图6-1和图6-2分别展示了将在以下比较过程中考虑的架空线路结构和地下电缆结构，架空线路采用的是#a1型，地下电缆采用的是2#c1型，两者都是380kV、50Hz的线路。

图6-1展示了一个在意大利超高压电网中使用的典型杆塔结构（高度可能会变）及其相关数据。在假定三相循环换位并忽略地线的条件下，通过常用的计算公式可以计算出该线路的正序参数，见表6-1。不过，就本章的研究目标，即使线路不换位，误差也不大。

图6-1 意大利380kV电网中架空线路的典型结构

表6-1 循环换位架空线路#a1的正序参数（忽略地线）

杆塔结构对电场、磁场以及线路走廊的宽度计算都有重要影响，根据意大利法律^[5-7]，上述因素对用地的经济性会产生重要作用（见6.5节），因而也会对总体成本的比较产生重要影响。

尽管目前存在很多设计新颖的杆塔结构，如紧凑型杆塔、Foster型杆塔等，但这里我们只考虑传统的杆塔结构。

根据意大利标准CEI11-60^[8]，热稳定极限下的导体温度考虑为75℃，因此架空线路单位长度电阻按75℃下的电阻考虑。值得强调的是，不换位架空线路在热稳定极限电流下运行时会增加电压的不平衡度^[9]，因此，只有对于足够短的线路才可以采用不换位结构（如此处所考虑的线路）。

对于工频下的技术分析，架空线路的电导（即表6-1中的g₁或g₂）通常可以忽略，但对于经济性分析此项不能忽略。电晕损耗和绝缘子泄漏电流与天气状况紧密相关^[10，11]，两者必须精确计算，特别是对于一年中雨天较多的地区。

图6-2展示了所讨论的双回地下电缆结构2#c1，其基本数据见表6-2和表6-3。表6-3给出了载流容量的一些数据，载流容量取决于土壤的热阻率ρ_th，土壤热阻率可以在很大的范围内变化，如IEC60287-3-1^[12]的款3.3.2所示。

由于电缆线路两个单回之间的距离很远（5m），因此两个单回之间在电气上和热力上几乎是独立的，故对于双回线路2#c1，其载流容量等于表6-3所给出I_a数值的2倍，而其电气模型可以按照2.7节中给出方法用单回线路#c1的参数。

图6-2 380kV交叉互连的XLPE电缆（电气上并联运行的双回路#c1电缆）

表6-2 电缆的几何数据

(www.daowen.com)

表6-3 交叉互连地下电缆的正序参数（单回路）

①ρ_th为土壤热阻率。

这里绝对有必要强调一下，所给出的#a1与2#c1的比较方案仅仅是一个为了说明如何应用比较方法的简单例子，并不表示架空线路与地下电缆之间的确定的对应关系^[1]。因为比较结果取决于很多因素，例如国家之间法规不同使得工程种类有很大的不同、每个国家的环境条件不同、国家内部地区与地区之间的差别；不同种类技术的发展水平差异，以及线路规划时所采用准则的保守程度等。

为了确认2#c1与#a1在运行特性上具有对等性，需要对比两者的PQ能力图，因此要求确定2#c1的电流水平I_c。I_c不但取决于电缆本身的电气和热力参数，而且还与电缆埋设地点土壤的热力参数有关（见表6-3）。众所周知，土壤电阻率与土壤湿度关系密切，可能沿整条电缆路径变化剧烈^[13]，而且除非进行大规模的测量，否则对土壤电阻率的了解不可能很细。另外值得提醒的是，预测土壤的温度也很困难，一方面气候特性不确定，另一方面在电缆路径附近可能存在外部的热源^[14]。

图6-3 双回路电缆2#c1（情况α₄）下的PQ能力图

I_c通常按某种保守的方式确定，需要与环境条件（例如情况α₄）相对应。一旦确定了I_c和电缆的长度（例如与#a1一样d=10km），就可以画出双回路电缆2#c1的PQ能力图，如图6-3所示，图中的I_c=2×1566A=3132A。架空线路#a1的PQ能力图如图6-4所示。有了这两张图，就可以证明这两条线路可以面对同一个运行条件，参见6.4节和6.10节的负荷持续曲线。

图6-4 架空线路#a1（冷月份）的PQ能力图

图6-5清楚地展示了热月份期间架空线路#a1受端功率区域缩小的情况，这在一年四季的运行中必须充分考虑。该图还表明电缆线路2#c1在传热特性较好的土壤中存在的优势（情况α₁～α₃）。

特别应当关注的是不同功率水平的可用率。由于地下电缆的维修时间比架空线路长得多，因此选择双回路地下电缆（这里是2#c1）对于失去1个回路时的紧急运行状态是合适的（见6.10.2节）。在这种情况下，研究#c1的PQ能力图是绝对必要的。

图6-5 2#c1和#a1的受端PQ能力图（阴影区域Q_R≤500Mvar）