变压器的操作过电压与大气过电压虽同属瞬态电压异常，但成因机制差异显著，以下结合物理过程与电路特性详细说明。

一、操作过电压的产生原因
操作过电压多源于电力系统的开关操作，以降压变压器空载拉闸为例，其核心是电磁能量的瞬时振荡与转换：
 
在空载变压器拉闸瞬间，若空载电流瞬时值为Ia​、对应外施电压为Ua​，此时变压器绕组的电感L1​中储存磁场能量（21​L1​Ia2​），绕组对地电容CFe′​中储存电场能量（21​CFe′​Ua2​）。拉闸后，电感与电容形成闭合振荡回路，磁场能量与电场能量开始周期性转换 —— 当电流瞬间为零时，磁场能量全部转化为电场能量，电容两端电压达到最大值Ucmax​，由此产生过电压。
 
这种过电压的幅值与绕组参数直接相关：电感越大、对地电容越小，能量转换时电压升高越显著。在配电网中，操作过电压通常为额定电压的 3.0-4.5 倍，虽幅值较低，但频繁操作可能累积损伤绝缘。

二、大气过电压的产生原因
大气过电压由雷电活动引发，分为直接雷击与感应过电压两种，其核心是雷电电荷的快速注入或电磁场突变：

1. 直接雷击过电压
当输电线路直接遭受雷击时，雷云携带的大量电荷（如正电荷）通过放电通道注入线路，形成高速传播的冲击电流波。这种电流波在输电线上引发的过电压称为雷电过电压，其波形具有陡峭的 “波头”（从零升至峰值的阶段）和缓慢的 “波尾”，可近似为高频周期性波。
当雷电波抵达变压器接线端时，相当于施加了一个高频高电压：由于高频下绕组电感L的感抗（ωL）极大，电流主要通过绕组的匝间电容和对地电容流通。而低压绕组因靠近铁心，对地电容大、容抗小，可视为 “接地” 状态，导致高压绕组的电压分布完全由匝间电容CFe′​与对地电容CFe′​的比例决定。

2. 电压分布的不均匀性
雷电波的高频特性使得高压绕组的电压分布极度不均：靠近进线端的线匝，因更多电流通过匝间电容传递，承受的电压远高于后端线匝，形成巨大的电压梯度。实测显示，进线端前几匝的匝间电压可达额定电压的 50-200 倍，成为绝缘击穿的高危区域。
 
此外，雷云放电时的电磁场突变也会通过电磁感应在线路上产生感应过电压，其幅值虽低于直接雷击，但传播范围更广，同样可能危及变压器绝缘。
由此可见，操作过电压是系统内部能量振荡的结果，而大气过电压是外部雷电能量注入或感应的产物，两者的物理机制决定了其幅值、分布特性及防护重点的差异。