我国自主掌握深井接地极工程应用技术

　　近日，世界首例千米深井接地极顺利接入新东直流，开始为期一年的试运行。此次深井接地极项目由南网科研院承担，标志着南方电网在全球首次自主掌握深井接地极工程应用全套技术，更是我国电力行业对地下空间进行深度利用的一次开创性尝试。

　　通俗来讲，千米深井接地极就是在地面凿出一个直径不足半米、深1000米的洞，把两座广州“小蛮腰”一般高的“热得快”埋入地下，让整个地球作为一个导体，形成电流大回路，保证直流电力系统的正常运行。

　　据介绍，千米深井接地极能降低90%的占地面积，彻底解决传统接地极占地面积大的难题。不仅如此，深井接地极还可以与换流站一体化建设，使直流工程省去建设几十公里甚至上百公里的接地极线路，能极大节约工程建设资金和降低工程运维成本。

　　节约占地面积90%

　　“传统的水平接地极要占地1平方千米，而千米深井接地极仅仅需要三口直径不足半米的深井，占地仅为1平方米。从1平方千米到1平方米，在大规模节约土地资源的同时，还能提供更为安全可靠、环境友好的运行方式，更是直流输电技术的重要发展。” 南方电网公司首席技术专家、南网科研院党委书记、董事长饶宏告诉记者。

　　据了解，提出深井接地极，是在2013年两渡直流工程建设和调试期间，糯扎渡直流工程普洱接地极因占地面积大，几次改选极址，后来被迫采用垂直接地极，但只是在地表浅层30米左右的垂直接地极，不过在当时也是国内首个垂直接地极，但仍然存在占地面积较大的问题，目前的深井接地极比当时垂直接地极节约了占地面积90%。

　　饶宏认为，“打一口千米深的井不难，难的是如何将所有的电气设备成功安装到直径只有400多毫米的空间里，还要在承受井底水压大、温度高的情况下保持各种设备的性能处于正常的运行状态，这需要极强的技术突破。”

　　居中“神器”确保一次安装成功

　　“关键技术难题就是技术转化为工程应用，一方面是明确工程结构设计及关键参数，另一方面就是创新施工工艺。” 饶宏表示，深井接地极就像把一根“热得快”插到地下，几千安培的电力一通，就会发热，进而产生气膜。40吨重的电气设备，既要保证排气，又不影响导电性能，还要考虑高温、耐腐蚀等因素。

　　由于地下每10米一个大气压，每100米温度升高3℃，大地的电气特性有许多不确定的因素。为了把这些“不可捉摸”的东西，变得可视化、透明化，项目科研团队通过建立数字模型，进行计算机数值分析，测算土壤分层情况，还原物理现象。但更重要的，还是走出实验室，在现场进行实践和测试。

　　通过各种试验论证，项目团队开创了千米深接地极施工工艺，例如创新研制了深井接地极专用居中保护器，这款神器可以将特殊焊接处理过的套管、馈电棒等电气设备固定在井部中间，并采用分段组装和整体吊装的施工工艺，保证40多吨的电气设备一次性施工成功。

　　提供更安全可靠的运行方式

　　据介绍，与传统接地极相比，深井接地极还能减小损耗，降低雷击风险，提高直流单极运行的可行性。

　　目前，该工程已完成试验验证，各项性能指标达到设计要求，与垂直接地极相比深井接地极与常规接地极相比接地极电阻减少2/3，有效提升系统运行经济效益；接触电势降低80%，提供安全可靠、环境友好的运行方式。

　　3月28日，深井接地极已经成功接入新东直流，开始一年期试运行，接受实践检验。项目组也将持续密切关注接地极运行状态，为后续技术推广应用总结经验。