避開常規(guī)局部放電測量中的開關(guān)操作、電暈等電氣干擾；檢測頻帶寬，檢測靈敏度高；可依據(jù)采集的UHF信號識別故障類型和進(jìn)行定位；此外，相比其他方法，UHF法測得的信號波形更加符合實(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法對變壓器局部放電進(jìn)行定位的思想。他們在屏蔽室內(nèi)通過長方體、圓柱體等簡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定位的方法，由于電磁波傳播過程中要衰減，且其衰減與傳播距離有關(guān)，測量三個(gè)或四個(gè)傳感器信號的能量，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時(shí)間差，時(shí)延的基本問題是利用所接收到的目標(biāo)信號，準(zhǔn)確、快速的估計(jì)和測定出接收器或接收器陣列之間由于信號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)的研究內(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，國內(nèi)外開展了大量的相關(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)。一類方法是通過測量信號某一特征點(diǎn)處的時(shí)間，例如以信號起始點(diǎn)或以第一峰值作為參考點(diǎn)，然后直接將不同接收點(diǎn)測得的時(shí)間相減，計(jì)算時(shí)延。另一類方法是根據(jù)信號能量與信號電壓的平方成正比的關(guān)系，將 UHF信號的電壓波形轉(zhuǎn)化為累積能量曲線，以確定信號到達(dá)的時(shí)間差。

傳統(tǒng)時(shí)延估計(jì)采用硬件的電平法，受電平大小和信號波形影響造成時(shí)延估計(jì)誤差很大。隨著信號處理技術(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。它要求信號和噪聲互相獨(dú)立，還要求己知信號和噪聲的先驗(yàn)知識，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)法對信號與噪聲的假設(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)的信號時(shí)延與理論信號時(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，通過傅里葉變換將時(shí)域波形轉(zhuǎn)化為頻域PD信號進(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。