DE3123552A1 - "Zinc oxide varistor with an insulating coating" - Google Patents

"Zinc oxide varistor with an insulating coating"

Info

Publication number
DE3123552A1
DE3123552A1 DE19813123552 DE3123552A DE3123552A1 DE 3123552 A1 DE3123552 A1 DE 3123552A1 DE 19813123552 DE19813123552 DE 19813123552 DE 3123552 A DE3123552 A DE 3123552A DE 3123552 A1 DE3123552 A1 DE 3123552A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
zinc oxide
varistor
varistors
gas
surge arrester
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19813123552
Other languages
German (de)
Inventor
Howard Franklin Stephentown N.Y. Ellis
James Stanley Pittsfield Mass. Kresge
Lionel Monty Schenectady N.Y. Levinson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE3123552A1 publication Critical patent/DE3123552A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/102Varistor boundary, e.g. surface layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12Overvoltage protection resistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft Zinkoxid-Varistoren, insbesondere solche zur Verwendung in überspannungsableiter^ die in yasisolierten Unterwerken Anwendung finden.The invention relates to zinc oxide varistors, in particular those for use in surge arresters ^ those in yasi-insulated Substations are used.

In den US-PS 2 936 703, 3 76 7 973 und 3 842 318 ist der Einsatz von überspannungsableitern in gasisolierten Unterwerken beschrieben, wobei die überspannungsableiter von einem geerdeten Metallgehäuse umgeben sind.In U.S. Patents 2,936,703, 3,767,973 and 3,842,318, the Use of surge arresters in gas-insulated substations described, wherein the surge arresters are surrounded by a grounded metal housing.

In einigen Unterwerken steht das Gehäuse des Überspannungsableiters in Verbindung mit den Leitungen des Unterwerkes, so daß das isolierende SFg-Gas in direkten Kontakt mit den Zinkoxid-Varistoren innerhalb des überspannungsableiter-Gehäuses gelangt.The surge arrester housing is in some substations in connection with the lines of the substation, so that the insulating SFg gas in direct Contact with the zinc oxide varistors inside the surge arrester housing got.

Wie in der JA-PS 957 072 ausgeführt, beeinflußt eine nicht-oxidierende Umgebung, wie SFg-Gas oder Transformator-Mineralöl die thermische Stabilität von Zinkoxid-Varistoren nachteilig. Nach dieser JA-PS sollen chemische Wirkungen an der Oberfläche des Zinkoxidrandes Sauerstoff von dem Rand entfernen und so eine Widerstandsabnahme verursachen, die zu einer Zunahme des zur Erde fließenden Varistorstromes führt. Es wird in dieser JA- ' PS vorgeschlagen, ein sauerstoffhaltiges Gas in einer Menge von 10 bis 30 Volumen-% dem überspannungsableiter hinzuzufügen.As stated in JA-PS 957 072, one influences non-oxidizing environment, such as SFg gas or transformer mineral oil, the thermal stability of zinc oxide varistors disadvantageous. According to this JA-PS, chemical effects on the surface of the zinc oxide edge are supposed to be oxygen from the edge and so a decrease in resistance cause which leads to an increase in the varistor current flowing to earth. It will be in this YES- ' PS proposed an oxygen-containing gas in one Amount of 10 to 30% by volume of the surge arrester to add.

Es ist inzwischen festgestellt worden, daß die nichtoxidlerenden isolierenden Umgebungen, die in überspannungsableitern von Unterwerken benutzt werden, leicht durch den porösen Keramiküberzug diffundieren, der auf den Rand der Zinkoxid-Varistoren aufgebracht ist, um einen elektrischen Überschlag zu verhindern. Die benutzten iso-It has since been found that the non-oxidizing ends isolating environments used in substation surge arresters diffuse through the porous ceramic coating that is on the edge of the zinc oxide varistors is applied to prevent electrical flashover. The used iso-

lierenden Flüssigkeiten und Gase diffundieren rasch durch den porösen Keramiküberzug und verursachen die chemische Reaktion, die in der vorgenannten JA-PS beschrieben ist.Lying liquids and gases quickly diffuse through the porous ceramic coating and cause the chemical Reaction described in the aforementioned JA-PS.

Varistorscheiben mit einem isolierenden Keramiküberzug, bei denen die geringe Stabilität aufgetreten ist, wie sich durch hohe Wattverluste unter verschärften Testbedingungen zeigte, wurden aus dem Test herausgenommen und in der folgenden Weise behandelt:Varistor disks with an insulating ceramic coating, in which the low stability has occurred, as evidenced by high watt losses under more stringent test conditions showed were removed from the test and treated in the following manner:

Die Keramiküberzüge wurden vom Umfang der Scheiben sorgfältig entfernt;und es wurden weiter einige ^im dicke Schichten Zinkoxid-Material vom Rand jedes Varistors entfernt. Dann versah man die Varistoren mit einer neuen Schicht aus Keramikmaterial auf dem Rand und unterwarf sie von neuem den Stabilitätstests. Die auftretenden Wattverluste der Varistoren waren so gering wie für die anfänglich eingesetzten Varistorscheiben, nahmen jedoch innerhalb weniger 100 Stunden derart zu, daß die Scheiben nicht länger als Varistoren brauchbar waren.The ceramic coatings were carefully removed from the periphery of the disks ; and several layers of zinc oxide material were further removed from the edge of each varistor. Then the varistors were provided with a new layer of ceramic material on the edge and subjected to the stability tests again. The watt losses occurring in the varistors were as low as for the varistor disks used initially, but increased within less than 100 hours to such an extent that the disks could no longer be used as varistors.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, neue Zinkoxid-Varistoren zu schaffen, die beim Einsatz in nichtoxidierenden Atmosphären stabil bleiben.The present invention was based on the object of creating new zinc oxide varistors which, when used in non-oxidizing Atmospheres remain stable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf den äußeren Umfang bzw. Rand der Varistorscheiben aus Zinkoxid undurchlässige ioslierende Überzüge aufgebracht sind, die den Rand vor einer Beeinträchtigung der Stabilität schützen, die anderenfalls auftritt, wenn die Varistorscheiben in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre benutzt werden. Eine Ausführungsform eines solchen isolierenden Überzuges umfaßt ein Tieftemperaturglas aus mehreren Oxiden einschließlich Kupferoxid. Eine andere Ausführungsform für den isolierenden Überzug weist relativ hochtemperaturbeständige gasundurchlässige organische Überzüge auf.This object is achieved according to the invention in that on the outer circumference or edge of the varistor disks Zinc oxide impermeable insulating coatings are applied, which protect the edge from deterioration Protect stability that would otherwise occur when the varistor disks are in a non-oxidizing atmosphere to be used. One embodiment of such an insulating The coating comprises a low temperature glass made of several oxides including copper oxide. Another embodiment for the insulating coating comprises relatively high temperature resistant gas impermeable organic coatings on.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:In the following the invention with reference to the Drawing explained in more detail. Show in detail:

Figur 1 eine Vorderansicht .im Teilschnitt von einem überspannungsableiter innerhalb eines gasisolierten Metallbehälters, bei dem die erfindungsgemäßen Varistoren mit dem gasundurchlässigen isolierenden Kragen benutzt werden,FIG. 1 is a front view, in partial section, of a surge arrester within a gas-insulated metal container, in which the invention Varistors with the gas-impermeable insulating collar are used,

Figur 2 eine perspektivische Draufsicht auf einen Varistor zur Verwendung in dem Überspannungsableiter nach Figur 1,FIG. 2 shows a perspective top view of a varistor for use in the surge arrester according to Figure 1,

Figur 3 eine grafische Darstellung des Wattverlustes eines Varistors als Funktion der Zeit (Quadratwurzel aus der Zeit in Stunden) undFigure 3 is a graph of the watt loss of a varistor as a function of time (square root from the time in hours) and

Figur 4 eine Seitenschnittansicht des Varistors der Figur 2 innerhalb einer SF-.-Atmosphäre.FIG. 4 is a side sectional view of the varistor of FIG. 2 within an SF atmosphere.

Figur 1 zeigt einen überspannungsableiter 10 mit einem Porzellangehäuse 11 innerhalb eines Metallbehälters 12, der mit einem isolierenden Gas, wie SFg gefüllt ist. Der Überspannungsableiter 10 weist mehrere spaltlose Zinkoxid-Varistorscheiben auf, uie in einem Stapel angeordnet sind, wobei jeder einzelne Varistor elektrisch in Reihe mit den anderen Varistoren des Stapels geschaltet ist. Die elektrische Energie wird mittels einer Leitung 14 zugeführt, die innerhalb eines Rohres 9 angeordnet ist, das auch das SFfi-Gas enthält. Das Porzellangehäuse 11 steht üblicherweise in Verbindung mit dem Metallbehälter 12, so daß sich das SF.-'-Gas im Porzellangehäuse 11 im Gleichgewicht mit dem SFg-Gas im Metallbehälter 12 befindet. FIG. 1 shows a surge arrester 10 with a porcelain housing 11 within a metal container 12 which is filled with an insulating gas, such as SF g. The surge arrester 10 has a plurality of gapless zinc oxide varistor disks which are arranged in a stack, each individual varistor being electrically connected in series with the other varistors in the stack. The electrical energy is supplied by means of a line 14 which is arranged within a tube 9 which also contains the SF fi gas. The porcelain housing 11 is usually in connection with the metal container 12, so that the SF. - 'gas in the porcelain housing 11 is in equilibrium with the SF g gas in the metal container 12.

In Figur 2 ist ein Varistor 13 gezeigt, der aus einer Zinkoxid-Scheibe 8 besteht, auf den gegenüberliegenden Oberflächen je eine Metallelektrodenschicht 14 aufweist und auf seinem äußeren Umfang von einem Kragen bzw. Überzug 15 aus einem gasundurchlässigen Material umgeben ist. Ein geeignetes Material mit der erforderlichen Gasundurchlässigkeit ist ein bei tiefer Temperatur schmelzendes Glas nach der US-PS 3 959 543. Andere mögliche gasundurchlässige Materialien schließen organische Polymere ein, wie Alkydharze, die aus mehrwertigem Alkohol und Phthalsäureanhydrid erhalten werden, z. B. das unter der Bezeichnung "Glyptal" von der General Electric Company erhältliche Produkt sowie Drahtlack auf der Basis von Polyamidimid, wie in den US-PS 3 661 852 und 3 862 092 beschrieben.In Figure 2, a varistor 13 is shown, which consists of a zinc oxide disc 8, has a metal electrode layer 14 on each of the opposing surfaces and is surrounded on its outer circumference by a collar or coating 15 made of a gas-impermeable material. A suitable one A material with the required impermeability to gas is a glass that melts at a low temperature U.S. Patent 3,959,543. Other possible gas impermeable materials include organic polymers such as alkyd resins, obtained from polyhydric alcohol and phthalic anhydride, e.g. B. under the name "Glyptal" of from the General Electric Company and polyamide-imide-based wire enamel as described in U.S. Patents 3,661,852 and 3,862,092.

Die Stabilität einer Zinkoxid-Varistorscheibe ist in der folgenden Anmeldung definiert als die Änderungsgeschwindigkeit des Wattverlustes des Varistors als Funktion der Zeit, wenn an den Varistor eine bestimmte Spannung gelegt wird. Um die Zunahme des Wattverlustes mit der Zeit zu beschleunigen, werden die Varistoren im allgemeinen bei etwa 115°C getestet, da die VaristorStabilität mit steigender Temperatur rasch abnimmt. Eine stabile Varistorseheibe hat daher noch nach einem Betrieb von mehreren 100 Stunden bei einer Temperatur von 115°C einen Wattverlust, der im wesentlichen gleich dem anfänglichen Wattverlust ist.The stability of a zinc oxide varistor disk is defined in the following application as the rate of change the watt loss of the varistor as a function of time when a certain voltage is applied to the varistor will. In order to accelerate the increase in watt loss over time, the varistors are generally set at about 115 ° C, as the varistor stability increases with Temperature decreases rapidly. Has a stable varistor disk therefore, even after an operation of several 100 hours at a temperature of 115 ° C, a watt loss that is essentially is equal to the initial watt loss.

Figur 3 zeigt die Beziehung zwischen dem Wattverlust und der der Zeit für mehrere Zinkoxid-Varistorscheiben, die zwei verschiedene Isolierüberzüge aufwiesen und zwei verschiedenen Atmosphären ausgesetzt waren. Varistoren mit einem Keramikkragen, die in einer SFg-Atmosphäre getestet wurden, sind bei A gezeigt. Für Vergleichszwecke sind bei B die Ergebnisse von einer gleichen Zahl von Zinkoxid-Varistoren mit Keramiküberzügen gezeigt, die jedoch einer Luftatmosphäre ausgesetzt waren. Der große Unterschied in der Sta-Figure 3 shows the relationship between watt loss and that of time for several zinc oxide varistor disks, the two had different insulation coatings and were exposed to two different atmospheres. Varistors with a Ceramic collars tested in an SFg atmosphere are shown at A. For comparison purposes, at B are the Results shown from an equal number of zinc oxide varistors with ceramic coatings, but using an air atmosphere were exposed. The big difference in sta-

bilität zwischen diesen beiden Arten von Varistoren mit Keramiküberzügen macht die nachteilige Wirkung der SF,-bility between these two types of varistors with Ceramic coatings make the adverse effect of the SF,

'O'O

Atmosphäre auf die Varistorstabilität deutlich.Atmosphere on the varistor stability.

Varistoren gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem gasundurchlässigen Kragen aus Glas sind bei C aufgetragen und man erkennt ihre sehr gute Stabilität.Varistors according to the present invention with a gas impermeable Collars made of glass are applied at C and you can see their very good stability.

Varistoren gemäß der obengenannten JA-PS, nach der der gashaltige Raum 10 bis 30 Volumen-% eines sauerstoffhaltigen Gases enthält, sollten ebenfalls stabil sein. Während die Verwendung eines sauerstoffhaltigen Gases ebenfalls zu stabilen Varistoren führen sollte, ist die Verwendung eines sauerstoffhaltigen Gases innerhalb eines Unterwerkes, das mit SFg-Gas isoliert ist, nicht völlig machbar, da Sauerstoff die isolierenden Eigenschaften des Gases beeinträchtigen kann.Varistors according to the aforementioned JA-PS, according to which the gas-containing Space 10 to 30% by volume of an oxygen-containing Containing gas should also be stable. While the use of an oxygen-containing gas also increases stable varistors should lead, is the use of an oxygen-containing gas within a substation that is insulated with SFg gas is not entirely feasible, as oxygen affects the insulating properties of the gas can.

Auch die Verwendung anderer nicht-oxidierender Gase,wie Argon und Stickstoff führt dazu, daß Zinkoxidr-Varistoren mit einem Keramikkragen nach einigen Betriebsstunden instabil werden. Es wurde auch festgestellt, daß die Varistoren mit Keramikkragen instabil werden, wenn Mineralöl oder Silikonflüssigkeiten als Isoliermittel verwendet werden. So zeigten Varistoren mit Keramikkragen in Mineralöl Wattverluste, die in ähnlicher Weise zunahmen, wie das für die Varistoren der Kurve A in Figur 3 in' SF,-Gas der Fall ist. Dagegen sollten Varistoren mit einem Kragen aus Polyamidimid-Drahtlack beim Testen in Mineralöl oder SF, eine Wattverlust-Zunahme ähnlich den Varistoren mit einem Glaskragen haben, die in SF, getestet wurden (s. Kurve C in Figur 3), da das Polyamidimid ebenfalls undurchlässig ist.Also the use of other non-oxidizing gases, such as Argon and nitrogen cause zinc oxide varistors with a ceramic collar become unstable after a few hours of operation. It was also found that the varistors with ceramic collars become unstable when mineral oil or silicone fluids are used as an isolating agent will. For example, varistors with ceramic collars in mineral oil showed Watt losses that increased in a manner similar to that for the varistors of curve A in Figure 3 in 'SF, -Gas der Case is. On the other hand, varistors with a collar made of polyamideimide wire enamel should be used when testing in mineral oil or SF, have a watt loss increase similar to the varistors with a glass collar that were tested in SF (see curve C in Figure 3), since the polyamide-imide is also impermeable is.

Figur 4 zeigt einen vergrößerten Querschnitt des Zinkoxid-Varistors 13 innerhalb einer SF,-Atmosphäre, wobei einFIG. 4 shows an enlarged cross section of the zinc oxide varistor 13 within an SF, atmosphere, where a

Uberschlagpiad 18 zwischen der oberen und der unteren Elektrode entlang dem Kragen 15 angegeben ist.Overlap pad 18 between the upper and lower electrodes is indicated along the collar 15.

Bei einigen Anwendungen, bei denen die elektrische Ausrüstung sowohl gekühlt als auch isoliert werden soll, benutzt man einen halogenierten, wie chlorierten oder fluorierten, Kohlenwasserstoff, um beide Zwecke zu erfüllen. Zinkoxid-Varistoren mit isolierendem Kragen aus Keramik sollten sich in einer solchen Atmosphäre ähnlich verhalten wie die Varistoren in der Kurve A in Figur 3 für eine SF,--Atiuosphäre. Es wird derzeit noch nicht voll verstanden, warum mit Mineralöl und anderen nicht-oxidierenden Flüssigkeiten und Gasen eine Instabilität auftritt. Die Zugabe von 10 bis 30 Volumen-% eines sauerstoffhaltigen Gases ist bei Öl oder chlorierten und fluorierten Kohlenwasserstoffen, die üblicherweise Flüssigkeiten sind, nicht möglich, da sich Gastaschen bilden können und eine Beschädigung der isolierten elektrischen Ausrüstung verursachen.Used in some applications where electrical equipment needs to be both cooled and insulated a halogenated, such as chlorinated or fluorinated, hydrocarbon to serve both purposes. Zinc oxide varistors with an insulating ceramic collar should behave in such an atmosphere similar to the varistors in curve A in Figure 3 for an SF atmosphere. It is not currently fully understood why using mineral oil and other non-oxidizing liquids and gases instability occurs. The addition of 10 to 30% by volume of an oxygen-containing gas is not possible with oil or chlorinated and fluorinated hydrocarbons, which are usually liquids, as gas pockets can form and damage the insulated electrical equipment.

Varistoren mit einem isolierenden Kragen aus einem gasundurchlässigen Glas, wie sie für die Kurve C in Figur 3 benutzt wurden, zeigen eine sehr gute Stabilität, wenn man a i ei beschleunigten Stabilitytstosts in einer Atmosphäre von Mineralöl, SF,, N., oder Argon unterwirft. Es wird angenommen, daß diese Varistoren auch unter einer Atmosphäre chlorierten oder fluorierten Kohlenwasserstoffes stabil sind.Varistors with an insulating collar made of a gas-impermeable Glass, as used for curve C in Figure 3, show very good stability when one a i ei accelerated stability tests in an atmosphere of mineral oil, SF ,, N., or argon. It is believed that these varistors also operate under an atmosphere chlorinated or fluorinated hydrocarbon are stable.

Während der Grund, weshalb in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre betriebene Zinkoxid-Varistoren instabil werden, noch nicht voll verstanden ist, ist doch festgestellt worden, daß die Instabilität in der Nähe des ümfanges der Varistorscheibe auftritt, die von dem Kragen 15 bedeckt ist, wenn dieser Kragen gegenüber der Gasströmung nicht undurchlässig ist.While the reason why zinc oxide varistors operated in a non-oxidizing atmosphere become unstable, is not yet fully understood, it has been found that the instability is near the magnitude of the Varistor disk occurs, which is covered by the collar 15 if this collar is not impermeable to the gas flow is.

Varistorscheiben, die beim Test in SF,- instabil waren, wieVaristor disks that were unstable when tested in SF, such as

sie bei A in der Figur 3 gezeigt sind, wurden aus dem Testthey are shown at A in Figure 3 have been taken out of the test

sowie herausgenommen, ihre Keramikkragen sowie/iim dicke Schichten des-Zinkoxidmaterials vom Scheiben umfang wurden durcli Sandstrahlen entfernt und die Scheiben wieder mit einem frischen Kragen aus keramischer Isolation versehen. Bei der Wiederaufnahme des Tests in SF6 zeigten auch diese Scheiben wieder das in der Kurve A in Figur 3 angegebene Verhalten, d. h. der Wattverlust nahm mit der Zeit in der SF,-Umgebungand removed, their ceramic collars and the thick layers of zinc oxide material from the circumference of the panes were removed by sandblasting and the panes again provided with a fresh collar made of ceramic insulation. When the test was resumed in SF 6 , these disks also again showed the behavior indicated in curve A in FIG. 3, ie the watt loss increased over time in the SF 1 environment

stark zu. Es wird angenommen, daß der Betrieb von Zinkoxid-Varistoren in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre zu einer Reduktion von etwas Zinkoxid nahe dem Rand des Varistors führt, wobei ein geringerer Oxidationszustand entsteht, der leitfähiger ist.strong too. It is believed that the operation of zinc oxide varistors in a non-oxidizing atmosphere to a reduction of some zinc oxide near the edge of the Varistor leads, with a lower oxidation state arises, which is more conductive.

Es ist derzeit auch nicht möglich, den genauen Mechanismus zu bestimmen, mit dem der vorgeschlagene Isolationsüberzug das Zink vor.der Umsetzung mit der nicht-oxidierenden Atmosphäre schützt. Eine mögliche Erklärung wäre der Transport von Sauerstoffionen aus dem isolierenden Überzug zum Rand der Varistorscheibe, um das Zinkoxid oder andere Metalloxide, die durch Verlust von Sauerstoffatomen instabil werden, wieder zu ergänzen. Dies wäre in Übereinstimmung mit der tehre nach der obigen JA-PS, wonach die Zugabe einer beträchtlichen Sauerstoffmenge oder eines sauerstoffhaltigen Gases zu nicht-oxidierenden · dielektrischen1Gasen, wie SF,, die Stabilität der Zinkoxid-Varistoren verbessert.It is also currently not possible to determine the exact mechanism by which the proposed insulation coating protects the zinc from reacting with the non-oxidizing atmosphere. One possible explanation would be the transport of oxygen ions from the insulating coating to the edge of the varistor disk in order to replenish the zinc oxide or other metal oxides that become unstable due to the loss of oxygen atoms. This would be 1 gases, such as SF ,, improves the stability of the zinc oxide varistors in accordance with the tehre according to the above JA-PS, followed by the addition of a considerable amount of oxygen or a gas containing oxygen to non-oxidizing · dielectric.

Eine andere mögliche Erklärung für die·Instabilität der Zinkoxid-Varistoren, die einer nicht-oxidierenden Atmosphäre betrieben werden, ist eine mögliche chemische Umsetzung zwischen der Atmosphäre und der Zinkoxidoberfläche. Eine mögliche chemische Reaktion wäre die Teilreduktion des äußeren Zinkoxidniaterials zu einem leitfähigeren Zustand. Der höher leitfähige Zustand erhöht den Wattver-Another possible explanation for the · instability of the Zinc Oxide Varistors That A Non-Oxidizing Atmosphere is a possible chemical reaction between the atmosphere and the zinc oxide surface. A possible chemical reaction would be the partial reduction of the outer zinc oxide material to a more conductive state. The more conductive state increases the wattage

lust des Varistors und verursacht die Instabilität durch thermisches Durchgehen. Das Aufbringen organischen Isolationsmaterials, das bei hoher Temperatur stabil und gasundurchlässig ist, verhindert die Wechselwirkung zwischen dem Zinkoxid und der nicht-oxidierenden Atmosphäre. Aus Polyamidimid-Drahtlack hergestellte Überzüge, wie sie in den beiden obengenannten US-PS beschrieben sind, sollten auch zu Zinkoxid-Varistorecheiben mit einer guten Stabilität führen, wenn diese in nicht-oxidierenden Atmosphären, betrieben werden. Von solchen bei hoher Temperatur stabilen organischen Drahtlacken ist jedoch nicht bekannt, daß sie Sauerstoffionen liefern, wie dies bei oxidhaltigen Gläsern dar Fall ist:. Der überzug aus dem organischen Drahtlack scheint daher nur eine Sperre zwischen der nicht-oxidierenden Atmosphäre und dem Zinkoxid zu bilden. Andere organische Materialien, wie bei hoher Temperatur beständige Epoxyharze und Silikone erwiesen sich als unwirksam beim Verbessern der Stabilität von Zinkoxid-Vari-storen, wenn man sie als Isolierkragen benutzte und die entsprechend isolierten Varistoren in nicht-oxidierenden Atmosphären testete. Das Epoxymaterial führte sogar zu Instabilitäten, wenn man es als isolierenden Kragen in einer oxidierenden Atmosphäre benutzte.lust of the varistor and caused the instability by thermal runaway. The application of organic insulation material that is stable at high temperatures and impermeable to gas prevents the interaction between the zinc oxide and the non-oxidizing atmosphere. the end Coatings produced by polyamide-imide wire enamel, as described in the two above-mentioned US patents, should also lead to zinc oxide varistor panes with good stability if they are used in non-oxidizing atmospheres, operate. However, it is not known of such organic wire enamels which are stable at high temperature they supply oxygen ions, as is the case with oxide-containing glasses: The coating from the organic Wire enamel therefore only appears to form a barrier between the non-oxidizing atmosphere and the zinc oxide. Other organic materials such as high temperature resistant epoxies and silicones were found to be ineffective in improving the stability of zinc oxide vari-stors, if you used them as an insulating collar and the appropriately insulated varistors in non-oxidizing ones Atmospheres tested. The epoxy material even led to instability when viewed as an insulating collar used in an oxidizing atmosphere.

Außer für gasisolierte Überspannungsableiter in Unterwerken können die erfindungsgemäßen Varistoren selbstverständlich überall dort eingesetzt werden, wo eine nicht-oxidierende Atmosphäre vorhanden ist.Except for gas-insulated surge arresters in substations The varistors according to the invention can of course be used wherever a non-oxidizing atmosphere is present.

-41--41-

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (1)

PatentansprücheClaims .). Zinkoxid-Varistor zur Verwendung in nicht-oxidierenden Atmosphären mit einem Sinterkörper aus mehreren ·Metalloxiden, die hauptsächlich aus Zinkoxid bestehen, je einer Metallelektroderischicht auf jeder der gegenüberliegenden Oberflächen und .). Zinc oxide varistor for use in non-oxidizing atmospheres with a sintered body of a plurality of metal oxides, which consist mainly of zinc oxide, each with a metal electrode layer on each of the opposing surfaces and einem isolierenden überzug auf der Pheripherie des Sinterkörpers,an insulating coating on the periphery of the Sintered body, dadurch gekennzeichnet,' daß der überzug gasundurchlässig ist und aus einem organischen Polymer oder einem oxidhaltigen Glas besteht. ■characterized by 'that the coating is impermeable to gas and consists of an organic polymer or an oxide-containing glass. ■ 2. Varistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Polymer ausgewählt ist aus Alkydharzen und Polyamidimiden.2. Varistor according to claim 1, characterized in that that the organic polymer is selected from alkyd resins and polyamide-imides. 3. Varistor nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß das Glas die Oxide von Blei, Zink, Bor, Silizium und Kupfer umfaßt.3. Varistor according to claim 1, characterized that the glass comprises the oxides of lead, zinc, boron, silicon and copper. .4. Varistor nach Anspruch 1, 2 oder 3, montiert in einem überspannungsableiter mit einem Gehäuse aus einem isolierenden Material,.4. Varistor according to Claim 1, 2 or 3, mounted in a surge arrester with a housing made of an insulating Material, wobei das Gehäuse mehrere Varistoren enthält,, von denen jeder aus einem scheibenförmigen Sinterkörper hauptsächlich aus Zinkoxid besteht, der ein Paar von Metallelektroden auf den gegenüberliegenden Flächen sowie einen .isolierenden überzug auf dem Umfang der Scheibe aufweist, der isolierende Überzug aus einer gasundurchlässigen Schicht aus einem organischen Polymer besteht und das Gehäuse eine Menge nicht-oxidierenden Materials zum . elektrischen Isolieren der Varistoren enthält.the housing containing several varistors, one of which each composed of a disk-shaped sintered body mainly made of zinc oxide, which has a pair of metal electrodes has on the opposite surfaces and an insulating coating on the periphery of the disc, the insulating coating consists of a gas-impermeable layer made of an organic polymer and that Housing a lot of non-oxidizing material. electrically isolating the varistors. 5. überspannungsableiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das nicht-oxidierende Material ausgewählt ist aus SF, und N-.5. Surge arrester according to claim 4, characterized characterized in that the non-oxidizing material is selected from SF, and N-. 6. überspannungsableiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-oxidierende Material ausgewählt ist aus Mineralöl, Silikonflüssigkeit und einem halogenierten Kohlenwasserstoff.6. Surge arrester according to claim 4, characterized characterized in that the non-oxidizing Material is selected from mineral oil, silicone fluid and a halogenated hydrocarbon. 7. Überspannungsableiter nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus Porzellan besteht.7. Surge arrester according to claim 4, 5 or 6, characterized in that the case is made of porcelain.
DE19813123552 1980-06-23 1981-06-13 "Zinc oxide varistor with an insulating coating" Withdrawn DE3123552A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16193580A 1980-06-23 1980-06-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3123552A1 true DE3123552A1 (en) 1982-04-15

Family

ID=22583436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813123552 Withdrawn DE3123552A1 (en) 1980-06-23 1981-06-13 "Zinc oxide varistor with an insulating coating"

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS5728304A (en)
BR (1) BR8103687A (en)
DE (1) DE3123552A1 (en)
FR (1) FR2485245A1 (en)
SE (1) SE8103912L (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3334533A1 (en) * 1983-09-23 1985-04-04 Transformatoren Union Ag, 7000 Stuttgart Surge arrester
DE3405834A1 (en) * 1984-02-17 1985-08-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Varistor consisting of a wafer of zinc-oxide material, which is semiconductive as a result of doping, and a method for producing this varistor
EP1681686A1 (en) * 2005-01-12 2006-07-19 LS Cable Ltd. PTC current limiting device having molding part made of insulating material
US7095310B2 (en) 1999-10-04 2006-08-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonlinear resistor and method of manufacturing the same

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0147607B1 (en) * 1983-12-22 1988-05-04 BBC Brown Boveri AG Zinc oxide varistor
JPS60119705U (en) * 1984-01-20 1985-08-13 岡谷電機産業株式会社 surge absorption element
DE50202115D1 (en) 2002-07-15 2005-03-03 Abb Schweiz Ag Pluggable electrical apparatus, in particular surge arrester
CN106663510B (en) * 2014-08-08 2019-05-03 东莞令特电子有限公司 Rheostat and manufacturing method with laminated coating

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2248117B2 (en) * 1972-09-28 1975-03-20 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Surge arrester with a gas-filled housing
US3959543A (en) * 1973-05-17 1976-05-25 General Electric Company Non-linear resistance surge arrester disc collar and glass composition thereof
NL172192C (en) * 1976-08-26 1983-07-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd NON-LINEAR VOLTAGE DEPENDENT RESISTANCE ELEMENT.
JPS5827643B2 (en) * 1979-07-13 1983-06-10 株式会社日立製作所 Nonlinear resistor and its manufacturing method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3334533A1 (en) * 1983-09-23 1985-04-04 Transformatoren Union Ag, 7000 Stuttgart Surge arrester
DE3405834A1 (en) * 1984-02-17 1985-08-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Varistor consisting of a wafer of zinc-oxide material, which is semiconductive as a result of doping, and a method for producing this varistor
US7095310B2 (en) 1999-10-04 2006-08-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonlinear resistor and method of manufacturing the same
DE10049023B4 (en) * 1999-10-04 2010-01-21 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki Non-linear resistor and method of making the same
EP1681686A1 (en) * 2005-01-12 2006-07-19 LS Cable Ltd. PTC current limiting device having molding part made of insulating material

Also Published As

Publication number Publication date
BR8103687A (en) 1982-03-02
FR2485245A1 (en) 1981-12-24
JPS5728304A (en) 1982-02-16
SE8103912L (en) 1982-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3026200C2 (en) Non-linear resistance
CH652251A5 (en) SURGE ARRESTERS.
DE3123552A1 (en) "Zinc oxide varistor with an insulating coating"
DE2355481A1 (en) ELECTRIC HIGH VOLTAGE DEVICE WITH DISC-SHAPED INSULATING BODY
DE2307322B2 (en) Varistor
EP0147607A1 (en) Zinc oxide varistor
DE10049023B4 (en) Non-linear resistor and method of making the same
DE2355421A1 (en) OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE
DE2445626A1 (en) METAL OXIDE VARISTOR WITH A COATING THAT REINFORCES THE CONTACT ADHAESION
DE2633289A1 (en) IMPROVED ELECTRIC ISOLATORS
DE3888314T2 (en) Nonlinear voltage dependent resistors.
US4452729A (en) Voltage stable nonlinear resistor containing minor amounts of aluminum and boron
US4474718A (en) Method of fabricating non-linear voltage limiting device
DE2910841A1 (en) Zinc oxide varistor material produced by sintering granulate - with additive coating to reduce leakage current without reducing quality
Bui et al. Electrical characteristic degradation of ZnO varistors subjected to partial discharges
DE2247410A1 (en) ELECTROMAGNETIC COMPONENT
DE2334420B2 (en) Surge arresters
DE955792C (en) Insulating support of live parts in electrical systems and in electrical devices and cables filled with air, oil or insulating compound
DE2641514A1 (en) Overvoltage arrester with rare gas filled housing - has electrodes supporting insulator coated with semiconductor material
DE1565279C3 (en) Sealed metal pipe element that works in air above 750 degrees C pipe temperature
DE3326951A1 (en) Surge voltage protector with discharge resistors based on zinc oxide
DE3905315A1 (en) Electroconductive glass composition
DE2920979A1 (en) OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE FOR PROTECTING LOW-VOLTAGE SYSTEMS
JPH0430732B2 (en)
DE3134907A1 (en) Method for reducing alkali losses from metal halide lamps containing alkali metal halide

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee