在雷电过电压情况下，空气间隙的正极性雷电冲击放电电压应与绝缘子串的50%雷电冲击放电电压相匹配。在500kV及以下的线路中，考虑风偏后线路导线对杆塔空气间隙的正极性雷电冲击电压波50%放电电压，通常选为绝缘子串相应电压的0.85倍[12]；在超高压750kV线路设计中，该值取绝缘子串相应电压的0.8倍[17]；在特高压1000kV线路设计中，该值取绝缘子串相应电压的0.8倍[4]。
1000kV输电线路空气间隙的50%雷电击穿电压与绝缘子串的雷电闪络电压配合关系如下：
式中，U50%为绝缘子串的雷电闪络电压，kV，绝缘子串长度应该采用0级污秽地区条件下长度（该情况下绝缘子串长最短）；U′50%为空气间隙的50%雷电击穿电压，kV。
文献[11]给出海拔不超过1000m、盐密不超过0.06mg/cm2地区架空线路绝缘子每串最少片数如表10-29所示。
表10-29 特高压线路绝缘子最少片数
IEEE推荐绝缘子串的雷电闪络电压公式如下[19]：
式中，Up为绝缘子串闪络电压，kV；t为雷击后时间，μs，当t为16μs时对应绝缘子串50%放电电压；L为绝缘子长度，m。
XWP-300结构高度为0.195m，计算可得绝缘子在各海拔高度下50%闪络电压为：H=500m，U50%=4575kV；H=1000m，U50%=4956kV；H=1500m，U50%=5051kV。空气间隙的50%雷电击穿电压U′50%如表10-30所示。
表10-30 雷电放电电压要求值
雷电过电压下，计算风速为10m/s，此时模拟风偏角为12°。对于单回杆塔，酒杯塔如图10-25所示，边相导线对横担和塔身的距离通常在9m以上，间隙距离较大，当雷击导线时，主要发生沿绝缘子串的闪络，导线到塔身的空气间隙一般不会发生击穿；另外，中相导线对塔窗的距离也都满足雷电放电电压要求。对于猫头塔，情况也基本相类似。因此，雷电过电压下的空气间隙距离对单回塔塔头尺寸不起控制作用，单回线路导线对杆塔的间隙距离国家标准中不作规定。
图10-25 酒杯塔边相导线对杆塔距离
对于双回杆塔，为了降低雷电绕击率，通常会减小塔高，使得上相导线和中相导线到它们相邻下横担的距离减小，通常小于导线对塔身的距离（考虑风偏角），此时导线到下横担的间隙为最主要的雷电放电通道。因此，对于双回杆塔，重点需要对导线和相邻下横担空气间隙距离进行雷电过电压校核。
对于双回塔I串绝缘子，雷电过电压下，在考虑导线到塔身和上横担的距离时，模拟风偏角为12°，通常都能满足放电电压要求，一般无需对此进行校验。在考虑导线到下横担的距离时，应按导线风偏角为零的严重情况进行试验（此时导线到相邻下横担距离最小）。(www.xing528.com)
双回塔中相I串导线对下横担雷电过电压试验布置如图10-26所示，双回塔中相导线对下横担雷电冲击放电曲线如图10-27所示[16]。
图10-26 双回塔中相I串导线对下横担雷电过电压试验布置
图10-27 双回塔中相I串导线对下横担空气间隙雷电过电压放电电压曲线
双回塔V串绝缘子雷电过电压试验布置如图10-28所示，双回塔V串中相导线对下横担雷电冲击放电曲线如图10-29所示[16]。
图10-28 双回塔V串中相导线对下横担空气间隙雷电过电压试验布置
图10-29 双回塔V串中相导线对下横担空气间隙雷电过电压放电电压曲线
根据雷电放电电压要求，查上述相关放电电压曲线，可得出线路空气间隙雷电放电电压下所要求的间隙距离，如表10-31所示。
表10-31 雷电放电电压要求值对应空气间隙距离
国标GB/Z24842-2009《1000kV特高压交流输变电工程过电压和绝缘配合》中建议的雷电过电压下线路空气间隙距离推荐值选择如表10-32所示。
表10-32中国标GB/Z24842-2009间隙距离推荐值与表10-31中由放电电压要求值推得的间隙距离基本吻合。
表10-32 雷电冲击电压下双回塔空气间隙推荐值
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