變壓器的操作過電壓與大氣過電壓雖同屬瞬態(tài)電壓異常，但成因機制差異顯著，以下結合物理過程與電路特性詳細說明。

一、操作過電壓的產(chǎn)生原因
操作過電壓多源于電力系統(tǒng)的開關操作，以降壓變壓器空載拉閘為例，其核心是電磁能量的瞬時振蕩與轉換：
 
在空載變壓器拉閘瞬間，若空載電流瞬時值為Ia?、對應外施電壓為Ua?，此時變壓器繞組的電感L1?中儲存磁場能量（21?L1?Ia2?），繞組對地電容CFe′?中儲存電場能量（21?CFe′?Ua2?）。拉閘后，電感與電容形成閉合振蕩回路，磁場能量與電場能量開始周期性轉換 —— 當電流瞬間為零時，磁場能量全部轉化為電場能量，電容兩端電壓達到最大值Ucmax?，由此產(chǎn)生過電壓。
 
這種過電壓的幅值與繞組參數(shù)直接相關：電感越大、對地電容越小，能量轉換時電壓升高越顯著。在配電網(wǎng)中，操作過電壓通常為額定電壓的 3.0-4.5 倍，雖幅值較低，但頻繁操作可能累積損傷絕緣。

二、大氣過電壓的產(chǎn)生原因
大氣過電壓由雷電活動引發(fā)，分為直接雷擊與感應過電壓兩種，其核心是雷電電荷的快速注入或電磁場突變：

1. 直接雷擊過電壓
當輸電線路直接遭受雷擊時，雷云攜帶的大量電荷（如正電荷）通過放電通道注入線路，形成高速傳播的沖擊電流波。這種電流波在輸電線上引發(fā)的過電壓稱為雷電過電壓，其波形具有陡峭的 “波頭”（從零升至峰值的階段）和緩慢的 “波尾”，可近似為高頻周期性波。
當雷電波抵達變壓器接線端時，相當于施加了一個高頻高電壓：由于高頻下繞組電感L的感抗（ωL）極大，電流主要通過繞組的匝間電容和對地電容流通。而低壓繞組因靠近鐵心，對地電容大、容抗小，可視為 “接地” 狀態(tài)，導致高壓繞組的電壓分布完全由匝間電容CFe′?與對地電容CFe′?的比例決定。

2. 電壓分布的不均勻性
雷電波的高頻特性使得高壓繞組的電壓分布極度不均：靠近進線端的線匝，因更多電流通過匝間電容傳遞，承受的電壓遠高于后端線匝，形成巨大的電壓梯度。實測顯示，進線端前幾匝的匝間電壓可達額定電壓的 50-200 倍，成為絕緣擊穿的高危區(qū)域。
 
此外，雷云放電時的電磁場突變也會通過電磁感應在線路上產(chǎn)生感應過電壓，其幅值雖低于直接雷擊，但傳播范圍更廣，同樣可能危及變壓器絕緣。
由此可見，操作過電壓是系統(tǒng)內(nèi)部能量振蕩的結果，而大氣過電壓是外部雷電能量注入或感應的產(chǎn)物，兩者的物理機制決定了其幅值、分布特性及防護重點的差異。