TS. Đỗ Quang Thẩm - Chủ nhiệm nhiệm vụ thay mặt nhóm nghiên cứu trình bày tóm tắt các nội dung nghiên cứu và kết quả đã đạt được của nhiệm vụ.
Trong lĩnh vực truyền tải và phân phối điện năng, an toàn vận hành hệ thống điện là yêu cầu ưu tiên hàng đầu, do các hiện tượng quá điện áp và xung sét có thể gây ra hư hỏng nghiêm trọng cho thiết bị, gián đoạn cung cấp điện và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn cho con người. Đặc biệt, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa với mật độ sét cao như Việt Nam, việc nâng cao hiệu quả hệ thống nối đất và chống sét đóng vai trò then chốt trong bảo đảm độ tin cậy và an toàn của lưới điện.
Để giảm thiểu rủi ro do xung sét và quá điện áp, việc nghiên cứu, chế tạo vật liệu giảm điện trở đất (Grounding Enhancement Material – GEM) và các linh kiện chống sét oxit kim loại (varistor) là giải pháp kỹ thuật có ý nghĩa quan trọng. Vật liệu GEM có chức năng làm giảm điện trở nối đất, ổn định đặc tính điện - hóa của hệ thống nối đất theo thời gian, trong khi varistor oxit kim loại đóng vai trò hấp thụ và kìm hãm các xung điện áp đột biến, bảo vệ thiết bị và công trình điện. Đa số các sản phẩm GEM và van chống sét tại Việt Nam được nhập khẩu từ nước ngoài (Thái Lan, Nhật Bản, Ấn Độ và Hoa Kỳ). Chúng có giá thành cao, không chủ động được về công nghệ khi có yêu cầu phù hợp với điều kiện Việt Nam. Chính vì vậy nghiên cứu chế tạo bột GEM và van chống sét với các nguyên liệu có nguồn gốc ở Việt Nam có ý nghĩa khoa học và thực tiễn rất lớn. Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ đã phê duyệt nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp quốc gia "Nghiên cứu chế tạo vật liệu giảm điện trở đất và cải thiện hệ số phi tuyến của van chống sét trên cơ sở vật liệu nano ZnO, Bi2O3, Sb2O3, CaO trộn lẫn đất hiếm, định hướng ứng dụng trong truyền tải điện", do TS. Đỗ Quang Thẩm làm chủ nhiệm, Viện Khoa học Vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam là cơ quan chủ trì, thời gian thực hiện nhiệm vụ từ tháng 01/2023 đến tháng 12/2025.
Mục tiêu chính của nhiệm vụ:
- Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo vật liệu giảm điện trở đất (GEM) và varistor oxit kim loại trên cơ sở vật liệu nano ZnO pha tạp oxit kim loại và oxit đất hiếm;
- Làm chủ quy trình công nghệ chế tạo, nâng cao các đặc trưng điện - cơ - hóa của vật liệu, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trong hệ thống nối đất và chống sét cho lưới điện truyền tải và phân phối điện;
- Nhiệm vụ định hướng ứng dụng trực tiếp trong các công trình điện, trạm biến áp và hệ thống truyền tải điện cao áp và siêu cao áp, góp phần nâng cao an toàn vận hành, độ tin cậy của hệ thống điện quốc gia và thúc đẩy làm chủ công nghệ, nội địa hóa sản phẩm vật liệu và thiết bị chống sét trong nước.
Những kết quả đáng ghi nhận của nhiệm vụ
(i) Đã nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm thành công vật liệu giảm điện trở đất (GEM) chứa oxit đất hiếm và các phụ gia chức năng; hoàn thiện các báo cáo thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và tại hiện trường, cùng quy trình công nghệ chế tạo GEM phục vụ ứng dụng trong hệ thống nối đất chống sét. Sản phẩm GEM sử dụng vật liệu nam châm đất hiếm và chất ức chế ăn mòn do đó cải thiện rất tốt đặc tính chống ăn mòn điện cực nối đất. Sản phẩm đã được thử nghiệm thực tế trên đường dây 110 kV tại Công ty Điện lực Thái Nguyên hiện tại gần 12 tháng đạt kết quả được đánh giá cao, chứng minh hiệu quả giảm điện trở nối đất và khả năng bảo vệ thiết bị điện trước các tia sét thực tế;
(ii) Đã nghiên cứu, chế tạo thành công các hệ varistor oxit kim loại trên cơ sở nano ZnO pha tạp Bi2O3, Sb2O3, CaO và oxit đất hiếm, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho van chống sét các cấp điện áp 110 kV, 220 kV và 500 kV; xây dựng đầy đủ quy trình công nghệ chế tạo đĩa varistor và lắp ráp van chống sét;
(iii) 02 công trình khoa học được công bố trên các tạp chí quốc tế thuộc danh mục SCIE (Q1, Q2);
(iv) 01 công trình khoa học được công bố trên các tạp chí quốc tế thuộc danh mục Scopus, WoS (Q2, Q3);
(vi) Đề xuất 01 giải pháp/sáng chế liên quan đến vật liệu và cấu trúc chống sét oxit kim loại;
Các sản phẩm của đề tài đã được đem giới thiệu, trưng bày tại Triển lãm Công nghệ Điện lực - Techshow 2025 và Hội nghị Khoa học và Công nghệ Điện lực toàn quốc lần thứ 6 tại Tp. Hồ Chí Minh vào ngày 27-28/12/2025 do Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) và Hội Điện lực Việt Nam (VEEA) tổ chức. Sản phẩm đã nhận được sự quan tâm của nhiều doanh nghiệp trong lĩnh vực truyền tải điện năng.
Thử nghiệm sản phẩm trên đường dây 110 kV tại Công ty Điện lực Thái Nguyên (Ảnh trái); Sản phẩm được trưng bày tại Triển lãm Công nghệ Điện lực – Techshow 2025 2025 tại HCM (Ảnh phải)
Hội đồng đánh giá nghiệm thu cấp nhà nước
Các thành viên Hội đồng nghiệm thu đánh giá cao những đóng góp của Chủ nhiệm và Cơ quản chủ trì; phần báo cáo tổng kết và báo cáo tóm tắt có cấu trúc hợp lý, phù hợp với yêu cầu của một báo cáo khoa học; về số lượng, khối lượng, tiến độ và chất lượng sản phẩm đều đạt yêu cầu nhiệm vụ. Với kết quả đạt được, Hội đồng nhất trí nghiệm thu đề tài mức "Đạt". Đồng thời, yêu cầu nhóm nghiên cứu tiếp thu các nội dung và chỉnh sửa cho phù hợp, hoàn thiện hồ sơ trình Bộ Khoa học và Công nghệ ra quyết định công nhận kết quả của Nhiệm vụ.
