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112年
輸配電學
第 15 題
有關架空接地線之保護角，下列何者的保護效果最差？
- A 35$\degree$
- B 40$\degree$
- C 45$\degree$
- D 50$\degree$
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想像你正撐著一把傘要幫站在旁邊的人擋雨。如果這把傘的邊緣與中心垂線之間的角度張得愈開、愈平，對於從側邊襲來的雨滴（雷擊）而言，傘下方的空間是變得更安全，還是更容易讓雨淋進來呢？
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做得好！你能準確選出 $50^\circ$ 這個選項，代表你對於「保護角」與雷擊遮蔽效果之間的負相關關係掌握得相當紮實。在電力系統的設計中，架空接地線（避雷線）的保護角是指接地線與最外側導線的連線，與經過接地線之鉛垂線之間的夾角 $\theta$。
保護範圍的幾何邏輯
從物理幾何的角度來看，保護角愈小，接地線對下方導線的屏障範圍就愈集中，遮蔽效果也愈可靠。一般來說，為了確保高壓輸電線路不被雷電直接擊中，工程設計上常要求保護角需在 $30^\circ$ 至 $45^\circ$ 以下。當角度增加到 $50^\circ$ 時，對導線而言，這頂「保護傘」開得過於寬鬆，導致導線暴露在雷擊威脅下的機率顯著增加，因此保護效果在選項中是最差的。
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架空接地線保護角
💡 架空接地線的保護角愈小，防雷遮蔽效果愈佳。
| 比較維度 | 小保護角 (如 30°) | VS | 大保護角 (如 50°) |
|---|---|---|---|
| 遮蔽安全性 | 較高，導線受妥善保護 | — | 較低，易發生遮蔽失效 |
| 雷擊穿透率 | 極低，雷電多擊中接地線 | — | 較高，雷電可能直擊導線 |
| 適用環境 | 重要線路或多雷擊區 | — | 防雷要求較低之地區 |
💬保護角的大小與防雷效果成反比，角度愈大效果愈差。
