超聲波定位方法是20世紀80年代開始發展，90年代趨于成熟的一種局部放電定位方法，目前這種方法已得到比較廣泛的應用。超聲波定位法利用放電產生的超聲信號和電脈沖信號之間的時延，或直接利用各超聲信號之間的時延進行定位。國內外對超聲定位都做了許多研究，并發展了三角定位法(球面方程法)、雙曲面定位法、V型曲線法、順序定位法和模式識別法等多種方法，其中以三角定位法和雙曲面法研究最多。

①三角定位法。這是以局部放電電信號作為觸發基準，通過3個(或以上)傳感器測量超聲波信號與電信號的時間差，以此作為超聲信號的傳播時間，并建立球面方程求解局部放電點。隨著特高頻(UHF)技術和射頻電流技術的應用，電信號的選取不僅可以選擇IEC270方法推薦的脈沖電流信號，也可以使用UHF信號和射頻電流信號作為電信號基準，在此基礎上進行計算?，F場有時難以有效地獲取局部放電的電信號，此時即可采用雙曲面法來進行定位。

②雙曲面定位法。這是在變壓器外殼上放置4個(或以上)超聲傳感器，以接收到的超聲脈沖為時間基準，測量其他超聲信號與標準信號間的時延，由此建立雙曲面方程組求解局部放電點。

為簡化問題，假定三角定位法和雙曲面算法中的聲速為常數。實際上由于變壓器結構復雜，各種聲介質對聲波的衰減及對聲速的影響都不一樣，因此定位誤差很大。研究人員基于最小二乘原理對這兩種算法進行了改進，具體方法是增加傳感器的數量，并將超聲波的等值聲速作為變量來處理，從而得到等值聲速和局放點位置。這種改進算法在一定程度上降低了傳播路徑對聲速的影響，提高了定位精度。但改進方法仍然簡化認為各路超聲波信號的等值波速是相等的，因此誤差仍然很大。有學者在上述算法的基礎上，通過分析不同聲介質對超聲信號等值波速和頻譜影響，提出了一種基于頻譜分析的等值波速修正方法：對各路超聲信號作頻譜分析，如果發現某一路的高頻段衰減明顯大于低頻段，則定性地確定該路信號存在較強的繞射，并對其等值波速進行修正，令其為vi，建立包含新增變量vi的超定方程組，以初步定位解作為初始點進行重新搜索求解。隨著研究的深入，一些新的定位算法也在發展之中。有研究人員提出將超聲定位問題轉化為一個帶約束的非線性連續函數優化問題，在化框架內，應用國際上最近提出的粒子群優化(PSO)算法進行求解。另外有人提出基于混沌遺傳算法的變壓器局部放電源定位方法，將混沌理論和遺傳算法引入局放超聲波定位算法中，也取得了一些成果。