В Северо-Кавказском федеральном университете (СКФУ) изобрели лавинный диод — устройство, которое защитит электроприборы от электрического пробоя. Среди его преимуществ — отсутствие ограничений в сроке эксплуатации, простота сборки и низкая стоимость изготовления. Тестирование нового прибора будет реализовано совместно с индустриальным партнером федерального университета. Аналогов устройства в России нет.
Вопрос защиты электроприборов от негативных последствий перенапряжения в сети очень актуален для отрасли. Воздействие высокого напряжения на изолируемый материал часто приводит к порче электроприбора или целых систем. Сегодня для защиты от лавинного пробоя повсеместно используют варисторы — полупроводниковые резисторы, сопротивление которых растет или уменьшается в зависимости от напряжения цепи. Их главный недостаток в ограниченном сроке эксплуатации. В СКФУ предложили применять лавинные кристаллы в диодах, чтобы защищать от перенапряжения, например, при кратковременном коротком замыкании.
«Одним из приоритетных направлений для электроэнергетики является создание отечественных комплектующих на основе собственных научных разработок. Уверен, что недорогой и эффективный лавинный диод найдет высокий спрос в отечественной энергопромышленности и будет способствовать повышению технологического суверенитета нашей страны. Отмечу, что аналогов данному изобретению в России нет», — сказал ректор СКФУ Дмитрий Беспалов.
Недорогой, простой в производстве и эффективный способ защиты электроприборов от электрического пробоя изобрел студент СКФУ Николай Пономарев. Он нашел способ повысить безопасность и надежность серийно производимых электрических генераторов и стартеров с помощью кристаллов с лавинной характеристикой пробоя — лавинных диодов. В 2022 году он победил в конкурсе «Студенческий стартап» и получил миллион рублей на дальнейшую разработку.
«Лавинные диоды входят в режим обратимого электрического пробоя, когда на них поступает слишком высокое напряжение. При этом резко возрастает обратный ток через диод с одновременным ограничением напряжения на нем. При использовании лавинного диода происходит эффективный отвод тепла от места перенапряжения, так как он может долго рассеивать избыточную мощность, не переходя в необратимый тепловой пробой и не разрушаясь. Если это напряжение снять, устройство продолжит работать дальше», — пояснил автор изобретения Николай Пономарев.
Научная работа выполнена в рамках стратегического проекта университета «Технологии энергоэффективности и устойчивого энергоснабжения» программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» (национального проекта «Наука и университеты»).