Varistor ZnO và công nghệ bảo vệ chống sét

Ngày 12/4/2010, tại Viện Khoa học&Công nghệ Việt Nam (KH&CN VN) diễn ra buổi nghiệm thu dự án SXTN “Nghiên cứu, ứng dụng Varistor thế hệ 5 trong sản xuất thiết bị chống sét”.

Dự án nhằm triển khai những thành tựu công nghệ của Viện KH&CN VN ra thực tế, trên cơ sở kế thừa kết quả nghiên cứu của giai đoạn trước, đồng thời phát triển nghiên cứu và áp dụng trong sản xuất để chế tạo sản phẩm ở thế hệ mới có chất lượng cao hơn.

Varistor ZnO là một loại gốm điện tử có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như điện, điện tử. Đặc tính nổi bật của varistors là tính phi tuyến dòng - áp cực lớn. Do đó, chúng có thể nhanh chóng chuyển trạng thái từ cách điện thành dẫn điện mỗi khi có hiện tượng quá áp. Vì vậy, Varistor ZnO được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong các mạch điện tử và điện lực, như một thiết bị bảo vệ quá điện áp tốt nhất hiện nay.

Kể từ khi được phát hiện, đã có năm thế hệ varistor được nghiên cứu và phát triển. Bắt đầu từ khoảng năm 2001 người ta dùng kỹ thuật sol-gel để chế tạo các varistor có màng bán dẫn kích thước nano.

Nhờ đó các tính chất điện của varistor được cải thiện vượt trội. Nhờ các varistor có màng nano người ta chế tạo được các thiết bị chống sét bảo vệ cho tất cả các mạch điện và điện tử, có điện áp từ vài Vol đến hàng trăm kilovon, có dòng điện từ vài microamper đến hàng trăm ngàn kiloamper. Đây là các varistor thế hệ 5.

Các varistor thế hệ 5 hiện là đỉnh cao nhất của kỹ thuật bảo vệ chống sét và cũng là kết quả thu được từ dự án SXTN: “Ứng dụng triển khai công nghệ Sản xuất varistor ZnO thế hệ mới dùng trong thiết bị chống sét công nghệ cao” thực hiện năm 2005-2006 do TS.Nguyễn Thế Hùng làm chủ nhiệm.

Sản phẩm Varistor thế hệ 5

Varistor thế hệ 5 được dùng để lắp ráp các thiết bị chống sét hạ áp. Các thiết bị chống sét hạ thế này dùng để bảo vệ mạng viễn thông, máy vi tính, dụng cụ điện trong gia đình,...

Sản phẩm chống sét hạ áp bằng varistor thế hệ 5

Các varistor thế hệ 5 được lắp ráp thành công các thiết bị chống sét cao thế (điện áp đến 35kV) có vỏ bọc bằng silicon. Đây là một tiến bộ đặc biệt quan trọng, vì tất cả các loại chống sét trước đây đều có vỏ bọc bằng sứ.

Việc đưa vỏ bọc bằng silicon vào làm cho thiết bị chống sét rất nhẹ, chịu được khí hậu khắc nghiệt nhiệt đới Việt Nam, vùng biển, vùng có độ ăn mòn cao, không bị vỡ sứ khi có phóng điện bề mặt. Mặt khác chống sét silicon lại có giá thành thấp hơn. Các thiết bị chống sét hạ áp này có thể thay thế rất hiệu quả cho các thiết bị cùng chủng loại đang nhập ngoại.

Chống sét cao thế bằng varistor thế hệ 5 có vỏ bọc silicon cấp điện áp 35kV

Từ các kết quả thu nhận trong thời gian nghiên cứu và thực hiện dự án, nhóm nghiên cứu đã chuyển giao công nghệ cho một số hãng trong và ngoài nước như Soulé tại Bigno de Bagnes (Pháp), KVA (Brasil), Basam Toos (Iran) và Công ty Vật liệu Công nghệ Hà Nội.