局部放电的检测都是利用一定的设备测量伴随着局部放电所产生的各种物理现象，通过检测能相应的物理量来达到检测局部放电的目的。局部放电的过程都伴随着电荷转移形成的电流，除此之外，还会产生的现象有：（1）发光，例如电晕放电过程中一般会有发光的现象产生。（2）发出声波。一般认为，在放电的过程中由于电场力和压力的作用下，空洞内的气体会受到压缩或者膨胀，从而引起局部体积的变化，向外部产生疏密波，即声波。（3）发热，大部分局部放电的过程中都会引起放电位置的局部温度高于其他位置。（4）发出电磁波。通过实验和现场的测试都发现，变压器内的局部放电会激励出较强的超高频电磁波信号。（5）化学变化。在变压器中，主要的绝缘物质就是变压器绝缘油。局部放电时伴随的大量能量的释放，从而导致绝缘油发生化学变化。由于绝缘油是有机聚合物，所以化学反应时会放出二氧化碳，甲烷等气体。针对这些伴随发生的现象，研究人员开展的局部放电检测的方法包括：脉冲电流检测法、气相色谱检测法、超声波检测法、超高频检测法、光检测法和红外热像检测法等多种检测方法。
脉冲电流法是通过检测阻抗来检测互感器、祸合电容器、套管、变压器、及固体绝缘结构等的局部放电。其测定的物理量是电力设备在某规定电压下的局部放电量，以及设备局部放电的熄灭电压和起始电压。具体测量的方法是将待测试品与耦合电容串联，再将测量电阻串联进待测设备的回路或是耦合电容的回路，用仪器检测测量电阻的电压变化，从而获得电流脉冲的信号。该检测方法的优点是灵敏度较高、能够实时监测，而且可以获得放电量信息、发生频率以及发生局部放电时产生的放电能量等。因此这种方法使用的较为广泛。但其缺点是电流信号容易收到现场各种条件的干扰，输出信噪比较低，特别是在线检测的系统当中，现场各种干扰可能淹没局部放电信号，给后续信号处理过程中的信号发生识别和降噪带来一定的困难。但随着计算机技术的发展和新的数字信号处理算法的开发，以脉冲电流法为基础的局部放电在线检测系统性能将会有很大的提高。
超高频检测法是近年来研究较多的方法之一。其工作原理是通过测量300MHz至3GHz频率的无线电磁波来检测局部放电的发生。超高频法可以提供在线的绝缘缺陷的诊断信息。并且由于接收器接收的无线电磁波频率较高，所以抗干扰能力较强，输出信号的信噪比较高。此外，通过在系统中应用3至4个超高频传感器，可以用三角测量法对局部放电实现定位。但是，超高频方法也有其固有的一些缺点。例如对某些类型的局部放电监测效果较差，电晕放电发出的电磁波最高才达到300MHz。此外，信号在通过套管或者长距离的在绝缘油中传播时衰减十分强烈。手机，电视发射站等工作在高频率的电子设备对信号的干扰较强。当放电直接发生在绝缘油中时，发出的电磁波最高频率只有几百千赫，很难被检测到。
气相色谱检测法是一种检测局部放电过程中的化学变化的方法。在一些SF6电力设备当中，局部放电发生时会使SF6分解，同时释放出SOF2，SO2F2等气体。气相色谱法就是通过检测这些气体的含量来判断局部放电的程度和模式。此方法的优点是不受到电气信号的干扰，而且局部放电都伴随这化学变化的发生，经过稳定的放电，特征气体的浓度逐渐上升，达到能够相应的气体传感器检测出来。但是它的缺点也十分显著，这种方法的时效性较差，对局部放电的诊断要经过很长的时间，对突发性的故障缺乏响应能力。
超声波检测法是用超声波传感器接收电气设备发生局部放电时产生的超声波，由此来检测局部放电的大小和位置。检测系统通常是由一个或者几个对局部放电所发出的超声信号敏感的超声波换能器构成。由于局部放电发生的位置距离各个超声波传感器的位置不同，所以可以超声波信号到达各个传感器的时间也不相同。根据不同传感器之间的时间差，结合超声波在相应介质中传播的速度，就可以计算出局部放电的位置。由于声波和电流以及电磁波有着不同的传播路径和特性，因此超声检测法受到的电气干扰小，可以用超声波实现定位也较为方便。但由于超声波在电气设备内部的传播过程十分复杂，电气设备内部的介质并不是均匀介质，影响超声波的传播路径，造成在某些条件下不能够实现定位。目前无法根据超声波信号计算出局部放电的放电量。
红外热像法是红外热成像技术检测局部放电的方法。当电力设备内部发生局部放电时，会产生大量的热能并使局部的温度升高，利用红外线热成像仪可以检测局部区域的表面温度升高的变化。这种方法对与局部放电的定性测量有着十分重要的意义，可以很方便的组成检测系统。但是对于复杂的绝缘结构，红外热像法需要借助于计算机对获得的图像进行一定的分析和处理，提取有用的信息。其缺点是把用它进行定量研究还存在困难。
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