過電壓總體上可以分為外部過電壓（又稱為大氣過電壓）和內部過電壓。

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大氣過電壓是由直擊雷引起的，特點是持續時間短暫，沖擊性強，與雷電活動強度直接相關，而與設備電壓等級無關。它根據雷擊的位置不同分為直擊雷過電壓、感應雷過電壓侵入被過電壓。

直擊雷過電壓。是雷電放電進，直接擊在輸電線路、桿塔或建筑物。大量雷電流通過被擊中物體，經被擊中物體的阻抗接地，在阻抗上產生電壓降，使被擊點出現很高的電位。損壞電氣設備或送電線路的絕緣。變電站和送電線路通常采用避雷針、避雷線作為直擊雷保護。

感應雷過電壓。雷雨季節空工出現雷云進，雷云帶有電荷，對地及地面上的一些導電物體都會有靜電感應，地面和附近輸電線路都會感應出異種電荷，當雷云對地面或其他物體放電時，雷云的電荷迅速流動地中，輸電線上的感應電荷不再受束縛而迅速流動，電荷的迅速流動產生感應雷電波，其電壓也很高，其幅值可達500~600Kv，它對電氣設備絕緣的破壞性很大。這種情況下產生的就是感應雷過電壓，感應過電壓對35kV以下的送電線路和電氣設備威脅很大，常因感應雷而引起事故。根據多年運行經驗，變電所避雷針遭受直擊雷時，附近三相母線將產生感應過電壓，使35kV的絕緣子和10kV的絕緣子閃絡弓起事故的情況偶有發生，特別是配電系統由于感應過電壓引起的事故是較多的，因此，對感應過電壓的危害也應引起足夠的重視。

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內部過電壓是由于操作（合閘、拉閘）、事故、（接地、斷線等）或其他原因，引起電力系統的狀態發生突然變化，出現從一種穩定狀態轉談為另一種穩定狀態的過程，在這個過程中可能產生對系統有威脅的過電壓。這些過電壓是系統內部電磁能的振蕩和積聚所引起的，所以叫內部過電壓。

內部過電壓可分為操作過電壓和諧振過電壓。操作過電壓出現在系統操作或故障情況下。諧振過電壓是由于電力網中的電容元件和電感元件（特別是帶鐵芯的電感元件）參數的不利組合諧振而產生的。

其中操作過電壓還可細分為切除空載線路引起的過電壓、空載線路合閘引起過電壓、系統解列過電壓以及電弧接地過壓物切除空載變壓器的過電壓。

諧振過電壓也可進一步細分為工頻過電壓（由長線電容效應、不對稱接地故障、甩負荷引起）和諧振過電壓（包括線性諧振、鐵磁諧振和參數諧振）等。

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內部過電壓其幅值可達3~4倍相電壓，常常會造成電氣設備的損壞，引起事故。因此必須采取相應的措施限制內部過電壓的幅值，以保證電力系統安全運行。