Bộ bảo vệ quá áp là thiết bị quan trọng được sử dụng trong hệ thống điện để triệt tiêu điện áp cao bất thường và đảm bảo an toàn cách điện và vận hành ổn định của các thiết bị điện. Chức năng chính của nó là nhanh chóng hạn chế tình trạng quá điện áp trong phạm vi có thể chấp nhận được đối với thiết bị khi có các điều kiện bất thường như sét đánh, xung chuyển mạch, tăng điện áp tần số nguồn hoặc xảy ra quá điện áp cộng hưởng trong lưới điện. Điều này ngăn ngừa sự cố cách điện, hư hỏng linh kiện và tắt hệ thống, do đó cung cấp sự bảo vệ không thể thay thế trong tất cả các khía cạnh phát điện, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện.
Nguyên lý làm việc của bộ bảo vệ quá áp dựa trên đặc tính điện trở phi tuyến và cơ chế hấp thụ năng lượng. Các thành phần cốt lõi thường được sử dụng bao gồm biến trở oxit kim loại (MOV), biến trở cacbua silic, khe hở phóng điện và mô-đun triệt tiêu hỗn hợp. Khi điện áp nằm trong phạm vi bình thường, bộ bảo vệ hoạt động ở trạng thái điện trở-cao, hầu như không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của hệ thống. Khi điện áp vượt quá ngưỡng đã đặt, điện trở của nó giảm mạnh, tạo thành một đường điện trở-thấp, bỏ qua hoặc hạn chế hiện tượng quá dòng do quá điện áp tạo ra xuống đất, do đó làm giảm đỉnh điện áp cấp cho thiết bị được bảo vệ. Các loại thiết bị bảo vệ quá áp khác nhau cũng có thể được kết hợp với công tắc ngắt nhiệt, cầu chì hoặc khóa liên động để đạt được sự gián đoạn dòng điện sự cố và chỉ báo trạng thái, cân bằng phản ứng nhanh và cách ly an toàn.
Ở cấp độ ứng dụng, bộ bảo vệ quá áp có thể được chia thành các dòng điện áp-thấp, trung-và cao-để thích ứng với các mức điện áp và môi trường lắp đặt khác nhau. Loại điện áp-thấp chủ yếu được sử dụng trong hệ thống phân phối điện của tòa nhà, trạm gốc thông tin liên lạc, nguồn điện tín hiệu vận chuyển đường sắt và phần đầu của các thiết bị gia dụng nhạy cảm để ngăn ngừa hư hỏng đột biến do sét đánh hoặc chuyển đổi lưới điện. Các loại điện áp-trung bình thường thấy trong máy biến áp phân phối, thiết bị đóng cắt và trung tâm điều khiển động cơ công nghiệp để chịu được tác động tổng hợp của quá điện áp khi vận hành và quá điện áp trong khí quyển. Các loại điện áp-cao được triển khai trên các thanh cái của trạm biến áp, đường dây trên không và đầu cuối cáp để triệt tiêu quá điện áp nhất thời do sét đánh ở khoảng cách xa- gây ra và sự cộng hưởng của hệ thống. Đối với các nhà máy điện năng lượng mới, hệ thống lưu trữ năng lượng và lưới điện siêu nhỏ DC, bộ bảo vệ quá áp DC chuyên dụng có thể xử lý các đợt tăng điện áp đột ngột do quá trình chuyển đổi bộ chuyển đổi và những thay đổi đột ngột của bức xạ mặt trời, cải thiện khả năng chịu đựng của thiết bị{11}}kết nối lưới.
Ưu điểm kỹ thuật của thiết bị bảo vệ quá áp được thể hiện ở tốc độ phản hồi nhanh, khả năng mang dòng điện mạnh và tuổi thọ có thể theo dõi được. Các sản phẩm-chất lượng cao có thể khởi động trong vài nano giây đến micro giây, hấp thụ dòng điện khởi động hàng chục kilôampe và cung cấp phản hồi về xu hướng xuống cấp thông qua-cảm biến nhiệt độ tích hợp hoặc giao diện giám sát tình trạng, cung cấp hỗ trợ dự đoán cho quá trình bảo trì. Thiết kế mô-đun và có thể cắm được tạo điều kiện thuận lợi cho việc thay thế hiện trường, giảm thời gian mất điện; vỏ chống cháy-chống cháy, chống nổ-và chống ăn mòn-đảm bảo độ tin cậy lâu dài-trong môi trường ngoài trời, hóa chất hoặc biển.
Với sự phức tạp ngày càng tăng của hệ thống điện và sự đa dạng hóa của các nguyên nhân quá áp, các thiết bị bảo vệ quá áp đang phát triển theo hướng tích hợp đa chức năng và trí thông minh. Ví dụ, việc tích hợp các chức năng đếm đột biến, đánh giá suy giảm và liên lạc từ xa có thể xây dựng hệ thống cảnh báo sớm và nhận biết tình trạng; liên kết với các thiết bị tự động đóng lại và ghi lỗi có thể lưu giữ thông tin sự kiện hoàn chỉnh đồng thời ngăn chặn quá điện áp, hỗ trợ phân tích sự cố.
Nhìn chung, các thiết bị bảo vệ quá áp, với chức năng cốt lõi là giới hạn điện áp nhanh, tiêu tán năng lượng và bảo vệ cách điện, tạo thành tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại quá điện áp nhất thời và nhất thời. Chúng là thiết bị kỹ thuật cơ bản để đảm bảo hệ thống điện vận hành an toàn, ổn định và kéo dài tuổi thọ của thiết bị, đóng vai trò quan trọng trong lưới điện hiện đại và các kịch bản tiêu thụ điện năng khác nhau.
