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电力设备的绝缘结构在运行中可能受到以下四种电压作用：
（1）工频工作电压。绝缘结构在其整个运行过程中，必须能够长期连续地承受工频最高工作电压，通常称之为系统最高运行相电压U xg ，数值为
式中 U n ——额定线电压，kV；
1.15～1.10——系数，由系统电压等级确定，220kV及以下取1.15，330kV及以上取1.10。
（2）暂时过电压。它包括习惯上所指的工频电压升高和谐振过电压。工频电压升高起因于空载线路的电容效应、甩负载和不对称接地。当突然甩负载后，由于电源只带一条空载的输电线路，而输电线路的对地容抗可用一个X C 表示，这样流过电源内阻的电流就突变为容性电流，这个电流流过系统中的感抗就造成了电压升高。因为这个升高了的电压仍接近于50Hz交流电压，故称为工频电压升高。在近代的继电保护条件下，作用时间约为十分之几秒至1s。与长期施加的交流电压一样，对电力设备内绝缘老化及电力系统的绝缘结构影响很大。谐振过电压起因于含铁芯的非线性电感元件所引起的铁磁效应或谐振，其幅值较高，持续时间较长，其频率可以是工频基波，也可以是高次或分次谐波。
（3）操作过电压。它是由于电力系统中的断路器动作（如切、合空载长线，切空载变压器等）产生的。这种过电压的波形很不规则，情况不同时变化甚大，可以是衰减振荡波，或是非周期性电压的冲击波，作用时间约为10 -2 s，一般在1ms之内电压达最大值。我国电力系统中操作过电压的大致倍数如下:35kV为4.0倍；110～220kV为3.0倍；330kV为2.75倍；500kV为2.0倍。目前，对于操作过电压的试验电压波形，GB 311.1规定采用非周期电压冲击波，标准波形为250/2500μs。
（4）雷电过电压（或外部过电压、大气过电压）。它是由于雷云放电产生的，幅值很高，作用时间约几到几十微秒。目前，我国对于雷电过电压的试验标准电压波规定为1.2/50μs的全波。雷电过电压往往造成电力设备的绝缘破坏，为保证电力系统的安全运行，对雷电过电压必须采取积极的预防措施。
为了保证绝缘结构能够耐受上述四种电压的作用，绝缘结构必须经受冲击波耐压试验以及工频耐压试验的考验，并要求有足够的裕度。
大量的试验研究表明，电压等级在220kV以下的电力设备，其冲击电压、操作波电压和工频电压之间有一定的等效关系，一般直接用工频电压去试验电力设备承受电力系统工频运行电压、工频电压升高的能力，并且习惯上用等效的工频电压试验其绝缘耐受操作波电压的能力。但对电压等级为330kV及以上的电力设备和绝缘结构，则趋向于直接用雷电冲击电压、操作波电压和工频电压分别试验电力设备的绝缘结构特性，不再用等效的工频电压代替操作波电压对绝缘进行试验。