JP2007329174A - Current-voltage non-linear resistor, and lightening arrester - Google Patents

Current-voltage non-linear resistor, and lightening arrester Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a current-voltage non-linear resistor which can achieve miniaturization of an overcurrent protector such as a lightening arrester and a surge absorber, has high resistance value and excellent thermal stability, and is excellent in non-linear resistant characteristics and life characteristics. <P>SOLUTION: The resistor is configured of a sintered body principally containing zinc oxide (ZnO), containing as sub-components; bismuth (Bi), cobalt (Co), manganese (Mn), antimony (Sb) and nickel (Ni) which are converted into oxide expressions of 0.3-1.0 mol% Bi<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 0.3-1.5 mol% Co<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 0.1-2 mol% MnO, 0.5-2.5 mol% Sb<SB>2</SB>O<SB>3</SB>and 0.5-3 mol% NiO respectively, and having a relation of relative ratios of bismuth to antimony and of manganese to cobalt which is converted into an oxide expression represented by 0.15<Bi<SB>2</SB>O<SB>3</SB>/Sb<SB>2</SB>O<SB>3</SB><1.0 and 0.3<MnO/Co<SB>2</SB>O<SB>3</SB><3.5. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、避雷器、サージアブソーバ等に用いられる酸化亜鉛を主成分とした電流−電圧非直線抵抗体に関わり、特に、主成分に含有される副成分の成分構成に改良を加えた電流−電圧非直線抵抗体に関するものである。   The present invention relates to a current-voltage nonlinear resistor mainly composed of zinc oxide used in a lightning arrester, a surge absorber, etc., and in particular, a current-voltage obtained by improving the component composition of subcomponents contained in the main component. It relates to a non-linear resistor.

一般に、電力系統や電子機器回路においては、正常な電圧に重畳される過電圧を除去し、電力系統や電子機器を保護するため、避雷器やサージアブソーバなどの過電圧保護装置が用いられている。そして、この過電圧保護装置には、電流−電圧非直線抵抗体が多用されている。この電流−電圧非直線抵抗体は、正常な電圧ではほぼ絶縁特性を示し、過電圧が印加されると低抵抗値となる特性を有する。   In general, in a power system or an electronic device circuit, an overvoltage protection device such as a lightning arrester or a surge absorber is used to remove an overvoltage superimposed on a normal voltage and protect the power system or the electronic device. In this overvoltage protection device, a current-voltage nonlinear resistor is frequently used. This current-voltage non-linear resistor has a characteristic that it shows almost an insulation characteristic at a normal voltage and has a low resistance value when an overvoltage is applied.

この電流−電圧非直線抵抗体は、酸化亜鉛(ZnO)を主成分として、これに副成分として、Bi、Co、MnO、Sb、NiOが添加されたものを原料としている(特許文献1参照)。これらの原料は水およびバインダーとともに十分混合された後、スプレードライヤーなどで造粒され、成形および焼結されて焼結体が構成される。この後、焼結体の側面に沿面閃絡を防止するための絶縁物質が塗布、熱処理され側面絶縁層が形成される。そして、焼結体の両端面が研磨されて電極が取り付けられることにより、電流−電圧非直線抵抗体が製造される。 This current-voltage nonlinear resistor is composed of zinc oxide (ZnO) as a main component and Bi 2 O 3 , Co 2 O 3 , MnO, Sb 2 O 3 , and NiO added as subcomponents thereto. It is used as a raw material (see Patent Document 1). These raw materials are sufficiently mixed together with water and a binder, then granulated by a spray dryer or the like, molded and sintered to constitute a sintered body. Thereafter, an insulating material for preventing creeping flash is applied to the side surface of the sintered body and heat-treated to form a side insulating layer. And the current-voltage nonlinear resistor is manufactured by grind | polishing the both end surfaces of a sintered compact, and attaching an electrode.

ところで、近年の電力需要の増大に伴う変電所の大容量化や、地下変電所の設置に伴う変電機器の小型縮小化が求められている。酸化亜鉛を主成分とする電流−電圧非直線抵抗体はその優れた非直線抵抗特性により、避雷器に用いられているが、その電流−電圧非直線抵抗体の抵抗値を向上させると、避雷器に積層される電流−電圧非直線抵抗体の枚数を低減し、避雷器の小型縮小化を達成することができる。そのため、電流−電圧非直線抵抗体の抵抗値の向上が益々要求されている。   By the way, there is a demand for an increase in capacity of substations accompanying an increase in power demand in recent years and a reduction in size of substation equipment accompanying the installation of underground substations. Current-voltage non-linear resistors mainly composed of zinc oxide are used in lightning arresters due to their excellent non-linear resistance characteristics, but if the resistance value of the current-voltage non-linear resistors is improved, The number of current-voltage non-linear resistors to be stacked can be reduced, and the size and size of the lightning arrester can be reduced. Therefore, an improvement in the resistance value of the current-voltage nonlinear resistor is increasingly required.

例えば、特許文献2に開示されている技術によれば、Bi、Co、MnO、Sb、NiOなどの副成分の含有量を限定し、さらに、ZnOを主成分とした焼結体に含まれるBiの結晶相を限定することにより、抵抗値が高く、かつ、優れた非直線抵抗特性を有する電流−電圧非直線抵抗体を提供することができる。 For example, according to the technique disclosed in Patent Document 2, the content of subcomponents such as Bi 2 O 3 , Co 2 O 3 , MnO, Sb 2 O 3 , NiO is limited, and ZnO is the main component. By limiting the crystal phase of Bi 2 O 3 contained in the sintered body, a current-voltage nonlinear resistor having a high resistance value and excellent nonlinear resistance characteristics can be provided.

また、特許文献3、特許文献4または特許文献5などに開示されている技術によれば、酸化亜鉛を主成分として、Bi、Co、MnO、Sbなどを添加した電流−電圧非直線抵抗体において、希土類酸化物を添加することにより、抵抗値が高く、優れた特性を有する電流−電圧非直線抵抗体を提供することができる。
特公平4―25681号公報 特開2001−307909号公報 特許第2933881号公報 特許第2940486号公報 特許第3165410号公報
In addition, according to the technique disclosed in Patent Document 3, Patent Document 4, or Patent Document 5, zinc oxide is a main component, and Bi 2 O 3 , Co 2 O 3 , MnO, Sb 2 O 3, and the like are added. By adding a rare earth oxide to the current-voltage nonlinear resistor, a current-voltage nonlinear resistor having a high resistance value and excellent characteristics can be provided.
Japanese Patent Publication No. 4-25681 JP 2001-307909 A Japanese Patent No. 2933881 Japanese Patent No. 2940486 Japanese Patent No. 3165410

しかしながら、現在、電流−電圧非直線抵抗体に要求される特性は益々厳しくなっており、前述した従来の技術では要求特性を満足することができなかった。   However, at present, the characteristics required for the current-voltage non-linear resistor are becoming stricter, and the above-described conventional technology cannot satisfy the required characteristics.

具体的には、電流−電圧非直線抵抗体を高抵抗化すると、サージエネルギー吸収量が高くなるため、サージエネルギーを吸収したときに電流−電圧非直線抵抗体のジュール発熱による発熱温度が高くなる。電流−電圧非直線抵抗体は温度が高くなると抵抗値が低下する特性を有するため、温度が高くなりすぎると漏れ電流が大きくなり、サージエネルギー吸収後の商用周波電流により熱暴走して電流−電圧非直線抵抗体が破壊してしまうため、十分に高抵抗化した非直線抵抗体や直径の小さい素子を適用することができなかった。   Specifically, when the resistance of the current-voltage non-linear resistor is increased, the amount of surge energy absorbed increases, so that when the surge energy is absorbed, the heat generation temperature due to Joule heating of the current-voltage non-linear resistor increases. . Current-voltage nonlinear resistors have the characteristic that the resistance value decreases when the temperature rises.Therefore, if the temperature becomes too high, the leakage current increases, and thermal runaway occurs due to the commercial frequency current after absorbing the surge energy. Since the non-linear resistor is destroyed, it has been impossible to apply a non-linear resistor having a sufficiently high resistance or an element having a small diameter.

また、最近では、避雷器の小型化、低コスト化のため、できるだけ直径の小さな非直線抵抗体を適用することが求められているが、前記のような従来技術では、その小型化にも限界があった。   Recently, in order to reduce the size and cost of the lightning arrester, it is required to apply a non-linear resistor having a diameter as small as possible. However, in the conventional technology as described above, there is a limit to the miniaturization. there were.

本発明は上記の点を考慮して提案されたものであり、その目的は、避雷器の小型化を図ることができる高抵抗化した電流−電圧非直線抵抗体や直径の小さい非直線抵抗体において、非直線抵抗特性、寿命特性に優れるととともに、特に、電流−電圧非直線抵抗体が温度上昇したときに抵抗値の低下度合いを小さくする、つまり、熱安定性に優れた電流−電圧非直線抵抗体および十分に小型化された避雷器を提供することにある。   The present invention has been proposed in view of the above points, and its purpose is to provide a high-resistance current-voltage non-linear resistor and a small-diameter non-linear resistor capable of reducing the size of a lightning arrester. In addition to being excellent in non-linear resistance characteristics and life characteristics, the current-voltage non-linearity that reduces the decrease in resistance value when the temperature of the current-voltage non-linear resistance rises, that is, excellent in thermal stability. The object is to provide a resistor and a sufficiently miniaturized lightning arrester.

本発明の電流−電圧非直線抵抗体は、酸化亜鉛(ZnO)を主成分とし、副成分としてビスマス(Bi)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、ニッケル(Ni)をそれぞれ酸化物であるBi、Co、MnO、Sb、NiOに換算して、Biを0.3〜1.0mol%、Coを0.3〜1.5mol%、MnOを0.1〜2mol%、Sbを0.5〜2.5mol%、NiOを0.5〜3mol%含み、かつ、ビスマスとアンチモン及びマンガンとコバルトの相対比がそれぞれ、酸化物に換算し、0.15<Bi/Sb<1.0、0.3<MnO/Co<3.5である焼結体からなることを特徴とする。 The current-voltage nonlinear resistor of the present invention has zinc oxide (ZnO) as a main component and bismuth (Bi), cobalt (Co), manganese (Mn), antimony (Sb), and nickel (Ni) as subcomponents. Bi 2 O 3 are each oxide, Co 2 O 3, MnO, in terms of Sb 2 O 3, NiO, 0.3~1.0mol % of Bi 2 O 3, the Co 2 O 3 0.3 ~1.5mol%, 0.1~2mol% of MnO, Sb 2 O 3 of 0.5 to 2.5 mol%, the NiO containing 0.5 to 3 mol%, and bismuth and antimony and manganese and cobalt relative ratio, respectively, in terms of oxide, 0.15 <Bi 2 O 3 / Sb 2 O 3 <1.0,0.3 < be a sintered body which is a MnO / Co 2 O 3 <3.5 It is characterized by.

上記各成分のうち、Biは焼結体の主成分であるZnOの粒界に存在して非直線抵抗特性を発現させる成分であり、また、ZnO結晶の粒成長を促進させる効果がある。SbはZnOとともにスピネル(Zn12)粒子を形成して焼結中のZnO粒子の粒成長を制御、均一化する働きをして、非直線抵抗特性を向上させる効果とZnO結晶の粒成長を抑制する効果がある。Co、NiO、MnOは主にスピネル粒子に固溶して、非直線抵抗特性を向上させる効果がある。非直線抵抗体の熱安定性はこれらの副成分が相乗的に影響を与えている。 Of the above components, Bi 2 O 3 is a component that exists at the grain boundaries of ZnO, which is the main component of the sintered body, and exhibits nonlinear resistance characteristics, and has the effect of promoting grain growth of ZnO crystals. is there. Sb 2 O 3 forms spinel (Zn 7 b 2 O 12 ) particles together with ZnO to control and homogenize the grain growth of the ZnO particles during sintering, thereby improving the non-linear resistance characteristics; There is an effect of suppressing grain growth of ZnO crystal. Co 2 O 3, NiO, MnO is a solid solution mainly in the spinel grains, the effect of improving the non-linear resistance characteristics. These subcomponents synergistically affect the thermal stability of the nonlinear resistor.

本発明において、前記成分組成範囲内としたことにより生じる各現象に起因して、非直線抵抗特性、熱安定性に優れた電流−電圧非直線抵抗体を得ることができる。その結果、本発明によれば、高い抵抗値と優れた熱安定性を有し、非直線抵抗特性、寿命特性に優れた電流−電圧非直線抵抗体を得ることで、避雷器およびサージアブソーバー等の過電圧保護装置の小型化が実現できる。   In the present invention, a current-voltage non-linear resistor excellent in non-linear resistance characteristics and thermal stability can be obtained due to each phenomenon caused by being in the component composition range. As a result, according to the present invention, it is possible to obtain a current-voltage nonlinear resistor having a high resistance value and excellent thermal stability, and excellent in non-linear resistance characteristics and life characteristics, such as a lightning arrester and a surge absorber. Miniaturization of the overvoltage protection device can be realized.

(1)第1の実施の形態
以下、本発明の第1の実施の形態について、図1および表1を参照して説明する。
(1) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第1の実施の形態においては、最終的に得られる電流−電圧非直線抵抗体の成分含有量が、主成分としてのZnOに対して副成分としてビスマス(Bi)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、ニッケル(Ni)をそれぞれ酸化物であるBi、Co、MnO、Sb、NiOに換算して表1に示す試料番号1ないし試料番号51の値となるように、Bi、Co、MnO、Sb、NiOを所定量秤量したものを原料とする。 In the first embodiment, the component content of the current-voltage nonlinear resistor finally obtained is bismuth (Bi), cobalt (Co), manganese ( Mn), antimony (Sb), and nickel (Ni) are converted into oxides Bi 2 O 3 , Co 2 O 3 , MnO, Sb 2 O 3 , and NiO, respectively. A material obtained by weighing a predetermined amount of Bi 2 O 3 , Co 2 O 3 , MnO, Sb 2 O 3 , and NiO so as to have a value of 51 is used as a raw material.

この原料を水と有機バインダー類とともに混合装置に入れ混合して、均一なスラリーをそれぞれ、調整した。なお、ここでは全て試料に関してアルミニウムを水酸化アルミニウム(Al(NO)・9HO)水溶液として0.003mol%添加している。 This raw material was mixed with water and organic binders in a mixing apparatus to prepare uniform slurries. Here, it is added 0.003 mol% of aluminum as aluminum hydroxide (Al (NO 3) 3 · 9H 2 O) aqueous solution for all samples.

次に、得られた各スラリーをスプレードライヤーで噴霧造粒することにより粒径100μm程度の造粒粉を作製した。得られた造粒粉を金型に入れ加圧し、直径125mm、厚さ30mmの円板に成形し、成形体を500℃に加熱することにより、添加した有機バインダー類を除去した後、さらに、1100℃で2時間、焼成した。   Next, each obtained slurry was spray-granulated with a spray dryer to prepare granulated powder having a particle size of about 100 μm. The obtained granulated powder was put into a mold and pressurized, formed into a disc having a diameter of 125 mm and a thickness of 30 mm, and the molded body was heated to 500 ° C. to remove the added organic binders. Firing was performed at 1100 ° C. for 2 hours.

次に、図1に示すように焼結体1の側面に無機絶縁物を塗布、熱処理して側面絶縁層2を形成した。さらに、側面絶縁層を設けた焼結体の上下両端面を研磨した後、焼結体1の研磨面に電極3を溶射により作製することにより、電流−電圧非直線抵抗体を作製した。   Next, as shown in FIG. 1, an inorganic insulating material was applied to the side surface of the sintered body 1 and heat-treated to form a side surface insulating layer 2. Furthermore, after polishing both the upper and lower end surfaces of the sintered body provided with the side insulating layer, the electrode 3 was prepared on the polished surface of the sintered body 1 by thermal spraying to produce a current-voltage nonlinear resistor.

作製した種々の電流−電圧非直線抵抗体について、10kAの8×20μsインパルス電流を流した時の電圧(V10kA)を測定し、動作開始電圧(V1mA)との比(V10kA/V1mA)を非直線性係数として、評価した。この非直線性係数の値は小さいほど、非直線抵抗特性が優れることを示す。 With respect to the various current-voltage non-linear resistors produced, the voltage (V 10 kA ) when an 8 × 20 μs impulse current of 10 kA was passed was measured, and the ratio (V 10 kA / V 1 mA ) to the operation start voltage (V 1 mA ) was measured. ) Was evaluated as a nonlinear coefficient. The smaller the value of this nonlinearity coefficient, the better the nonlinear resistance characteristic.

また、熱安定性の評価としては、200℃の恒温槽にて動作開始電圧の90%の交流電圧を印加したときの抵抗分漏れ電流を測定し、評価した。すなわち、この200℃における高温漏れ電流が小さいほど、熱安定性に優れていることを示す。   Moreover, as evaluation of thermal stability, resistance leakage current was measured and evaluated when an AC voltage of 90% of the operation start voltage was applied in a 200 ° C. thermostat. That is, the smaller the high-temperature leakage current at 200 ° C., the better the thermal stability.

なお、組成の異なる素子はそれぞれの組成で10pずつ測定し、その平均値をその組成の値とした。測定結果を表1に示す。   In addition, the element from which a composition differs was measured 10p at each composition, and the average value was made into the value of the composition. The measurement results are shown in Table 1.

表1に示す*印をつけた試料番号は本発明の請求範囲外の組成を有するものであり、比較を行うために作製した試料である。

Figure 2007329174
Sample numbers marked with * in Table 1 have compositions outside the scope of the present invention, and are samples prepared for comparison.
Figure 2007329174

表1に示した結果から明らかなように、比較例として挙げた*印を付けた試料番号は、以下の優れた電流−電圧非直線抵抗体の条件を満足していない。
・非直線性(V10kA/V1mA)<1.50
・高温漏れ電流(200℃)<15mA
As is clear from the results shown in Table 1, the sample numbers marked with * as a comparative example do not satisfy the following excellent current-voltage nonlinear resistor conditions.
And non-linearity (V 10kA / V 1mA) < 1.50
・ High temperature leakage current (200 ℃) <15mA

本発明において、このように組成成分範囲を規定したが、これは本範囲を外れると十分に高抵抗化した非直線抵抗体が得られない、もしくは、非直線抵抗体の熱安定性または非直線抵抗特性が悪化してしまうからである。   In the present invention, the composition component range is defined as described above. However, if this range is exceeded, a sufficiently high non-linear resistor cannot be obtained, or the thermal stability or non-linearity of the non-linear resistor is not obtained. This is because the resistance characteristics are deteriorated.

これに対して、本発明の範囲内の組成範囲を規定することにより、動作開始電圧、非直線性、高温漏れ電流の3特性ともに優れていることを示している。従って、本実施の形態によれば、優れた熱安定性、非直線抵抗特性、高い動作開始電圧を有する電流−電圧非直線抵抗体を得ることができる。   On the other hand, by defining the composition range within the range of the present invention, it is shown that the three characteristics of the operation start voltage, nonlinearity, and high-temperature leakage current are excellent. Therefore, according to the present embodiment, a current-voltage nonlinear resistor having excellent thermal stability, nonlinear resistance characteristics, and a high operation start voltage can be obtained.

(2)第2の実施の形態…請求項2に対応
第2の実施の形態について、表2を参照して説明する。この第2の実施の形態は、前記第1の実施の形態の原料に、イットリウム(Y)の酸化物を、Yに換算して0.01〜1.0mol%の範囲で加えたものである。
(2) Second Embodiment Corresponding to Claim 2 A second embodiment will be described with reference to Table 2. In the second embodiment, an oxide of yttrium (Y) is added to the raw material of the first embodiment in a range of 0.01 to 1.0 mol% in terms of Y 2 O 3 . Is.

本実施の形態においては、電流−電圧非直線抵抗体の副成分含有量を主成分としてのZnOに対して最終的に副成分としてビスマス(Bi)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、ニッケル(Ni)、イットリウム(Y)をそれぞれ酸化物であるBi、Co、MnO、Sb、NiO、Yに換算して、Biを0.5mol%、Co、MnOをそれぞれ、1.0mol%、Sbを1.5mol%、NiOを2mol%、Yを0.005から1.5mol%、となるように秤量しそれぞれ添加して、前記第1の実施の形態に示した方法で電流−電圧非直線抵抗体を作製した。 In the present embodiment, bismuth (Bi), cobalt (Co), manganese (Mn), antimony are finally added as auxiliary components to ZnO as the main component content of the current-voltage nonlinear resistor. (Sb), nickel (Ni), and yttrium (Y) are converted to Bi 2 O 3 , Co 2 O 3 , MnO, Sb 2 O 3 , NiO, and Y 2 O 3 which are oxides, respectively, and Bi 2 O 3 0.5 mol%, Co 2 O 3 , MnO 1.0 mol%, Sb 2 O 3 1.5 mol%, NiO 2 mol%, Y 2 O 3 0.005 to 1.5 mol%, Then, each was weighed and added, and a current-voltage nonlinear resistor was produced by the method shown in the first embodiment.

これらの電流−電圧非直線抵抗体について前記第1の実施の形態に示した方法で非直線係数および熱安定性を測定し、その結果を表2に示す。また、表2において*印は本発明の請求範囲外である試料を示している。

Figure 2007329174
For these current-voltage nonlinear resistors, the nonlinear coefficient and thermal stability were measured by the method shown in the first embodiment, and the results are shown in Table 2. In Table 2, * indicates a sample that is outside the scope of the present invention.
Figure 2007329174

なお、本実施の形態では、希土類酸化物としてイットリウム(Y)の酸化物を用いて示しているが、その他の希土類元素である、ユウロピウム(Eu)、エリビウム(Er)、ツリウム(Tm)、ガドリニウム(Gd)、ジスプロジウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、イッテリビウム(Yb)の酸化物を用いても、イットリウム(Y)の酸化物と同様な効果が得られることは確認している。   Note that in this embodiment, an oxide of yttrium (Y) is used as the rare earth oxide, but other rare earth elements such as europium (Eu), erbium (Er), thulium (Tm), and gadolinium are used. It has been confirmed that even if an oxide of (Gd), dysprodium (Dy), holmium (Ho), or ytterbium (Yb) is used, the same effect as that of the yttrium (Y) oxide can be obtained.

このことから、イットリウム(Y)、ユウロピウム(Eu)、エリビウム(Er)、ツリウム(Tm)、ガドリニウム(Gd)、ジスプロジウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、イッテリビウム(Yb)のうち少なくとも一種の希土類元素Rの酸化物をRに換算して0.01〜1.0mol%含むことにより、高抵抗化しても非直線抵抗特性に優れた非直線抵抗体を提供することができる。 Therefore, at least one rare earth selected from yttrium (Y), europium (Eu), erbium (Er), thulium (Tm), gadolinium (Gd), dysprodium (Dy), holmium (Ho), and ytterbium (Yb). By including 0.01 to 1.0 mol% of the oxide of element R in terms of R 2 O 3 , it is possible to provide a non-linear resistor excellent in non-linear resistance characteristics even when the resistance is increased.

すなわち、希土類元素はZnO、Sb、Biなどと複合酸化物を形成し、ZnO結晶の粒成長を抑制する効果がある。また、ここで、電流−電圧非直線抵抗体を高抵抗化するために、Sb、Co、NiO、MnOの添加物量が多くなると、抵抗値の温度依存性が大きくなり、熱安定性が低下してしまう。ここで、高抵抗化効果を有する希土類元素の添加により、高抵抗化すると、Sb、Co、NiO、MnOの添加物量を低減することができ、電流−電圧非直線抵抗体の熱安定性を向上させることができる Namely, rare earth elements to form a ZnO, Sb 2 O 3, etc. Bi 2 O 3 composite oxide, the effect of suppressing the grain growth of ZnO crystals. Here, if the amount of additive of Sb 2 O 3 , Co 2 O 3 , NiO, MnO is increased in order to increase the resistance of the current-voltage nonlinear resistor, the temperature dependence of the resistance value increases. Thermal stability will decrease. Here, when the resistance is increased by adding a rare earth element having a high resistance effect, the amount of additive of Sb 2 O 3 , Co 2 O 3 , NiO, MnO can be reduced, and the current-voltage nonlinear resistor Can improve the thermal stability of

(3)第3の実施の形態…請求項3に対応
第3の実施の形態を、表3を参照して説明する。この第3の実施の形態は、前記第1の実施の形態の原料に対して、アルミニウムをAl3+に換算して0.001〜0.015mol%加えたものである。
(3) Third Embodiment Corresponding to Claim 3 A third embodiment will be described with reference to Table 3. In the third embodiment, 0.001 to 0.015 mol% of aluminum is added to the raw material of the first embodiment in terms of Al 3+ .

本実施の形態においては、電流−電圧非直線抵抗体の副成分含有量を主成分としてのZnOに対して最終的に副成分としてビスマス(Bi)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、ニッケル(Ni)をそれぞれ酸化物であるBi、Co、MnO、Sb、NiOに換算して、Biを0.5mol%、Co、MnOをそれぞれ、1.0mol%、Sbを1.5mol%、NiOを2mol%、更に、Al(NO)・9HOをAl3+に換算して0.00005〜0.02mol%となるように秤量しそれぞれ添加して、前記第1の実施の形態に示した方法で電流−電圧非直線抵抗体を作製した。 In the present embodiment, bismuth (Bi), cobalt (Co), manganese (Mn), antimony are finally added as auxiliary components to ZnO as the main component content of the current-voltage nonlinear resistor. (Sb) and nickel (Ni) are converted to Bi 2 O 3 , Co 2 O 3 , MnO, Sb 2 O 3 , and NiO, which are oxides, respectively, and Bi 2 O 3 is 0.5 mol%, Co 2 O. 3, MnO, respectively, 1.0mol%, Sb 2 O 3 of 1.5 mol%, 2 mol% of NiO, further, in terms Al a (NO 3) 3 · 9H 2 O in Al 3+ .00005 to 0 A current-voltage nonlinear resistor was manufactured by the method shown in the first embodiment after weighing to 0.02 mol% and adding each.

これらの電流−電圧非直線抵抗体について前記第1の実施の形態に示した方法で非直線係数を測定し、非直線抵抗特性を評価した。非直線性係数を以下の表3に示す。また、表3において*印は本発明の請求範囲外である試料を示している。   With respect to these current-voltage nonlinear resistors, the nonlinear coefficient was measured by the method shown in the first embodiment, and the nonlinear resistance characteristics were evaluated. The nonlinearity coefficient is shown in Table 3 below. In Table 3, * indicates a sample that is outside the scope of the present invention.

表3から明らかなようにAlの含有量を0.001〜0.015mol%とすることにより非直線抵抗特性を向上させることができることが明らかである。すなわち、Al3+はZnO粒子中に固溶し、ZnO粒子の電気抵抗を低下させることにより非直線抵抗特性を向上させる効果がある。このため、Al3+を0.001mol%以上添加することにより、優れた非直線抵抗特性を有することができる。また、0.015mol%より多く添加してしまうと、逆に非直線抵抗特性を悪化させてしまう。 As is apparent from Table 3, it is clear that the non-linear resistance characteristic can be improved by setting the Al content to 0.001 to 0.015 mol%. That is, Al 3+ is dissolved in ZnO particles and has the effect of improving the non-linear resistance characteristics by reducing the electrical resistance of the ZnO particles. For this reason, it is possible to have excellent non-linear resistance characteristics by adding Al 3+ in an amount of 0.001 mol% or more. Moreover, when it adds more than 0.015 mol%, a non-linear resistance characteristic will be deteriorated conversely.

なお、本実施の形態においては前記基本組成についてのみAlの含有効果を示したが、請求項1または2記載の基本組成範囲であれば同様な効果が得られることは確認済みである。

Figure 2007329174
In the present embodiment, the Al-containing effect is shown only for the basic composition, but it has been confirmed that the same effect can be obtained within the basic composition range of claim 1 or 2.
Figure 2007329174

(4)第4の実施の形態…請求項4に対応
第4の実施の形態を、表4を参照して説明する。この第4の実施の形態は、前記第1の実施の形態の原料に対して、銀をAgOに換算して0.005〜0.05wt%を加えたものである。
(4) Fourth Embodiment: Corresponding to Claim 4 The fourth embodiment will be described with reference to Table 4. In the fourth embodiment, 0.005 to 0.05 wt% is added to the raw material of the first embodiment by converting silver into Ag 2 O.

この第4の実施の形態においては、電流−電圧非直線抵抗体の副成分含有量を主成分としてのZnOに対して最終的に副成分としてビスマス(Bi)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、ニッケル(Ni)をそれぞれ酸化物であるBi、Co、MnO、Sb、NiOに換算してBiを0.5mol%、Co、MnOをそれぞれ、1.0mol%、Sbを1.5mol%、NiOを2mol%、Al(NO)・9HOをAl3+に換算して0.003mol%となるように秤量しそれぞれ添加した。さらに、この基本組成に対し、AgOを0.001〜0.1wt%含有するように添加して、前記第1の実施の形態に示した方法で電流−電圧非直線抵抗体を作製した。 In the fourth embodiment, the subcomponent content of the current-voltage nonlinear resistor is ZnS as the main component, and finally bismuth (Bi), cobalt (Co), manganese (Mn) as the subcomponent. ), antimony (Sb), Bi 2 O 3 nickel (Ni) are each oxide, Co 2 O 3, MnO, Sb 2 O 3, in terms of NiO Bi 2 O 3 of 0.5 mol%, Co 2 O 3, MnO, respectively, 1.0mol%, Sb 2 O 3 of 1.5 mol%, 2 mol% of NiO, and 0.003 mol% in terms Al a (NO 3) 3 · 9H 2 O in Al 3+ Each was weighed and added. Further, Ag 2 O was added to the basic composition so as to contain 0.001 to 0.1 wt%, and a current-voltage nonlinear resistor was manufactured by the method shown in the first embodiment. .

これらの電流−電圧非直線抵抗体について寿命特性を評価した。寿命特性評価では1mAの電流が流れたときの電圧(V1mA)を大気中、120℃の雰囲気で3000h印加し続け、その前後のV1mAを印加したときの漏れ電流(Ir)の変化率を測定した。 The life characteristics of these current-voltage nonlinear resistors were evaluated. In the lifetime characteristic evaluation, the voltage (V 1 mA ) when a current of 1 mA flows is continuously applied for 3000 h in the atmosphere at 120 ° C., and the rate of change in leakage current (Ir) when V 1 mA before and after that is applied It was measured.

ここで変化率は、

(I(3000h後)―I(初期値))/I(初期値)×100

の式で表され、この漏れ電流変化率の値が負の値であれば、電流−電圧非直線抵抗体の寿命特性が優れていることを示す。漏れ電流変化率を以下の表4に示す。また、表4において*印は本発明の請求範囲外である試料を示している。
Where the rate of change is

(I r (after 3000 h) −I r (initial value)) / I r (initial value) × 100

If the value of the leakage current change rate is a negative value, it indicates that the life characteristics of the current-voltage nonlinear resistor are excellent. The leakage current change rate is shown in Table 4 below. In Table 4, * indicates a sample outside the scope of the present invention.

表4から明らかなようにAgOの含有量を0.005〜0.05wt%にすることにより漏れ電流の変化率が負の値となり、優れた寿命特性の電流−電圧非直線抵抗体が得られることが明らかである。なお、本実施の形態においては前記基本組成についてのみAgの寿命特性への添加効果を示したが、請求項1乃至請求3記載の基本組成範囲であれば同様な効果が得られる。

Figure 2007329174
As is apparent from Table 4, when the content of Ag 2 O is 0.005 to 0.05 wt%, the rate of change in leakage current becomes a negative value, and a current-voltage nonlinear resistor having excellent life characteristics is obtained. It is clear that it is obtained. In the present embodiment, only the basic composition has an effect of adding Ag to the life characteristics. However, the same effect can be obtained within the basic composition range of claims 1 to 3.
Figure 2007329174

(5)第5の実施の形態…請求項5に対応
第5の実施の形態を、表5を参照して説明する。この第5の実施の形態は、前記第1の実施の形態の原料に対して、Bを0.001〜0.1wt%含有するように添加したものである。
(5) Fifth Embodiment Corresponding to Claim 5 A fifth embodiment will be described with reference to Table 5. In the fifth embodiment, B 2 O 3 is added to the raw material of the first embodiment so as to contain 0.001 to 0.1 wt%.

この第5の実施の形態においては、電流−電圧非直線抵抗体の副成分含有量を主成分としてのZnOに対して最終的に副成分としてビスマス(Bi)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、ニッケル(Ni)をそれぞれ酸化物であるBi、Co、MnO、Sb、NiOに換算してBiを0.5mol%、Co、MnOをそれぞれ、1.0mol%、Sbを1.5mol%、NiOを2mol%、Al(NO)・9HOをAl3+に換算して0.003mol%となるように秤量しそれぞれ添加した。さらに、この基本組成に対し、Bを0.001〜0.1wt%含有するように添加して、前記第1の実施の形態に示した方法で電流−電圧非直線抵抗体を作製した。 In the fifth embodiment, the subcomponent content of the current-voltage nonlinear resistor is ZnS as the main component, and finally bismuth (Bi), cobalt (Co), manganese (Mn ), Antimony (Sb), and nickel (Ni) are converted to oxides Bi 2 O 3 , Co 2 O 3 , MnO, Sb 2 O 3 , and NiO, respectively, and Bi 2 O 3 is 0.5 mol%, Co. 2 O 3, MnO, respectively, 1.0mol%, Sb 2 O 3 of 1.5 mol%, 2 mol% of NiO, and 0.003 mol% in terms Al a (NO 3) 3 · 9H 2 O in Al 3+ Each was weighed and added. Further, B 2 O 3 is added to the basic composition so as to contain 0.001 to 0.1 wt%, and a current-voltage nonlinear resistor is manufactured by the method shown in the first embodiment. did.

これらの電流−電圧非直線抵抗体について前記第4の実施の形態に示した方法で寿命特性を評価した。漏れ電流変化率を以下の表5に示す。また、表5において*印は本発明の請求範囲外である試料を示している。表5から明らかなようにBの含有量を0.005〜0.05wt%にすることにより漏れ電流の変化率が負の値となり、優れた寿命特性の電流−電圧非直線抵抗体が得られることが明らかである。 The life characteristics of these current-voltage nonlinear resistors were evaluated by the method shown in the fourth embodiment. The leakage current change rate is shown in Table 5 below. In Table 5, * indicates a sample that is outside the scope of the present invention. As can be seen from Table 5, when the content of B 2 O 3 is 0.005 to 0.05 wt%, the rate of change in leakage current becomes a negative value, and the current-voltage nonlinear resistor has excellent life characteristics. Is clearly obtained.

すなわち、Ag、Bをそれぞれ単独で、または、同時に0.005〜0.05wt%添加することにより電流-電圧非直線抵抗体の寿命特性を大幅に向上させることができる。前記請求項1記載の基本組成のみでは課電率(常時、電流-電圧非直線抵抗体に印加される電圧)を高く設定した場合には寿命特性が不十分な場合があるが、Ag、Bを添加することにより、漏れ電流の経時変化が少なくなり、寿命特性が向上する。Ag、Bの添加量がそれぞれ、AgOに換算して、または、ホウ素(B)をBに換算して0.005wt%未満の場合には寿命特性を向上させる効果が得られない。また、0.05wt%より多くなると、逆に寿命特性を劣化させてしまう。 That is, the lifetime characteristics of the current-voltage nonlinear resistor can be significantly improved by adding 0.005 to 0.05 wt% of Ag and B individually or simultaneously. In the basic composition alone according to the first aspect, the life characteristics may be insufficient when the electric charging rate (the voltage applied to the current-voltage nonlinear resistor) is set high. By adding, the change in leakage current with time is reduced and the life characteristics are improved. When the addition amounts of Ag and B are each converted to Ag 2 O or boron (B) is converted to B 2 O 3 and less than 0.005 wt%, the effect of improving the life characteristics can be obtained. Absent. On the other hand, if it exceeds 0.05 wt%, the life characteristics are deteriorated.

なお、本実施の形態においては前記基本組成についてのみホウ素Bの寿命特性への添加含有効果を示したが、請求項1乃至4記載の基本組成範囲であれば同様な効果が得られる。

Figure 2007329174
In the present embodiment, only the basic composition has the effect of adding boron B to the life characteristics. However, the same effect can be obtained in the basic composition range of claims 1 to 4.
Figure 2007329174

(6)第6の実施の形態…請求項6に対応
第6の実施の形態を、表6を参照して説明する。この第6の実施の形態は、焼結体中のBi結晶相における、α-Bi相(斜方晶系)に着目したものである。
(6) Sixth Embodiment Corresponding to Claim 6 The sixth embodiment will be described with reference to Table 6. The sixth embodiment focuses on the α-Bi 2 O 3 phase (orthorhombic system) in the Bi 2 O 3 crystal phase in the sintered body.

第6の実施の形態においては、電流−電圧非直線抵抗体の副成分含有量を主成分としてのZnOに対して最終的に副成分としてビスマス(Bi)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、ニッケル(Ni)をそれぞれ酸化物であるBi、Co、MnO、Sb、NiOに換算してBiを0.5mol%、Co、MnOをそれぞれ、1.0mol%、Sbを1.5mol%、NiOをそれぞれ、2mol%、Al(NO)・9HOをAl3+に換算して0.003mol%となるように秤量しそれぞれ添加して、前記第1の実施の形態に示した方法で電流−電圧非直線抵抗体を作製した。 In the sixth embodiment, bismuth (Bi), cobalt (Co), manganese (Mn) are finally used as subcomponents with respect to ZnO having the subcomponent contents of the current-voltage nonlinear resistor as the main components. , Antimony (Sb), and nickel (Ni) are converted to Bi 2 O 3 , Co 2 O 3 , MnO, Sb 2 O 3 , and NiO, which are oxides, respectively, and Bi 2 O 3 is 0.5 mol%, Co 2. O 3, MnO, respectively, 1.0mol%, Sb 2 O 3 of 1.5 mol%, respectively NiO, 2mol%, Al (NO 3) 3 and · 9H 2 O in terms of Al 3+ 0.003 mol% Then, each was weighed and added, and a current-voltage nonlinear resistor was produced by the method shown in the first embodiment.

ここで、側面絶縁層を形成するときの、熱処理条件を変えることによりBi結晶中に含まれるα-Bi結晶相の割合を変化させた。また、作製した電流−電圧非直線抵抗体の焼結体の粉末X線回折評価を行い、Bi結晶中に含まれるα-Bi結晶相の割合をX線強度ピーク比より算出した。 Here, when forming a side insulation layer, changing the ratio of Bi 2 O 3 α-Bi 2 O 3 crystalline phase contained in the crystal by changing the heat treatment conditions. Further, the produced current - carried a powder X-ray diffraction evaluation of the sintered body of the voltage non-linear resistor, the ratio of α-Bi 2 O 3 crystalline phase contained in the Bi 2 O 3 crystal by X-ray intensity peak ratio Calculated.

これらの電流−電圧非直線抵抗体について前記第4の実施の形態に示した方法で寿命特性を評価した。漏れ電流変化率を以下の表6に示す。また、表6において*印は本発明の請求範囲外である試料を示している。   The life characteristics of these current-voltage nonlinear resistors were evaluated by the method shown in the fourth embodiment. The leakage current change rate is shown in Table 6 below. In Table 6, * indicates a sample that is outside the scope of the present invention.

表6から明らかなようにBi結晶中に含まれるα-Bi結晶相の割合を80%以上にすることにより漏れ電流の変化率が負の値となり、優れた寿命特性の電流−電圧非直線抵抗体が得られることが明らかである。 Included in Table 6 reveals that Bi 2 O 3 crystal as α-Bi 2 O 3 rate of change of the leakage current by the ratio of crystalline phase to 80% or more becomes a negative value, the better life characteristics It is clear that a current-voltage nonlinear resistor is obtained.

すなわち、焼結体中のBi相の結晶形態は、側面絶縁層を形成するときの熱処理条件などにより変化し、ZnO結晶粒界の電気特性の安定性に大きく影響を及ぼす。このため、焼結体中のBi結晶相における、α-Bi相(斜方晶系)が全Bi相の80%より少なくなると十分な寿命特性を得ることができない。 That is, the crystal form of the Bi 2 O 3 phase in the sintered body changes depending on the heat treatment conditions when forming the side insulating layer, and greatly affects the stability of the electrical characteristics of the ZnO crystal grain boundary. Therefore, sufficient life characteristics can be obtained when the α-Bi 2 O 3 phase (orthorhombic system) in the Bi 2 O 3 crystal phase in the sintered body is less than 80% of the total Bi 2 O 3 phase. Can not.

なお、本実施の形態においては前記基本組成についてのみBi結晶相の寿命特性への効果を示したが、請求項1乃至5記載の基本組成範囲であれば同様な効果が得られる。

Figure 2007329174
In the present embodiment, only the basic composition has an effect on the life characteristics of the Bi 2 O 3 crystal phase. However, the same effect can be obtained in the basic composition range of claims 1 to 5.
Figure 2007329174

(7)第7の実施の形態…請求項7に対応
第7の実施の形態について、表7を参照して説明する。この第7の実施の形態は、前記各実施の形態に示した組成を有する原料を、1200℃以下の温度で焼成して電流−電圧非直線抵抗体を得ることを特徴とするものである。
(7) Seventh Embodiment Corresponding to Claim 7 The seventh embodiment will be described with reference to Table 7. The seventh embodiment is characterized in that a current-voltage nonlinear resistor is obtained by firing a raw material having the composition shown in each of the above embodiments at a temperature of 1200 ° C. or lower.

本実施の形態においては、電流−電圧非直線抵抗体の副成分含有量を主成分としてのZnOに対して最終的に副成分としてビスマス(Bi)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、ニッケル(Ni)、イットリウム(Y)をそれぞれ酸化物であるBi、Co、MnO、Sb、NiOに換算してBiを0.5mol%、Co、MnOをそれぞれ、1.0mol%、Sbを1.5mol%、NiOを2mol%、Yを0.4mol%、Al(NO)・9HOをAl3+に換算して0.003mol%となるように秤量しそれぞれ添加して、前記第1の実施の形態に示した方法で電流−電圧非直線抵抗体を作製した。この場合、焼成温度を1160〜1230℃に変化させて作製した。 In the present embodiment, bismuth (Bi), cobalt (Co), manganese (Mn), antimony are finally added as auxiliary components to ZnO as the main component content of the current-voltage nonlinear resistor. (Sb), nickel (Ni), and yttrium (Y) are converted to Bi 2 O 3 , Co 2 O 3 , MnO, Sb 2 O 3 , and NiO, which are oxides, respectively, and Bi 2 O 3 is 0.5 mol%. , Co 2 O 3, MnO, respectively, 1.0mol%, Sb 2 O 3 of 1.5 mol%, 2 mol% of NiO, 0.4 mol% of Y 2 O 3, Al (NO 3) 3 · 9H 2 O Was converted to Al 3+ and weighed so as to be 0.003 mol%, and each was added to produce a current-voltage nonlinear resistor by the method described in the first embodiment. In this case, the firing temperature was changed to 1160-1230 ° C.

これらの電流−電圧非直線抵抗体について前記第1の実施の形態に示した方法で熱安定性を評価した。熱安定性を表す高温漏れ電流と動作開始電圧を以下の表7に示す。また、表7において*印は本発明の請求範囲外である試料を示している。   These current-voltage non-linear resistors were evaluated for thermal stability by the method shown in the first embodiment. Table 7 below shows the high temperature leakage current and the operation start voltage representing the thermal stability. In Table 7, * indicates a sample outside the scope of the present invention.

表7から明らかなように焼成温度を1200℃以下にすることにより、高温漏れ電流が少なく、熱安定性に優れた電流−電圧非直線抵抗体が得られることが明らかである。一方、電流−電圧非直線抵抗体の焼成時の温度が1200℃以上になると、動作開始電圧が低下してしまうとともに、熱安定性が低下してしまう。   As is apparent from Table 7, it is clear that a current-voltage nonlinear resistor having a low high-temperature leakage current and excellent thermal stability can be obtained by setting the firing temperature to 1200 ° C. or less. On the other hand, when the temperature during firing of the current-voltage nonlinear resistor is 1200 ° C. or higher, the operation start voltage is lowered and the thermal stability is lowered.

なお、本実施の形態においては前記基本組成についてのみ焼成時の焼成温度の熱安定性への効果を示したが、請求項1乃至6記載の基本組成範囲であれば同様な効果が得られる。

Figure 2007329174
In the present embodiment, only the basic composition has been shown to have an effect on the thermal stability of the firing temperature at the time of firing, but similar effects can be obtained if the basic composition range is set in claims 1 to 6.
Figure 2007329174

(8)第8の実施の形態…請求項8に対応
本実施の形態は、前記第1から第7の実施の形態に示した電流−電圧非直線抵抗体を使用した避雷器に関するものである。すなわち、本実施の形態の避雷器は、図2に示すように、前記第1〜7の実施の形態で示した条件により作製した電流−電圧非直線抵抗体をタンク形の金属容器4に収納し、絶縁ガス等の絶縁媒体を封入したものである。
(8) Eighth Embodiment ... corresponding to Claim 8 This embodiment relates to a lightning arrester using the current-voltage nonlinear resistor shown in the first to seventh embodiments. That is, as shown in FIG. 2, the lightning arrester of the present embodiment accommodates the current-voltage non-linear resistor manufactured under the conditions shown in the first to seventh embodiments in a tank-shaped metal container 4. An insulating medium such as an insulating gas is enclosed.

図2において、4は避雷器の外被となるタンク形の金属容器、5はこの内部に絶縁支持されている非直線抵抗積層体、6はこの非直線抵抗積層体5に近接して設けられたシールド、7は非直線抵抗積層体5を前記金属容器4に対して絶縁支持する絶縁スペーサ、8は同じく絶縁スペーサ7によって支持され、前記非直線抵抗積層体5と避雷器に接続される他のガス絶縁電気機器の高電圧導体との接続用金具である。   In FIG. 2, 4 is a tank-shaped metal container that serves as an outer cover of the lightning arrester, 5 is a non-linear resistance laminate that is insulated and supported therein, and 6 is provided close to the non-linear resistance laminate 5. A shield, 7 is an insulating spacer for insulatingly supporting the non-linear resistive laminate 5 with respect to the metal container 4, and 8 is also supported by the insulating spacer 7 and is connected to the non-linear resistive laminate 5 and other gas arresters. It is a metal fitting for connection with a high voltage conductor of an insulated electric device.

このような構成を有する第8の実施の形態によれば、避雷器の金属容器4内部に収納した電流−電圧非直線抵抗積層体5が、前記第1〜7の実施の形態に示したように、動作開始電圧が高く、かつ、熱安定性が優れているため、非直線抵抗積層体5およびそれを収納する金属容器4の小型化が可能となり、ひいては小型の避雷器を得ることができる。   According to the eighth embodiment having such a configuration, the current-voltage nonlinear resistance laminate 5 housed inside the metal container 4 of the lightning arrester is as shown in the first to seventh embodiments. Since the operation start voltage is high and the thermal stability is excellent, it is possible to reduce the size of the non-linear resistance laminate 5 and the metal container 4 that accommodates it, thereby obtaining a small lightning arrester.

(9)第9の実施の形態…請求項9に対応
本実施の形態は、前記第8の実施の形態に示した避雷器において、非直線抵抗積層体を収納する容器の少なくともその胴部を碍管などの絶縁部材によって構成したものである。
(9) Ninth embodiment ... corresponding to claim 9 In this embodiment, in the lightning arrester shown in the eighth embodiment, at least the trunk portion of the container for storing the non-linear resistance laminated body is disposed as a pipe. It is comprised by insulating members, such as.

図3において、9は避雷器の外被となる絶縁容器であって、一例として、碍管などセラミック部材または合成樹脂により構成されている。10はこの内部に絶縁支持されている非直線抵抗積層体、11は非直線抵抗積層体10に近接して設けられたシールド、12は上部端子、13は下部端子である。なお、絶縁容器9と内部の非直線抵抗積層体10との空隙部には絶縁ガスが封入されている。   In FIG. 3, reference numeral 9 denotes an insulating container serving as a jacket of the lightning arrester, and is constituted by a ceramic member such as a soot tube or a synthetic resin as an example. Reference numeral 10 denotes a non-linear resistance multilayer body that is insulated and supported therein, 11 a shield provided close to the non-linear resistance multilayer body 10, 12 an upper terminal, and 13 a lower terminal. Insulating gas is sealed in the gap between the insulating container 9 and the non-linear resistance laminate 10 inside.

このような構成を有する第9の実施の形態においても、避雷器の絶縁容器9内部に収納した電流−電圧非直線抵抗積層体10が、前記第1〜7の実施の形態に示したように、電流−電圧非直線抵抗体の動作開始電圧が高く、かつ、熱安定性が優れているため、小型の避雷器を得ることができる。   Also in the ninth embodiment having such a configuration, the current-voltage nonlinear resistance laminate 10 housed inside the insulating container 9 of the lightning arrester is as shown in the first to seventh embodiments. Since the operation start voltage of the current-voltage nonlinear resistor is high and the thermal stability is excellent, a small lightning arrester can be obtained.

(10)第10の実施の形態…請求項10に対応
本実施の形態は、前記第9の実施の形態に示した避雷器において、絶縁容器14に貫通穴15を設けたものであって、このような絶縁容器に封入された非直線抵抗積層体を有する避雷器を、別途用意した絶縁油などの絶縁物中に配置することで避雷器周囲と同一の絶縁環境とし、非直線抵抗積層体の絶縁を図ったものである。
(10) Tenth Embodiment Corresponding to Claim 10 This embodiment is the lightning arrester shown in the ninth embodiment, wherein the insulating container 14 is provided with a through hole 15, and this By placing a lightning arrester with a non-linear resistance laminate enclosed in such an insulating container in an insulating material such as separately prepared insulation oil, the insulation environment is the same as the surroundings of the lightning arrester, and the non-linear resistance laminate is insulated. It is intended.

即ち、図4は実施の形態第1〜第7で示した条件により作製した電流−電圧非直線抵抗積層体10を少なくとも胴部が絶縁部材で形成された容器14内に収納し、図示しない絶縁油等の絶縁媒体中に収納したものである。ちなみに、このような避雷器は、油入変圧器や開閉器などの絶縁機器内に他の高電圧導体や巻線などと共に収納された状態で使用されるものである。   That is, FIG. 4 shows that the current-voltage non-linear resistance laminate 10 manufactured under the conditions shown in the first to seventh embodiments is housed in a container 14 having at least a body portion formed of an insulating member, and is not shown in the drawing. It is stored in an insulating medium such as oil. Incidentally, such a lightning arrester is used in a state where it is housed together with other high-voltage conductors or windings in an insulating device such as an oil-filled transformer or a switch.

なお、この絶縁容器14および避雷器全体が絶縁油中で使用されることを除けば、この第10の実施の形態の避雷器の構成は、前記第9の実施の形態に示した避雷器と同様な構成である。ただし、絶縁容器14内の空隙には、貫通穴15を通して外部と同じ絶縁媒体(絶縁ガスや絶縁油)が充填される。   The configuration of the lightning arrester of the tenth embodiment is the same as that of the lightning arrester shown in the ninth embodiment except that the insulating container 14 and the entire lightning arrester are used in insulating oil. It is. However, the space in the insulating container 14 is filled with the same insulating medium (insulating gas or insulating oil) as the outside through the through hole 15.

このような構成を有する第10の実施の形態においても、電流−電圧非直線抵抗体の動作開始電圧が高く、かつ、熱安定性が優れているため、その部分の小型化を図ることができ、ひいては小型の避雷器を得ることができる。   Also in the tenth embodiment having such a configuration, the operation start voltage of the current-voltage nonlinear resistor is high and the thermal stability is excellent, so that the portion can be downsized. As a result, a small lightning arrester can be obtained.

本発明に係わる電流−電圧非直線抵抗体の断面図を示す。1 shows a cross-sectional view of a current-voltage nonlinear resistor according to the present invention. 本発明に係わる避雷器の第8の実施の形態の断面図を示す。Sectional drawing of 8th Embodiment of the lightning arrester concerning this invention is shown. 本発明に係わる避雷器の第9の実施の形態の断面図を示す。Sectional drawing of 9th Embodiment of the lightning arrester concerning this invention is shown. 本発明に係わる避雷器の第10の実施の形態の断面図を示す。Sectional drawing of 10th Embodiment of the lightning arrester concerning this invention is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1…焼結体
2…側面絶縁層
3…電極
4…タンク形の金属容器
5…非直線抵抗積層体
6…シールド
7…絶縁スペーサ
8…接続用金具
9…絶縁容器
10…非直線抵抗積層体
11…シールド
12…上部端子
13…下部端子
14…絶縁容器
15…貫通穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sintered body 2 ... Side insulating layer 3 ... Electrode 4 ... Tank-shaped metal container 5 ... Non-linear resistance laminated body 6 ... Shield 7 ... Insulating spacer 8 ... Connection metal fitting 9 ... Insulating container 10 ... Non-linear resistance laminated body DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Shield 12 ... Upper terminal 13 ... Lower terminal 14 ... Insulating container 15 ... Through-hole

Claims (10)

酸化亜鉛(ZnO)を主成分とし、副成分としてビスマス(Bi)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、ニッケル(Ni)をそれぞれ酸化物であるBi、Co、MnO、Sb、NiOに換算して、Biを0.3〜1.0mol%、Coを0.3〜1.5mol%、MnOを0.1〜2mol%、Sbを0.5〜2.5mol%、NiOを0.5〜3mol%含み、かつ、ビスマスとアンチモン及びマンガンとコバルトの相対比がそれぞれ、酸化物に換算し、0.15<Bi/Sb<1.0、0.3<MnO/Co<3.5である焼結体からなることを特徴とする電流−電圧非直線抵抗体。 Zinc oxide (ZnO) is the main component, and bismuth (Bi), cobalt (Co), manganese (Mn), antimony (Sb), and nickel (Ni) are the oxides Bi 2 O 3 and Co 2, respectively. O 3, MnO, in terms of Sb 2 O 3, NiO, 0.3~1.0mol % of Bi 2 O 3, 0.3~1.5mol% of Co 2 O 3, 0.1~ the MnO 2 mol%, 0.5 to 2.5 mol% of Sb 2 O 3 and 0.5 to 3 mol% of NiO, and the relative ratios of bismuth and antimony, manganese and cobalt are converted into oxides, respectively. A current-voltage nonlinear resistor comprising a sintered body with 15 <Bi 2 O 3 / Sb 2 O 3 <1.0 and 0.3 <MnO / Co 2 O 3 <3.5. イットリウム(Y)、ユウロピウム(Eu)、エリビウム(Er)、ツリウム(Tm)、ガドリニウム(Gd)、ジスプロジウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、イッテリビウム(Yb)のうち少なくとも一種の希土類元素Rの酸化物を、Rに換算して0.01〜1.0mol%含むことを特徴とする請求項1に記載の電流−電圧非直線抵抗体。 Oxidation of at least one rare earth element R of yttrium (Y), europium (Eu), erbium (Er), thulium (Tm), gadolinium (Gd), dysprodium (Dy), holmium (Ho), ytterbium (Yb) The current-voltage nonlinear resistor according to claim 1, wherein the product contains 0.01 to 1.0 mol% in terms of R 2 O 3 . アルミニウムをAl3+に換算して0.001〜0.015mol%含む焼結体からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電流−電圧非直線抵抗体。 The current-voltage nonlinear resistor according to claim 1 or 2, comprising a sintered body containing 0.001 to 0.015 mol% of aluminum in terms of Al3 + . 銀をAgOに換算して0.005〜0.05wt%含む焼結体からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電流−電圧非直線抵抗体。 Voltage non - current according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a sintered body of silver in terms of Ag 2 O containing 0.005 to 0.05%. ホウ素をBに換算して0.005〜0.05wt%含む焼結体からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電流−電圧非直線抵抗体。 4. The current-voltage nonlinear resistor according to claim 1, comprising a sintered body containing 0.005 to 0.05 wt% of boron in terms of B 2 O 3 . 焼結体中のBi結晶相における、α-Bi相(斜方晶系)が全Bi相の80%以上を占めていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電流−電圧非直線抵抗体。 The α-Bi 2 O 3 phase (orthorhombic system) in the Bi 2 O 3 crystal phase in the sintered body accounts for 80% or more of the total Bi 2 O 3 phase. The current-voltage nonlinear resistor according to any one of 5. 1200℃以下の温度で焼成することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電流−電圧非直線抵抗体。   The current-voltage nonlinear resistor according to any one of claims 1 to 5, wherein firing is performed at a temperature of 1200 ° C or lower. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の電流−電圧非直線抵抗体を積層してなる非直線抵抗積層体を金属容器に収納し、この金属容器内に絶縁媒体を封入したことを特徴とする避雷器。   A non-linear resistance laminate formed by laminating the current-voltage non-linear resistors according to any one of claims 1 to 7 is housed in a metal container, and an insulating medium is enclosed in the metal container. And a lightning arrester. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の電流−電圧非直線抵抗体を積層してなる非直線抵抗積層体を、少なくとも胴部が絶縁材料で形成された容器に収納し、この容器内に絶縁媒体を封入したことを特徴とする避雷器。   A non-linear resistance laminate formed by laminating the current-voltage non-linear resistor according to any one of claims 1 to 7 is housed in a container having at least a body portion made of an insulating material, A lightning arrester characterized by encapsulating an insulating medium in the box. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の電流−電圧非直線抵抗体を積層してなる非直線抵抗積層体を、少なくとも胴部が絶縁材料で形成された容器に収納し、この容器を絶縁媒体内に封入したことを特徴とする避雷器。   A non-linear resistance laminate formed by laminating the current-voltage non-linear resistors according to any one of claims 1 to 7 is housed in a container having at least a body portion made of an insulating material, A lightning arrester characterized by being enclosed in an insulating medium.
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