JP3461266B2 - 電力用抵抗体および電力用遮断器 - Google Patents
電力用抵抗体および電力用遮断器Info
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- JP3461266B2 JP3461266B2 JP20636497A JP20636497A JP3461266B2 JP 3461266 B2 JP3461266 B2 JP 3461266B2 JP 20636497 A JP20636497 A JP 20636497A JP 20636497 A JP20636497 A JP 20636497A JP 3461266 B2 JP3461266 B2 JP 3461266B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧装置、大容
量コンデンサの充放電装置等に用いられる固定抵抗器、
可変抵抗器、抵抗器アレーとして好適な電力用抵抗体お
よび前記電力用抵抗体を投入抵抗体として備えた電力用
遮断器に関する。
量コンデンサの充放電装置等に用いられる固定抵抗器、
可変抵抗器、抵抗器アレーとして好適な電力用抵抗体お
よび前記電力用抵抗体を投入抵抗体として備えた電力用
遮断器に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電力用抵抗体の材料には金属系
抵抗材料、金属酸化物系抵抗材料および非金属系抵抗材
料に大別される。これらの中で、金属酸化物系抵抗材料
は、他の材料に比べて耐熱性、耐電圧電流性および高電
気エネルギーを吸収するエネルギー耐量が高いという特
徴を有する。
抵抗材料、金属酸化物系抵抗材料および非金属系抵抗材
料に大別される。これらの中で、金属酸化物系抵抗材料
は、他の材料に比べて耐熱性、耐電圧電流性および高電
気エネルギーを吸収するエネルギー耐量が高いという特
徴を有する。
【0003】特開昭58−139401号公報および特
開昭59−217668号公報には、代表的な金属酸化
物系抵抗体が開示されている。特開昭58−13940
1号公報には、絶縁性の酸化アルミニウム結晶中に導電
性のカーボン粉末を分散させ、粘土で焼き固めた炭素粒
子分散型セラミック抵抗体が記載されている。特開昭5
9−217668号公報には、酸化アルミニウム、ムラ
イト、焼成粘土などの絶縁性無機材料粉末に炭素粉末お
よびバインダを添加し、混合、混練、加熱処理した材料
を原料として用いた炭素系電力用抵抗体が記載されてい
る。また、同公報には炭素粉末が0.1μm以下の微粉
末で、1.5〜5重量%含有することが記載されてい
る。また、特開昭57−52101号公報には酸化アル
ミニウムを主成分とし、他に酸化珪素、酸化マグネシウ
ム等の粘土材、さらに導電材としてカーボンを3〜10
重量%含有する抵抗部材が記載されている。
開昭59−217668号公報には、代表的な金属酸化
物系抵抗体が開示されている。特開昭58−13940
1号公報には、絶縁性の酸化アルミニウム結晶中に導電
性のカーボン粉末を分散させ、粘土で焼き固めた炭素粒
子分散型セラミック抵抗体が記載されている。特開昭5
9−217668号公報には、酸化アルミニウム、ムラ
イト、焼成粘土などの絶縁性無機材料粉末に炭素粉末お
よびバインダを添加し、混合、混練、加熱処理した材料
を原料として用いた炭素系電力用抵抗体が記載されてい
る。また、同公報には炭素粉末が0.1μm以下の微粉
末で、1.5〜5重量%含有することが記載されてい
る。また、特開昭57−52101号公報には酸化アル
ミニウムを主成分とし、他に酸化珪素、酸化マグネシウ
ム等の粘土材、さらに導電材としてカーボンを3〜10
重量%含有する抵抗部材が記載されている。
【0004】ところで、酸化アルミニウム粉末にカーボ
ン粉末を添加した焼結体の製造においては、通常、前記
酸化アルミニウムの焼結性が阻害される。このため、前
述した炭素粒子分散型セラミック抵抗体の製造において
は酸化アルミニウム粉末にカーボン粉末を添加し、さら
に前記酸化アルミニウムの焼結性を補うために粘土を加
えて焼結している。しかしながら、前記粘土の添加は単
に前記酸化アルミニウム粉末とカーボン粉末とを結合す
るに止まり、焼結性を向上させることができないため、
得られた抵抗体の気孔率は10〜30%と高く緻密性に
劣る。その結果、かかる方法により製造された炭素粒子
分散型セラミック抵抗体は次のような問題を生じる。
ン粉末を添加した焼結体の製造においては、通常、前記
酸化アルミニウムの焼結性が阻害される。このため、前
述した炭素粒子分散型セラミック抵抗体の製造において
は酸化アルミニウム粉末にカーボン粉末を添加し、さら
に前記酸化アルミニウムの焼結性を補うために粘土を加
えて焼結している。しかしながら、前記粘土の添加は単
に前記酸化アルミニウム粉末とカーボン粉末とを結合す
るに止まり、焼結性を向上させることができないため、
得られた抵抗体の気孔率は10〜30%と高く緻密性に
劣る。その結果、かかる方法により製造された炭素粒子
分散型セラミック抵抗体は次のような問題を生じる。
【0005】すなわち、前記抵抗体を開閉時に発生する
サージを吸収したり、遮断容量を増加させる目的で遮断
接点と並列に接続される遮断器の投入抵抗体として用い
た場合、前記抵抗体の緻密性の低下に起因して、体積当
たりの熱容量が2J/cm3・K程度と小さくなる。こ
のため、サージ等のエネルギー吸収に伴う抵抗体の温度
上昇が著しくなる。しかも、通電時にカーボン粉末が気
孔内で放電して、貫通放電を起こす。したがって、前述
した炭素粒子分散型セラミック抵抗体が組み込まれた遮
断器は、前記抵抗体を格納するスペースが大きくなると
共に、信頼性の確保のために遮断容量を低く抑える必要
があった。
サージを吸収したり、遮断容量を増加させる目的で遮断
接点と並列に接続される遮断器の投入抵抗体として用い
た場合、前記抵抗体の緻密性の低下に起因して、体積当
たりの熱容量が2J/cm3・K程度と小さくなる。こ
のため、サージ等のエネルギー吸収に伴う抵抗体の温度
上昇が著しくなる。しかも、通電時にカーボン粉末が気
孔内で放電して、貫通放電を起こす。したがって、前述
した炭素粒子分散型セラミック抵抗体が組み込まれた遮
断器は、前記抵抗体を格納するスペースが大きくなると
共に、信頼性の確保のために遮断容量を低く抑える必要
があった。
【0006】さらに、前記抵抗体において103 Ω・c
mを越える高い抵抗率を有する焼結体を製造する場合に
は、導電性を付与するカーボンの接続が僅かな数である
ため、製造条件の変動が顕著に反映され、所期目的の抵
抗率を有する焼結体を再現性よく得ることは必ずしも容
易ではなかった。
mを越える高い抵抗率を有する焼結体を製造する場合に
は、導電性を付与するカーボンの接続が僅かな数である
ため、製造条件の変動が顕著に反映され、所期目的の抵
抗率を有する焼結体を再現性よく得ることは必ずしも容
易ではなかった。
【0007】一方、米国特許第4418327号明細書
には酸化アルミニウムにカーボンおよび焼結助材である
酸化マグネシウムを添加した抵抗体が記載されている。
しかしながら、このような組成にしても十分に緻密な焼
結体を有する抵抗体を得ることが容易ではない。
には酸化アルミニウムにカーボンおよび焼結助材である
酸化マグネシウムを添加した抵抗体が記載されている。
しかしながら、このような組成にしても十分に緻密な焼
結体を有する抵抗体を得ることが容易ではない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来で
は、緻密でかつ均一性の高い焼結体を有する電力用抵抗
体を得ることが困難であった。また、このような抵抗体
を備えた電力用遮断器では特に緻密性の低下に伴って熱
容量の低下、温度上昇、貫通放電、格納スペースの増
大、遮断容量の低下などの諸問題を生じる。
は、緻密でかつ均一性の高い焼結体を有する電力用抵抗
体を得ることが困難であった。また、このような抵抗体
を備えた電力用遮断器では特に緻密性の低下に伴って熱
容量の低下、温度上昇、貫通放電、格納スペースの増
大、遮断容量の低下などの諸問題を生じる。
【0009】本発明は、緻密でかつ高い均一性を有し、
単位体積当たりの熱容量が大きく、適切かつ安定した電
気抵抗値を有し、さらにサージ吸収による抵抗値の経時
変化が小さい電力用抵抗体を提供しようとするものであ
る。本発明は、遮断容量が大きく、遮断性能の安定した
投入抵抗ユニットを備え、小型、高性能化を達成した電
力用遮断器を提供しようとするものである。
単位体積当たりの熱容量が大きく、適切かつ安定した電
気抵抗値を有し、さらにサージ吸収による抵抗値の経時
変化が小さい電力用抵抗体を提供しようとするものであ
る。本発明は、遮断容量が大きく、遮断性能の安定した
投入抵抗ユニットを備え、小型、高性能化を達成した電
力用遮断器を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる電力用抵
抗体は、酸化アルミニウムとカーボンとFe2 O3 換算
で0.05〜5重量%の鉄とを含む焼結体であって、
(a)前記酸化アルミニウムを少なくとも含む第1領域
と、(b)前記酸化アルミニウム、鉄および前記第1領
域より多いカーボンを含む第2領域とからなる:および
前記焼結体の対向する2つの面に形成され、前記第2領
域により互いに電気的に接続される一対の電極;を具備
することを特徴とするものである。
抗体は、酸化アルミニウムとカーボンとFe2 O3 換算
で0.05〜5重量%の鉄とを含む焼結体であって、
(a)前記酸化アルミニウムを少なくとも含む第1領域
と、(b)前記酸化アルミニウム、鉄および前記第1領
域より多いカーボンを含む第2領域とからなる:および
前記焼結体の対向する2つの面に形成され、前記第2領
域により互いに電気的に接続される一対の電極;を具備
することを特徴とするものである。
【0011】本発明に係わる電力用遮断機は、電流経路
に配置される主開閉手段;前記電流経路に前記主開閉手
段に対して並列になるように接続され、前記主開閉手段
をONさせる前にONされる補助開閉手段;および前記
補助開閉手段に直列に接続され、酸化アルミニウムとカ
ーボンとFe2 O3 換算で0.05〜5重量%の鉄とを
含む焼結体の対向する面に電極をそれぞれ形成した抵抗
体が組み込まれた投入抵抗ユニットであって、前記焼結
体は前記酸化アルミニウムを少なくとも含む第1領域と
前記酸化アルミニウム、前記第1領域より多いカーボン
および鉄を含み、かつ前記一対の電極に繋がるように配
置された第2領域とからなる;を具備したことを特徴と
するものである。
に配置される主開閉手段;前記電流経路に前記主開閉手
段に対して並列になるように接続され、前記主開閉手段
をONさせる前にONされる補助開閉手段;および前記
補助開閉手段に直列に接続され、酸化アルミニウムとカ
ーボンとFe2 O3 換算で0.05〜5重量%の鉄とを
含む焼結体の対向する面に電極をそれぞれ形成した抵抗
体が組み込まれた投入抵抗ユニットであって、前記焼結
体は前記酸化アルミニウムを少なくとも含む第1領域と
前記酸化アルミニウム、前記第1領域より多いカーボン
および鉄を含み、かつ前記一対の電極に繋がるように配
置された第2領域とからなる;を具備したことを特徴と
するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる電力用抵抗
体を図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明に
係わる電力用抵抗体を示す断面図、図2は図1の焼結体
の微構造を模式的に示す図である。
体を図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明に
係わる電力用抵抗体を示す断面図、図2は図1の焼結体
の微構造を模式的に示す図である。
【0013】抵抗体1は、円板状の焼結体2と、前記焼
結体2の円形両面に形成された一対の電極3と、前記焼
結体2の外周面に被覆された絶縁層4とから構成されて
いる。
結体2の円形両面に形成された一対の電極3と、前記焼
結体2の外周面に被覆された絶縁層4とから構成されて
いる。
【0014】次に、前記焼結体2、電極3および絶縁層
4を詳細に説明する。 a)焼結体2 この焼結体2は、酸化アミニウムとカーボンとFe2 O
3 換算で0.05〜5重量%の鉄とを含有する。
4を詳細に説明する。 a)焼結体2 この焼結体2は、酸化アミニウムとカーボンとFe2 O
3 換算で0.05〜5重量%の鉄とを含有する。
【0015】前記焼結体2は、図2に示すようにカーボ
ン量が少ないかもしくはカーボンを含まず、かつ酸化ア
ルミニウムを含む第1領域5と、酸化アルミニウム、鉄
および前記第1領域より多いカーボンを含む第2領域6
とからなる。なお、前記第1領域5は鉄を含有しても、
含有しなくてもよい。前記第1領域5は、実質的に絶縁
性を示し、前記第2領域6は導電性を示す。前記焼結体
2において、前記第2領域6は3次元的なネットワーク
構造で互いに接続されていると共に、前記一対の電極3
に繋がるように配置されている。このような第2領域6
の接続状態および第2領域6自体の抵抗率により前記焼
結体2の抵抗値が制御される。
ン量が少ないかもしくはカーボンを含まず、かつ酸化ア
ルミニウムを含む第1領域5と、酸化アルミニウム、鉄
および前記第1領域より多いカーボンを含む第2領域6
とからなる。なお、前記第1領域5は鉄を含有しても、
含有しなくてもよい。前記第1領域5は、実質的に絶縁
性を示し、前記第2領域6は導電性を示す。前記焼結体
2において、前記第2領域6は3次元的なネットワーク
構造で互いに接続されていると共に、前記一対の電極3
に繋がるように配置されている。このような第2領域6
の接続状態および第2領域6自体の抵抗率により前記焼
結体2の抵抗値が制御される。
【0016】ここで、前記酸化アルミニウムは前記焼結
体2に適切な抵抗値を付与するために配合される。前記
カーボンは、前記焼結体2の電気抵抗率を制御すると共
に前記焼結体2両面に配置された一対の電極3の電気的
導電を図るために配合される。前記鉄は、焼結助剤とし
て機能し、前記焼結体2、特に焼結性を低下させる要因
になるカーボン量が多い第2領域6、の緻密性を高める
作用を有する。
体2に適切な抵抗値を付与するために配合される。前記
カーボンは、前記焼結体2の電気抵抗率を制御すると共
に前記焼結体2両面に配置された一対の電極3の電気的
導電を図るために配合される。前記鉄は、焼結助剤とし
て機能し、前記焼結体2、特に焼結性を低下させる要因
になるカーボン量が多い第2領域6、の緻密性を高める
作用を有する。
【0017】前記焼結体2において、前記酸化アルミニ
ウムが粒子状で存在する第1領域と、前記酸化アルミニ
ウムが粒子状で、かつこれら粒子の粒界にカーボン粉末
および鉄が存在する第2領域とからなることがより好ま
しい。
ウムが粒子状で存在する第1領域と、前記酸化アルミニ
ウムが粒子状で、かつこれら粒子の粒界にカーボン粉末
および鉄が存在する第2領域とからなることがより好ま
しい。
【0018】具体的には、前記第1領域5は図3に示す
ように平均粒径が比較的大きな酸化アルミニウム粒子7
からなる構成を有する。なお、図3に示す第1領域おい
て、酸化アルミニウム粒子の粒界に鉄(例えば酸化鉄の
形態)が存在しないが、第1領域は前記酸化アルミニウ
ム粒子の粒界に鉄(例えば酸化鉄の形態)が存在するこ
とを許容する。
ように平均粒径が比較的大きな酸化アルミニウム粒子7
からなる構成を有する。なお、図3に示す第1領域おい
て、酸化アルミニウム粒子の粒界に鉄(例えば酸化鉄の
形態)が存在しないが、第1領域は前記酸化アルミニウ
ム粒子の粒界に鉄(例えば酸化鉄の形態)が存在するこ
とを許容する。
【0019】前記第2領域6は、例えば図4に示すよう
に平均粒径が比較的小さな酸化アルミニウム粒子8の粒
界に前記鉄(例えば酸化鉄の形態)9がそれら酸化アル
ミニウム粒子8の表面に位置するように存在し、かつ前
記酸化アルミニウム粒子8の粒界の中央付近にカーボン
粉末10が位置するように存在する構成を有する。ま
た、前記第2領域6の別の形態は、図5に示すように平
均粒径が比較的小さな酸化アルミニウム粒子8の粒界に
カーボン粉末10が存在し、かつこれらカーボン粉末1
0間に前記鉄(例えば酸化鉄の形態)9が存在する構成
を有する。このような第2領域6において、前記カーボ
ン量および鉄の配合量により抵抗率が制御される。前記
第2領域6の接続状態および前記第2領域6自体の抵抗
率により前記焼結体2の抵抗値を制御することができ
る。すなわち、前記第2領域6間の接続数を十分に確保
しつつ、導電性を示す前記第2領域6の抵抗率を適度に
大きくする、つまりカーボン量を少なくすることができ
るため、比較的高く、かつ安定した抵抗率を有する焼結
体を得ることが可能になる。
に平均粒径が比較的小さな酸化アルミニウム粒子8の粒
界に前記鉄(例えば酸化鉄の形態)9がそれら酸化アル
ミニウム粒子8の表面に位置するように存在し、かつ前
記酸化アルミニウム粒子8の粒界の中央付近にカーボン
粉末10が位置するように存在する構成を有する。ま
た、前記第2領域6の別の形態は、図5に示すように平
均粒径が比較的小さな酸化アルミニウム粒子8の粒界に
カーボン粉末10が存在し、かつこれらカーボン粉末1
0間に前記鉄(例えば酸化鉄の形態)9が存在する構成
を有する。このような第2領域6において、前記カーボ
ン量および鉄の配合量により抵抗率が制御される。前記
第2領域6の接続状態および前記第2領域6自体の抵抗
率により前記焼結体2の抵抗値を制御することができ
る。すなわち、前記第2領域6間の接続数を十分に確保
しつつ、導電性を示す前記第2領域6の抵抗率を適度に
大きくする、つまりカーボン量を少なくすることができ
るため、比較的高く、かつ安定した抵抗率を有する焼結
体を得ることが可能になる。
【0020】このような図3に示す第1領域5と、図4
または図5に示す第2領域6からなる焼結体2は、緻密
性および均一性が著しく向上されるため、単位体積当り
の熱容量が極めて大きく、かつ適切で安定した電気抵抗
率を有し、さらにサージ吸収による抵抗値の経時変化を
より一層減少される。
または図5に示す第2領域6からなる焼結体2は、緻密
性および均一性が著しく向上されるため、単位体積当り
の熱容量が極めて大きく、かつ適切で安定した電気抵抗
率を有し、さらにサージ吸収による抵抗値の経時変化を
より一層減少される。
【0021】前記第1領域5中の酸化アルミニウム粒子
は、粒径が前記2領域5中の酸化アルミニウム粒子に比
べて大きいことが好ましい。具体的には、前記第2領域
6中の酸化アルミニウム粒子は、平均粒径が0.2〜
0.5μmで、前記第1領域5中の酸化アルミニウム粒
子は平均粒径が前記第2領域の酸化アルミニウム粒子の
2〜8倍、より好ましくは3〜6倍の大きさを有するこ
とが望ましい。このように互いに異なる粒径の酸化アル
ミニウム粒子を有する第1領域5および第2領域6から
なる焼結体2を備えた電力抵抗体は、開閉サージの吸収
性が良好になる。
は、粒径が前記2領域5中の酸化アルミニウム粒子に比
べて大きいことが好ましい。具体的には、前記第2領域
6中の酸化アルミニウム粒子は、平均粒径が0.2〜
0.5μmで、前記第1領域5中の酸化アルミニウム粒
子は平均粒径が前記第2領域の酸化アルミニウム粒子の
2〜8倍、より好ましくは3〜6倍の大きさを有するこ
とが望ましい。このように互いに異なる粒径の酸化アル
ミニウム粒子を有する第1領域5および第2領域6から
なる焼結体2を備えた電力抵抗体は、開閉サージの吸収
性が良好になる。
【0022】前記焼結体2中のカーボンの量は、0.3
〜5重量%にすることが好ましい。前記第1領域5のカ
ーボン含有量は、1重量%未満(0重量%を含む)にす
ることが好ましい。前記第2領域6のカーボン含有量は
1〜10重量%にすることが好ましい。
〜5重量%にすることが好ましい。前記第1領域5のカ
ーボン含有量は、1重量%未満(0重量%を含む)にす
ることが好ましい。前記第2領域6のカーボン含有量は
1〜10重量%にすることが好ましい。
【0023】前記焼結体2、前記第1領域5および前記
第2領域6に中のカーボン量を限定したのは、次のよう
な理由によるものである。前記焼結体2中のカーボン量
を0.3重量%未満にすると、カーボンの導電性が発揮
されず、その結果、前記焼結体の抵抗率が105 Ω・c
m以上になり、電力用抵抗体としては抵抗率が大きくな
り過ぎる恐れがある。一方、前記焼結体中のカーボン量
が5重量%を越えると焼結体2の緻密性が低下するばか
りか、電気抵抗が10Ω・cm以下と小さくなり、電力
用抵抗体として不向きである。より好ましい前記焼結体
2中のカーボンの量は、0.1〜3重量%である。
第2領域6に中のカーボン量を限定したのは、次のよう
な理由によるものである。前記焼結体2中のカーボン量
を0.3重量%未満にすると、カーボンの導電性が発揮
されず、その結果、前記焼結体の抵抗率が105 Ω・c
m以上になり、電力用抵抗体としては抵抗率が大きくな
り過ぎる恐れがある。一方、前記焼結体中のカーボン量
が5重量%を越えると焼結体2の緻密性が低下するばか
りか、電気抵抗が10Ω・cm以下と小さくなり、電力
用抵抗体として不向きである。より好ましい前記焼結体
2中のカーボンの量は、0.1〜3重量%である。
【0024】前記第1領域5のカーボン含有量を1重量
%以上にすると、第1領域5に絶縁性を持たせることが
困難になる。より好ましい前記第1領域5中のカーボン
量は0.2重量%以下、さらに好ましくはカーボン量が
ゼロである。
%以上にすると、第1領域5に絶縁性を持たせることが
困難になる。より好ましい前記第1領域5中のカーボン
量は0.2重量%以下、さらに好ましくはカーボン量が
ゼロである。
【0025】前記第2領域6は、そのカーボン含有量に
より電気抵抗率が制御される。前記第2領域6のカーボ
ン含有量を1重量%未満にすると、抵抗率が105 Ω・
cm以上になり、電力用抵抗体としては抵抗率が大きく
なり過ぎる恐れがある。一方、前記第2領域6のカーボ
ン含有量が10重量%を越えると、抵抗率が小さくなる
ばかりか、第1領域と第2領域とで焼結体を構成する本
発明の効果が得られ難くなる。より好ましい前記第2領
域6中のカーボン含有量は、2〜5重量%である。
より電気抵抗率が制御される。前記第2領域6のカーボ
ン含有量を1重量%未満にすると、抵抗率が105 Ω・
cm以上になり、電力用抵抗体としては抵抗率が大きく
なり過ぎる恐れがある。一方、前記第2領域6のカーボ
ン含有量が10重量%を越えると、抵抗率が小さくなる
ばかりか、第1領域と第2領域とで焼結体を構成する本
発明の効果が得られ難くなる。より好ましい前記第2領
域6中のカーボン含有量は、2〜5重量%である。
【0026】なお、前記第1領域5の中のカーボンが前
記範囲内(1重量%未満)で比較的多く含む場合には、
前記一対の電極3間の電気的導通は前記第2領域6中の
カーボンのみならず、前記第1領域5中のカーボンを経
由することを許容する。
記範囲内(1重量%未満)で比較的多く含む場合には、
前記一対の電極3間の電気的導通は前記第2領域6中の
カーボンのみならず、前記第1領域5中のカーボンを経
由することを許容する。
【0027】前記焼結体2中に含有される前記鉄の量を
を規定したのは、次のような理由によるものである。前
記鉄の量をFe2 O3 換算で0.05重量%未満にする
と、緻密性の高い焼結体を得ることが困難になる。一
方、前記焼結体2中に含有される前記鉄の量がFe2 O
3 換算で5重量%を越えると強度が低下する恐れがあ
る。より好ましい前記鉄の量はFe2 O3 換算で0.5
〜2重量%である。前記鉄は、少なくとも前記第2領域
6に含有されるが、第1領域5に含有されてもよい。
を規定したのは、次のような理由によるものである。前
記鉄の量をFe2 O3 換算で0.05重量%未満にする
と、緻密性の高い焼結体を得ることが困難になる。一
方、前記焼結体2中に含有される前記鉄の量がFe2 O
3 換算で5重量%を越えると強度が低下する恐れがあ
る。より好ましい前記鉄の量はFe2 O3 換算で0.5
〜2重量%である。前記鉄は、少なくとも前記第2領域
6に含有されるが、第1領域5に含有されてもよい。
【0028】前記第1領域5は、前記焼結体2中に40
〜80重量%占め、前記第2領域6は前記焼結体2中に
20〜60重量%占めることが好ましい。このような第
1、第2領域4,5からなる焼結体2は単位体積当りの
熱容量がより大きく、かつ適切で安定した電気抵抗率を
有し、さらにサージ吸収による抵抗値の経時変化をより
一層減少される。
〜80重量%占め、前記第2領域6は前記焼結体2中に
20〜60重量%占めることが好ましい。このような第
1、第2領域4,5からなる焼結体2は単位体積当りの
熱容量がより大きく、かつ適切で安定した電気抵抗率を
有し、さらにサージ吸収による抵抗値の経時変化をより
一層減少される。
【0029】前記焼結体2中には、Ca、MgおよびS
iから選ばれる少なくとも一つの元素を含有することを
許容する。このような元素は、前記焼結体中に5重量%
以下含有することが好ましい。
iから選ばれる少なくとも一つの元素を含有することを
許容する。このような元素は、前記焼結体中に5重量%
以下含有することが好ましい。
【0030】前記焼結体2は、熱容量に影響を与えない
程度の量の不純物、例えば酸窒化アルミニウム、酸炭化
アルミニウムを含むことを許容する。 b)電極3 この電極3は、例えばアルミニウム、ニッケルのような
金属、またはHf、Nb、Ta、Tiの炭化物もしくは
TiNから形成されることが好ましい。 (c)絶縁層4 この絶縁層4は、前記焼結体2の側面での沿面放電を防
止するために前記焼結体2に形成される。前記絶縁層4
は、例えば酸化アルミニウム、酸化珪素、硼珪酸ガラス
のようなセラミック、またはポリイミドのような絶縁性
耐熱樹脂から形成されることが好ましい。
程度の量の不純物、例えば酸窒化アルミニウム、酸炭化
アルミニウムを含むことを許容する。 b)電極3 この電極3は、例えばアルミニウム、ニッケルのような
金属、またはHf、Nb、Ta、Tiの炭化物もしくは
TiNから形成されることが好ましい。 (c)絶縁層4 この絶縁層4は、前記焼結体2の側面での沿面放電を防
止するために前記焼結体2に形成される。前記絶縁層4
は、例えば酸化アルミニウム、酸化珪素、硼珪酸ガラス
のようなセラミック、またはポリイミドのような絶縁性
耐熱樹脂から形成されることが好ましい。
【0031】以上説明した本発明に係わる電力用抵抗体
の焼結体は、酸化アルミニウムとカーボンとFe2 O3
換算で0.05〜5重量%の鉄とを含み、かつ酸化アル
ミニウムを少なくとも含む、つまりカーボンを含まない
かもしくはカーボン量が少ない第1領域と、前記酸化ア
ルミニウム、焼結助剤として働く鉄および前記第1領域
より多いカーボンを含み、一対の電極と電気的に繋がる
ように配置された第2領域とからなるため、緻密性およ
び均一性を向上できる。その結果、単位体積当たりの熱
容量が大きく、適切かつ安定した電気抵抗値を有し、さ
らにサージ吸収による抵抗値の経時変化が小さい電力用
抵抗体を得ることができる。
の焼結体は、酸化アルミニウムとカーボンとFe2 O3
換算で0.05〜5重量%の鉄とを含み、かつ酸化アル
ミニウムを少なくとも含む、つまりカーボンを含まない
かもしくはカーボン量が少ない第1領域と、前記酸化ア
ルミニウム、焼結助剤として働く鉄および前記第1領域
より多いカーボンを含み、一対の電極と電気的に繋がる
ように配置された第2領域とからなるため、緻密性およ
び均一性を向上できる。その結果、単位体積当たりの熱
容量が大きく、適切かつ安定した電気抵抗値を有し、さ
らにサージ吸収による抵抗値の経時変化が小さい電力用
抵抗体を得ることができる。
【0032】前記第1領域のカーボン含有量を1重量%
未満にし、かつ前記第2領域のカーボン含有量を1〜1
0重量%の範囲にすれば、前述した優れた特性に加え
て、さらに電力用抵抗体として好適な抵抗率と十分な緻
密性とを確保することができる。
未満にし、かつ前記第2領域のカーボン含有量を1〜1
0重量%の範囲にすれば、前述した優れた特性に加え
て、さらに電力用抵抗体として好適な抵抗率と十分な緻
密性とを確保することができる。
【0033】前記第2領域における酸化アルミニウム粒
子の平均粒径を0.2〜2μmの範囲にし、かつ前記第
1領域における酸化アルミニウム粒子を前記第2領域の
酸化アルミニウム粒子の1.5〜5倍の大きさにすれ
ば、前述した優れた特性に加えて、さらに良好な焼結性
を確保することができる。
子の平均粒径を0.2〜2μmの範囲にし、かつ前記第
1領域における酸化アルミニウム粒子を前記第2領域の
酸化アルミニウム粒子の1.5〜5倍の大きさにすれ
ば、前述した優れた特性に加えて、さらに良好な焼結性
を確保することができる。
【0034】前記焼結体中に占める前記第1領域の量を
60〜95重量%とし、前記焼結体中に占める前記第2
領域の量を5〜40重量%にすれば、前述した優れた特
性に加えて、さらに前記第2領域同士の電気的接続が容
易に行うことができると共に焼結体の電気抵抗率を容易
に制御することが可能になる。特に、前記第2領域を3
次元的なネットワーク構造で互いに接続することができ
るため、前記一対の電極に繋がるように配置でき、適切
かつ安定した電気抵抗率を有する焼結体を備えた電力用
抵抗体を実現できる。
60〜95重量%とし、前記焼結体中に占める前記第2
領域の量を5〜40重量%にすれば、前述した優れた特
性に加えて、さらに前記第2領域同士の電気的接続が容
易に行うことができると共に焼結体の電気抵抗率を容易
に制御することが可能になる。特に、前記第2領域を3
次元的なネットワーク構造で互いに接続することができ
るため、前記一対の電極に繋がるように配置でき、適切
かつ安定した電気抵抗率を有する焼結体を備えた電力用
抵抗体を実現できる。
【0035】次に、前述した図1、図2に示す構造の電
力用抵抗体の製造方法を詳細に説明する。 (第1工程)まず、平均粒径1μm以下、好ましくは焼
結性が良好な0.5μm以下の酸化アルミニウム粉末
と、0.1μm以下のカーボン粉末と、酸化鉄粉末を水
または有機溶剤の存在下にてボールミル中で混合する。
この工程において、酸化鉄粉末を含まず、かつカーボン
粉末の量が少ないかもしくはカーボン粉末を含まない第
1混合粉末と、カーボン粉末が前記第1混合粉末より多
い第2混合粉末とをそれぞれ調製する。なお、第1混合
粉末中にも酸化鉄粉末を配合することを許容する。
力用抵抗体の製造方法を詳細に説明する。 (第1工程)まず、平均粒径1μm以下、好ましくは焼
結性が良好な0.5μm以下の酸化アルミニウム粉末
と、0.1μm以下のカーボン粉末と、酸化鉄粉末を水
または有機溶剤の存在下にてボールミル中で混合する。
この工程において、酸化鉄粉末を含まず、かつカーボン
粉末の量が少ないかもしくはカーボン粉末を含まない第
1混合粉末と、カーボン粉末が前記第1混合粉末より多
い第2混合粉末とをそれぞれ調製する。なお、第1混合
粉末中にも酸化鉄粉末を配合することを許容する。
【0036】第1領域を形成する前記第1混合粉末は、
第1領域が実質的に絶縁性を示す観点から、第2の領域
よりも抵抗率が高くなるようにカーボン含有量を決める
ことが好ましい。例えば、カーボン量が1重量%未満、
より好ましくは0.2重量%未満(ゼロを含む)にする
ことが望ましい。
第1領域が実質的に絶縁性を示す観点から、第2の領域
よりも抵抗率が高くなるようにカーボン含有量を決める
ことが好ましい。例えば、カーボン量が1重量%未満、
より好ましくは0.2重量%未満(ゼロを含む)にする
ことが望ましい。
【0037】第2領域を形成する前記第2混合粉末はカ
ーボン含有量が1.0〜10重量%にすることが好まし
い。カーボン含有量が1.0重量%未満にすると、電気
抵抗率が105 Ω・cmを超え、電力用抵抗体として好
ましくない抵抗率になる恐れがある。一方、カーボン含
有量が10重量%を超えると、焼結体の緻密性が低下す
る恐れがある。
ーボン含有量が1.0〜10重量%にすることが好まし
い。カーボン含有量が1.0重量%未満にすると、電気
抵抗率が105 Ω・cmを超え、電力用抵抗体として好
ましくない抵抗率になる恐れがある。一方、カーボン含
有量が10重量%を超えると、焼結体の緻密性が低下す
る恐れがある。
【0038】前記酸化鉄は、少なくとも前記第2混合粉
末中にFe2 O3 換算で0.05〜5重量%配合する。
前記酸化鉄の量をFe2 O3 換算で0.05%未満にす
ると、緻密性の高い焼結体を得ることが困難になる。一
方、酸化鉄の配合量がFe2O3 換算で5重量%を越え
ると強度が低下する恐れがある。 (第2工程)前記第1、第2の混合粉末に必要に応じて
パラフィン、ポリビニルアルコール等の成形用バインダ
をそれぞれ添加し、所定の目開きのメッシュを通過させ
ることにより第1、第2の造粒原料を作る。ただし、前
記バインダが焼結体の炭素源になる場合には、バインダ
の添加量を考慮して前記カーボン粉末の量を調節するこ
とが好ましい。第1、第2の造粒原料は、このような方
法の他に、前記第1、第2の混合粉末をそれぞれ有機溶
剤、成形用バインダと共に混合してスラリーを調製し、
これらスラリーをそれぞれスプレードライヤ等を用いて
前記溶剤を除去することにより調製することができる。
末中にFe2 O3 換算で0.05〜5重量%配合する。
前記酸化鉄の量をFe2 O3 換算で0.05%未満にす
ると、緻密性の高い焼結体を得ることが困難になる。一
方、酸化鉄の配合量がFe2O3 換算で5重量%を越え
ると強度が低下する恐れがある。 (第2工程)前記第1、第2の混合粉末に必要に応じて
パラフィン、ポリビニルアルコール等の成形用バインダ
をそれぞれ添加し、所定の目開きのメッシュを通過させ
ることにより第1、第2の造粒原料を作る。ただし、前
記バインダが焼結体の炭素源になる場合には、バインダ
の添加量を考慮して前記カーボン粉末の量を調節するこ
とが好ましい。第1、第2の造粒原料は、このような方
法の他に、前記第1、第2の混合粉末をそれぞれ有機溶
剤、成形用バインダと共に混合してスラリーを調製し、
これらスラリーをそれぞれスプレードライヤ等を用いて
前記溶剤を除去することにより調製することができる。
【0039】(第3工程)前記第1、第2の造粒原料を
所定の比率で混合した後、成形して成形体を作る。
所定の比率で混合した後、成形して成形体を作る。
【0040】第1領域を形成する前記第1の造粒原料と
第2領域を形成する前記第2の造粒原料との配合割合
は、第1の造粒原料40〜80重量%、第2の造粒原料
20〜60重量%にすることが好ましい。前記第2の造
粒粉末の混合割合を20重量%未満にすると、第2領域
同士の電気的な接続が困難になり、焼結体の抵抗率制御
が困難になる。前記第2の造粒粉末の混合割合が60重
量%を超えると焼結体の抵抗率は実質的に第2領域の抵
抗率に近くなり、本発明の効果が得られ難くなる。
第2領域を形成する前記第2の造粒原料との配合割合
は、第1の造粒原料40〜80重量%、第2の造粒原料
20〜60重量%にすることが好ましい。前記第2の造
粒粉末の混合割合を20重量%未満にすると、第2領域
同士の電気的な接続が困難になり、焼結体の抵抗率制御
が困難になる。前記第2の造粒粉末の混合割合が60重
量%を超えると焼結体の抵抗率は実質的に第2領域の抵
抗率に近くなり、本発明の効果が得られ難くなる。
【0041】前記第1、第2の造粒原料の混合は、例え
ば図6の(A)、(B)に示す構造を有するV型ミキサ
を用いることが好ましい。すなわち、V型のミキサ本体
101は2つの支持体102a、102bに水平に伸び
る軸103a、103bにより回転自在に配置されてい
る。前記軸103a、103bは、図示しない駆動機構
により回転される。前記ミキサ本体101は、一端側に
2つの被混合物の投入部104a,104bを有し、他
端側に混合後の混合物を排出する排出部105を有す
る。開閉自在な蓋体106a、106bは、前記投入部
104a、104bに取り付けられている。開閉部材1
07は、前記排出部105に取り付けられている。
ば図6の(A)、(B)に示す構造を有するV型ミキサ
を用いることが好ましい。すなわち、V型のミキサ本体
101は2つの支持体102a、102bに水平に伸び
る軸103a、103bにより回転自在に配置されてい
る。前記軸103a、103bは、図示しない駆動機構
により回転される。前記ミキサ本体101は、一端側に
2つの被混合物の投入部104a,104bを有し、他
端側に混合後の混合物を排出する排出部105を有す
る。開閉自在な蓋体106a、106bは、前記投入部
104a、104bに取り付けられている。開閉部材1
07は、前記排出部105に取り付けられている。
【0042】このような構成のV型ミキサにおいて、例
えば前記蓋体106aを開いて所定の比率の前記第1、
第2の造粒原料からなる造粒原料108を前記ミキサ本
体101内に投入し、前記蓋体106aを閉じた後、図
示しない駆動機構により前記軸104a、104bを回
転させると、前記ミキサ本体101が図6の(A)、
(B)のように回転する。前記ミキサ本体101が回転
すると、その中の造粒原料108は前記ミキサ本体10
1が図6の(A)の姿勢になった時に集合され、前記ミ
キサ本体101が図6(B)の姿勢になった時に二股部
に分散される、という操作が繰り返されて混合される。
このようにV型ミキサでは、前記造粒原料108は単に
混合されるだけでスクリューミキサのような破断力が加
わらない。このため、前記造粒原料108の第1、第2
の造粒原料はそれらの各成分が均一に混ざることなく、
互いにそれらの造粒原料の塊を維持しつつ相互にに均一
に混合される。
えば前記蓋体106aを開いて所定の比率の前記第1、
第2の造粒原料からなる造粒原料108を前記ミキサ本
体101内に投入し、前記蓋体106aを閉じた後、図
示しない駆動機構により前記軸104a、104bを回
転させると、前記ミキサ本体101が図6の(A)、
(B)のように回転する。前記ミキサ本体101が回転
すると、その中の造粒原料108は前記ミキサ本体10
1が図6の(A)の姿勢になった時に集合され、前記ミ
キサ本体101が図6(B)の姿勢になった時に二股部
に分散される、という操作が繰り返されて混合される。
このようにV型ミキサでは、前記造粒原料108は単に
混合されるだけでスクリューミキサのような破断力が加
わらない。このため、前記造粒原料108の第1、第2
の造粒原料はそれらの各成分が均一に混ざることなく、
互いにそれらの造粒原料の塊を維持しつつ相互にに均一
に混合される。
【0043】したがって、前記2つの造粒原料をV型ミ
キサを用いて混合した混合造粒原料を成形し、焼成する
ことによって前記第1造粒原料からなる第1領域と前記
第2造粒原料からなる第2領域を有し、これらの領域が
相互に分離された焼結体を得ることが可能になる。ま
た、例えば第1造粒原料にカーボンが含有されず、第2
造粒原料のみにカーボンを含む組成で、これらを焼成前
に互いに混合される場合でも、前述したように第1、第
2の造粒原料はそれぞれ塊で相互に均一に混合されるた
め、第1、第2の造粒原料の重量はそれぞれ第1、第2
の領域に対応することになる。
キサを用いて混合した混合造粒原料を成形し、焼成する
ことによって前記第1造粒原料からなる第1領域と前記
第2造粒原料からなる第2領域を有し、これらの領域が
相互に分離された焼結体を得ることが可能になる。ま
た、例えば第1造粒原料にカーボンが含有されず、第2
造粒原料のみにカーボンを含む組成で、これらを焼成前
に互いに混合される場合でも、前述したように第1、第
2の造粒原料はそれぞれ塊で相互に均一に混合されるた
め、第1、第2の造粒原料の重量はそれぞれ第1、第2
の領域に対応することになる。
【0044】前記成形手段としては、例えば金型プレス
法、押出法、射出成形法等を採用することができる。金
型成形法を採用する場合には、焼結体の相対密度を高め
るために200kg/cm2 以上の圧力で行うことが好
ましい。前記成形圧力を200kg/cm2 未満にする
と焼結体の相対密度が低下して、単位体積当たりの熱容
量が低下する恐れがある。
法、押出法、射出成形法等を採用することができる。金
型成形法を採用する場合には、焼結体の相対密度を高め
るために200kg/cm2 以上の圧力で行うことが好
ましい。前記成形圧力を200kg/cm2 未満にする
と焼結体の相対密度が低下して、単位体積当たりの熱容
量が低下する恐れがある。
【0045】次いで、前記成形体を脱脂した後、真空中
または非酸化性雰囲気中、1400〜1800℃で焼結
して焼結体を作製する。なお、前記焼結工程は前記脱脂
工程後に一度室温まで降温した後、再度、昇温して焼結
してもよい。
または非酸化性雰囲気中、1400〜1800℃で焼結
して焼結体を作製する。なお、前記焼結工程は前記脱脂
工程後に一度室温まで降温した後、再度、昇温して焼結
してもよい。
【0046】(第4工程)得られた焼結体の両主面を研
磨し、スパッタリング、溶射、焼き付けなどの手段によ
りアルミニウム、ニッケルのような金属、またはHf、
Nb、Ta、Tiの炭化物もしくはTiNなどからなる
電極を形成することにより電力用抵抗体を製造する。
磨し、スパッタリング、溶射、焼き付けなどの手段によ
りアルミニウム、ニッケルのような金属、またはHf、
Nb、Ta、Tiの炭化物もしくはTiNなどからなる
電極を形成することにより電力用抵抗体を製造する。
【0047】このような方法によれば、第1、第2の造
粒原料中のカーボン量を異ならせ、かつそれらの造粒原
料中の少なくとも第2造粒原料に焼結性を高める鉄(例
えば酸化鉄の形態)を配合することによって、酸化アミ
ニウムと、カーボンとFe2O3 換算で0.05〜5重
量%の鉄とを含有し、例えば図2に示すように(a)カ
ーボン量が少ないかもしくはカーボンを含まず、かつ酸
化アルミニウムを含む第1領域5と、(b)酸化アルミ
ニウム、前記第1領域より多いカーボンおよび鉄を含む
第2領域6とからなる緻密性および均一性を向上された
焼結体を作製できる。その結果、前記焼結体の対向する
主面に一対の電極を形成することによって、単位体積あ
たりの熱容量が大きく、適切かつ安定した電気抵抗値を
有し、サージ吸収による抵抗値の経時変化が小さい特性
を有する電力用抵抗体を製造することができる。
粒原料中のカーボン量を異ならせ、かつそれらの造粒原
料中の少なくとも第2造粒原料に焼結性を高める鉄(例
えば酸化鉄の形態)を配合することによって、酸化アミ
ニウムと、カーボンとFe2O3 換算で0.05〜5重
量%の鉄とを含有し、例えば図2に示すように(a)カ
ーボン量が少ないかもしくはカーボンを含まず、かつ酸
化アルミニウムを含む第1領域5と、(b)酸化アルミ
ニウム、前記第1領域より多いカーボンおよび鉄を含む
第2領域6とからなる緻密性および均一性を向上された
焼結体を作製できる。その結果、前記焼結体の対向する
主面に一対の電極を形成することによって、単位体積あ
たりの熱容量が大きく、適切かつ安定した電気抵抗値を
有し、サージ吸収による抵抗値の経時変化が小さい特性
を有する電力用抵抗体を製造することができる。
【0048】前記鉄(例えば酸化鉄の形態)は、前記第
2造粒原料のみに配合することによって、その造粒原料
に対応する第2領域の焼結性に効果的に作用し、緻密か
が進行するとともに、配合された鉄の一部が焼結中に第
1領域に拡散し、添加量に見合った同様な焼結作用がな
される。ただし、微視的な均一性を確保する観点から、
第1,第2の造粒原料に鉄を配合して第1,第2の領域
の両者に鉄が存在する焼結体とすることが好ましい。
2造粒原料のみに配合することによって、その造粒原料
に対応する第2領域の焼結性に効果的に作用し、緻密か
が進行するとともに、配合された鉄の一部が焼結中に第
1領域に拡散し、添加量に見合った同様な焼結作用がな
される。ただし、微視的な均一性を確保する観点から、
第1,第2の造粒原料に鉄を配合して第1,第2の領域
の両者に鉄が存在する焼結体とすることが好ましい。
【0049】なお、本発明に係わる電力用抵抗体は前述
した円板形状を有する構造に限定されない。例えば、図
7および図8に示すように環状の焼結体11と、前記焼
結体11の対向する環状両面に形成された電極12、前
記焼結体11の外周面及び内周面に被覆された絶縁層1
3,14とから電力用抵抗体15を構成してもよい。
した円板形状を有する構造に限定されない。例えば、図
7および図8に示すように環状の焼結体11と、前記焼
結体11の対向する環状両面に形成された電極12、前
記焼結体11の外周面及び内周面に被覆された絶縁層1
3,14とから電力用抵抗体15を構成してもよい。
【0050】また、本発明に係わる電力用抵抗体は後述
する電力用遮断器の投入抵抗体や高電圧装置、大容量コ
ンデンサの充放電装置等に用いられる固定抵抗器、可変
抵抗器、抵抗器アレーに適用することができる。
する電力用遮断器の投入抵抗体や高電圧装置、大容量コ
ンデンサの充放電装置等に用いられる固定抵抗器、可変
抵抗器、抵抗器アレーに適用することができる。
【0051】次に、本発明に係る電力用遮断器を図9お
よび図10を参照して説明する。図9は、本発明に係わ
る電力用遮断器を示す構成図、図10は、図9の遮断器
に組み込まれる投入抵抗体ユニットを示す断面図であ
る。
よび図10を参照して説明する。図9は、本発明に係わ
る電力用遮断器を示す構成図、図10は、図9の遮断器
に組み込まれる投入抵抗体ユニットを示す断面図であ
る。
【0052】遮断器21は、消弧室22内に配置された
電流流路に接続された主接点23を備えている。補助接
点24は、電流流路に接続された主接点23に対して並
列に接続されている。投入抵抗ユニット25は、補助接
点24に直列に接続されている。上下動可能な絶縁ロッ
ドは、傾動するレバー27に連結されている。
電流流路に接続された主接点23を備えている。補助接
点24は、電流流路に接続された主接点23に対して並
列に接続されている。投入抵抗ユニット25は、補助接
点24に直列に接続されている。上下動可能な絶縁ロッ
ドは、傾動するレバー27に連結されている。
【0053】このような構成の電力用遮断器において、
前記絶縁ロッド26が上方に駆動されると、主接点23
のONに先立って補助接点24がONされる。この際、
投入抵抗ユニット25は補助接点24に直列に接続され
ているため、補助接点24が介装された電流経路を流れ
る電流は投入抵抗ユニット25により制限されるととも
に、主接点23がONされる直前にかかる接点間の電圧
は、投入抵抗ユニット25の抵抗値と線路インピーダン
スとで決まるより低い電圧に制限される。その結果、主
接点23のON時にアークが発生するのを防止できる。
前記絶縁ロッド26が上方に駆動されると、主接点23
のONに先立って補助接点24がONされる。この際、
投入抵抗ユニット25は補助接点24に直列に接続され
ているため、補助接点24が介装された電流経路を流れ
る電流は投入抵抗ユニット25により制限されるととも
に、主接点23がONされる直前にかかる接点間の電圧
は、投入抵抗ユニット25の抵抗値と線路インピーダン
スとで決まるより低い電圧に制限される。その結果、主
接点23のON時にアークが発生するのを防止できる。
【0054】前記投入抵抗ユニット25は、図9に示す
ように主に絶縁性支持棒28と、一対の絶縁性支持板2
9a,29bと、複数の中空円筒状の抵抗体30と、弾
性体31とから構成されている。
ように主に絶縁性支持棒28と、一対の絶縁性支持板2
9a,29bと、複数の中空円筒状の抵抗体30と、弾
性体31とから構成されている。
【0055】前記一対の絶縁性支持板29a,29b
は、前記支持棒28に嵌入されている。複数の前記中空
円筒状の抵抗体24は、それぞれ前記支持板23a,2
3b間に位置する前記支持棒28部分に嵌入されてい
る。前記弾性体31は、一方の支持板、例えば支持板2
9aと複数の抵抗体30の間に配置されると共に、支持
棒28に嵌入されている。前記弾性体31は、複数の抵
抗体30に弾性力を付与してそれらを支持棒28に積層
するために用いられる。ナット32a、32bは、支持
棒28の両端に螺合されている。ナット32a、32b
は、前記支持板29a,29b間に配置された弾性体3
1を押圧するために用いられる。
は、前記支持棒28に嵌入されている。複数の前記中空
円筒状の抵抗体24は、それぞれ前記支持板23a,2
3b間に位置する前記支持棒28部分に嵌入されてい
る。前記弾性体31は、一方の支持板、例えば支持板2
9aと複数の抵抗体30の間に配置されると共に、支持
棒28に嵌入されている。前記弾性体31は、複数の抵
抗体30に弾性力を付与してそれらを支持棒28に積層
するために用いられる。ナット32a、32bは、支持
棒28の両端に螺合されている。ナット32a、32b
は、前記支持板29a,29b間に配置された弾性体3
1を押圧するために用いられる。
【0056】前記支持棒28は、高強度、軽量化、易加
工性等の要求から有機系材料により作られている。一般
に、投入抵抗体は開閉サージ吸収時に温度上昇を生じ
る。このため、耐熱性が劣る有機系材料からなる支持棒
は強度を維持することが困難になる。ただし、後述する
組成の投入抵抗体は熱容量が大きいために、開閉サージ
吸収時における温度上昇を一定温度以下に抑制すること
が可能になる。その結果、有機系材料からなる支持棒の
使用が可能になる。また、熱容量の大きな投入抵抗体ほ
ど、遮断器の容積を小さくすることが可能になる。
工性等の要求から有機系材料により作られている。一般
に、投入抵抗体は開閉サージ吸収時に温度上昇を生じ
る。このため、耐熱性が劣る有機系材料からなる支持棒
は強度を維持することが困難になる。ただし、後述する
組成の投入抵抗体は熱容量が大きいために、開閉サージ
吸収時における温度上昇を一定温度以下に抑制すること
が可能になる。その結果、有機系材料からなる支持棒の
使用が可能になる。また、熱容量の大きな投入抵抗体ほ
ど、遮断器の容積を小さくすることが可能になる。
【0057】前記投入抵抗体ユニット25に組み込まれ
た抵抗体(電力用抵抗体)30は、前述した図7、図8
に示すように環状の焼結体11と、前記焼結体11の環
状両面に形成された一対の電極12と、前記焼結体11
の外周面及び内周面に被覆された絶縁層13,14とか
ら構成されている。
た抵抗体(電力用抵抗体)30は、前述した図7、図8
に示すように環状の焼結体11と、前記焼結体11の環
状両面に形成された一対の電極12と、前記焼結体11
の外周面及び内周面に被覆された絶縁層13,14とか
ら構成されている。
【0058】以上説明した本発明に係わる電力用遮断器
は、前述した構成の焼結体を有し、単位体積当たりの熱
容量が大きく、経時的な抵抗値変動が小さく、かつ所期
目的の抵抗値を持つ抵抗体が組み込まれた投入抵抗ユニ
ットを備えている。このような投入抵抗ユニットは、遮
断用量が大きく、従来のカーボン分散型セラミック抵抗
体が組み込まれた抵抗体ユニットに比べて容積を小さく
でき、さらに安定した遮断性能を有する。したがって、
前記投入抵抗ユニットを備えた本発明に係わる電力用遮
断器は、小型、高性能化を達成することができる。
は、前述した構成の焼結体を有し、単位体積当たりの熱
容量が大きく、経時的な抵抗値変動が小さく、かつ所期
目的の抵抗値を持つ抵抗体が組み込まれた投入抵抗ユニ
ットを備えている。このような投入抵抗ユニットは、遮
断用量が大きく、従来のカーボン分散型セラミック抵抗
体が組み込まれた抵抗体ユニットに比べて容積を小さく
でき、さらに安定した遮断性能を有する。したがって、
前記投入抵抗ユニットを備えた本発明に係わる電力用遮
断器は、小型、高性能化を達成することができる。
【0059】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明
する。 (実施例1,2)まず、平均粒径0.2μmの酸化アル
ミニウム粉末に成型用バインダーとしてパラフィンを固
形分として5重量%加え、キシレンを溶媒としてスラリ
ー化した後、乾燥を行なうことによって第1造粒粉末を
得た。
する。 (実施例1,2)まず、平均粒径0.2μmの酸化アル
ミニウム粉末に成型用バインダーとしてパラフィンを固
形分として5重量%加え、キシレンを溶媒としてスラリ
ー化した後、乾燥を行なうことによって第1造粒粉末を
得た。
【0060】また、第1の造粒粉末に使用したものと同
じ平均粒径0.2μmの酸化アルミニウム粉末を出発原
料として、平均粒子径50nmのカーボン粉末および酸
化第二鉄粉末を所定量加え、さらにエタノールを溶媒と
し、アルミナ製ポットおよびアルミナ製ボールを用いて
混合、粉砕を行って第2の混合粉末を調製した。この混
合粉末を乾燥し、さらに成型用バインダーとしてパラフ
ィンを固形分として5重量%加え、第1の造粒粉末と同
じ方法で、2 種の第2造粒粉末を得た。
じ平均粒径0.2μmの酸化アルミニウム粉末を出発原
料として、平均粒子径50nmのカーボン粉末および酸
化第二鉄粉末を所定量加え、さらにエタノールを溶媒と
し、アルミナ製ポットおよびアルミナ製ボールを用いて
混合、粉砕を行って第2の混合粉末を調製した。この混
合粉末を乾燥し、さらに成型用バインダーとしてパラフ
ィンを固形分として5重量%加え、第1の造粒粉末と同
じ方法で、2 種の第2造粒粉末を得た。
【0061】次いで、前記第1、第2の造粒原料を前記
第1造粒原料に対して前記各第2造粒原料をそれぞれ4
0重量%の割合で前述した図6の(A)、(B)に示す
V型ミキサに入れ、混合することにより2種の混合造粒
原料を調製した。このようにV型ミキサによる混合にお
いて、前記第1、第2の造粒原料はそれらの各成分が均
一に混ざることなく、互いにそれらの造粒原料の塊を維
持しつつ相互にに混合される。つづいて、これら混合造
粒原料を鋼鉄製金型を用いてシリンダ型の円板状に成形
した後、窒素雰囲気中、600℃で加熱処理して脱脂
し、さらに同雰囲気中、1500℃で2時間焼成するこ
とにより2種の円板状焼結体を作製した。
第1造粒原料に対して前記各第2造粒原料をそれぞれ4
0重量%の割合で前述した図6の(A)、(B)に示す
V型ミキサに入れ、混合することにより2種の混合造粒
原料を調製した。このようにV型ミキサによる混合にお
いて、前記第1、第2の造粒原料はそれらの各成分が均
一に混ざることなく、互いにそれらの造粒原料の塊を維
持しつつ相互にに混合される。つづいて、これら混合造
粒原料を鋼鉄製金型を用いてシリンダ型の円板状に成形
した後、窒素雰囲気中、600℃で加熱処理して脱脂
し、さらに同雰囲気中、1500℃で2時間焼成するこ
とにより2種の円板状焼結体を作製した。
【0062】得られた各焼結体は、酸化アルミニウム粒
子からなる第1領域と、酸化アルミニウム粒子とこれら
粒子の粒界にカーボン粉末および酸化第二鉄粉末が存在
する第2領域とからなることが確認された。
子からなる第1領域と、酸化アルミニウム粒子とこれら
粒子の粒界にカーボン粉末および酸化第二鉄粉末が存在
する第2領域とからなることが確認された。
【0063】次いで、これらの円板状焼結体の外周面に
ホウケイ酸ガラス粉末を塗布、焼き付けを行って絶縁層
を形成した。その後、前記各焼結体の円形の両端面を研
磨することにより外径120mm、内径35mm、厚さ
25mmに加工し、洗浄した後、両面にアルミニウム電
極を溶射により形成することにより2種の電力用抵抗体
を製造した。
ホウケイ酸ガラス粉末を塗布、焼き付けを行って絶縁層
を形成した。その後、前記各焼結体の円形の両端面を研
磨することにより外径120mm、内径35mm、厚さ
25mmに加工し、洗浄した後、両面にアルミニウム電
極を溶射により形成することにより2種の電力用抵抗体
を製造した。
【0064】(実施例3−7)まず、平均粒径0.2μ
mの酸化アルミニウム粉末に酸化第二鉄粉末を所定量添
加し、さらにエタノールを溶媒とし、アルミナ製ポット
およびアルミナ製ボールを用いて混合、粉砕を行って第
1 混合粉末を調製した。この混合粉末を乾燥し、さらに
成型用バインダーとしてパラフィンを固形分として5重
量%加え、キシレンを溶媒としてスラリー化した後、乾
燥を行なうことによって第1 造粒粉末を得た。
mの酸化アルミニウム粉末に酸化第二鉄粉末を所定量添
加し、さらにエタノールを溶媒とし、アルミナ製ポット
およびアルミナ製ボールを用いて混合、粉砕を行って第
1 混合粉末を調製した。この混合粉末を乾燥し、さらに
成型用バインダーとしてパラフィンを固形分として5重
量%加え、キシレンを溶媒としてスラリー化した後、乾
燥を行なうことによって第1 造粒粉末を得た。
【0065】また、第1の造粒粉末に使用したものと同
じ平均粒径0.2μmの酸化アルミニウム粉末を出発原
料として、平均粒子径50nmのカーボン粉末および酸
化第二鉄粉末を所定量加え、さらにエタノールを溶媒と
し、アルミナ製ポットおよびアルミナ製ボールを用いて
混合、粉砕を行って第2の混合粉末を調製した。この混
合粉末を乾燥し、さらに成型用バインダーとしてパラフ
ィンを固形分として5重量%加え、第1の造粒粉末と同
じ方法で、5種の第2造粒粉末を得た。
じ平均粒径0.2μmの酸化アルミニウム粉末を出発原
料として、平均粒子径50nmのカーボン粉末および酸
化第二鉄粉末を所定量加え、さらにエタノールを溶媒と
し、アルミナ製ポットおよびアルミナ製ボールを用いて
混合、粉砕を行って第2の混合粉末を調製した。この混
合粉末を乾燥し、さらに成型用バインダーとしてパラフ
ィンを固形分として5重量%加え、第1の造粒粉末と同
じ方法で、5種の第2造粒粉末を得た。
【0066】次いで、前記第1、第2の造粒原料を前記
第1造粒原料に対して前記各第2造粒原料をそれぞれ4
0重量%の割合で前述した図6の(A)、(B)に示す
V型ミキサに入れ、混合することにより2種の混合造粒
原料を調製した。このようにV型ミキサによる混合にお
いて、前記第1、第2の造粒原料はそれらの各成分が均
一に混ざることなく、互いにそれらの造粒原料の塊を維
持しつつ相互にに混合される。つづいて、これら混合造
粒原料を鋼鉄製金型を用いてシリンダ型の円板状に成形
した後、窒素雰囲気中、600℃で加熱処理して脱脂
し、さらに同雰囲気中、1500℃で2時間焼成するこ
とにより5種の円板状焼結体を作製した。
第1造粒原料に対して前記各第2造粒原料をそれぞれ4
0重量%の割合で前述した図6の(A)、(B)に示す
V型ミキサに入れ、混合することにより2種の混合造粒
原料を調製した。このようにV型ミキサによる混合にお
いて、前記第1、第2の造粒原料はそれらの各成分が均
一に混ざることなく、互いにそれらの造粒原料の塊を維
持しつつ相互にに混合される。つづいて、これら混合造
粒原料を鋼鉄製金型を用いてシリンダ型の円板状に成形
した後、窒素雰囲気中、600℃で加熱処理して脱脂
し、さらに同雰囲気中、1500℃で2時間焼成するこ
とにより5種の円板状焼結体を作製した。
【0067】得られた各焼結体は、酸化アルミニウム粒
子とこれら粒子の粒界に酸化第二鉄粉末が存在する形態
の第1領域と、酸化アルミニウム粒子とこれら粒子の粒
界にカーボン粉末および酸化第二鉄粉末が存在する形態
の第2領域とからなることが確認された。
子とこれら粒子の粒界に酸化第二鉄粉末が存在する形態
の第1領域と、酸化アルミニウム粒子とこれら粒子の粒
界にカーボン粉末および酸化第二鉄粉末が存在する形態
の第2領域とからなることが確認された。
【0068】次いで、前記各円板状焼結体に実施例1,
2と同様な方法により絶縁層を形成し、円板状焼結体の
両端面を研磨し、焼結体の両面アルミニウム電極を溶射
により形成することにより5種の電力用抵抗体を製造し
た。
2と同様な方法により絶縁層を形成し、円板状焼結体の
両端面を研磨し、焼結体の両面アルミニウム電極を溶射
により形成することにより5種の電力用抵抗体を製造し
た。
【0069】(比較例1)まず、平均粒径0.2μmの
酸化アルミニウム粉末に平均粒子径50nmのカーボン
粉末2.0重量%および酸化第二鉄粉末0.5重量%を
添加し、さらにエタノールを溶媒とし、アルミナ製ポッ
トおよびアルミナ製ボールを用いて混合、粉砕を行って
混合粉末を調製した。この混合粉末を乾燥し、さらに成
型用バインダーとしてパラフィンを固形分として5重量
%加え、キシレンを溶媒としてスラリー化した後、乾燥
を行なうことによって造粒粉末を得た。
酸化アルミニウム粉末に平均粒子径50nmのカーボン
粉末2.0重量%および酸化第二鉄粉末0.5重量%を
添加し、さらにエタノールを溶媒とし、アルミナ製ポッ
トおよびアルミナ製ボールを用いて混合、粉砕を行って
混合粉末を調製した。この混合粉末を乾燥し、さらに成
型用バインダーとしてパラフィンを固形分として5重量
%加え、キシレンを溶媒としてスラリー化した後、乾燥
を行なうことによって造粒粉末を得た。
【0070】次いで、前記造粒原料を鋼鉄製金型を用い
てシリンダ型の円板状に成形した後、アルゴンガス雰囲
気中、600℃で加熱処理して脱脂し、さらにアルゴン
ガス雰囲気中、1500℃で2時間焼成することにより
円板状焼結体を作製した。この後、実施例1,2と同様
な方法により絶縁層を形成し、円板状焼結体の両端面を
研磨し、焼結体の両面アルミニウム電極を溶射により形
成することにより電力用抵抗体を製造した。
てシリンダ型の円板状に成形した後、アルゴンガス雰囲
気中、600℃で加熱処理して脱脂し、さらにアルゴン
ガス雰囲気中、1500℃で2時間焼成することにより
円板状焼結体を作製した。この後、実施例1,2と同様
な方法により絶縁層を形成し、円板状焼結体の両端面を
研磨し、焼結体の両面アルミニウム電極を溶射により形
成することにより電力用抵抗体を製造した。
【0071】(比較例2)まず、平均粒径0.2μmの
酸化アルミニウム粉末に酸化第二鉄粉末を0.001重
量%加え、エタノールを溶媒とし、アルミナ製ポットお
よびアルミナ製ボールを用いて混合、粉砕を行い、第1
の混合粉末を調製した。この混合粉末を乾燥し、さらに
成型用バインダーとしてパラフィンを固形分として5重
量%加え、キシレンを溶媒としてスラリー化した後、乾
燥を行なうことによって第1造粒粉末を得た。
酸化アルミニウム粉末に酸化第二鉄粉末を0.001重
量%加え、エタノールを溶媒とし、アルミナ製ポットお
よびアルミナ製ボールを用いて混合、粉砕を行い、第1
の混合粉末を調製した。この混合粉末を乾燥し、さらに
成型用バインダーとしてパラフィンを固形分として5重
量%加え、キシレンを溶媒としてスラリー化した後、乾
燥を行なうことによって第1造粒粉末を得た。
【0072】また、第1の造粒粉末に使用したものと同
じ平均粒径0.2μmの酸化アルミニウム粉末を出発原
料として、平均粒子径50nmのカーボン粉末5.0重
量%、および酸化第二鉄粉末0.001重量%を加え、
さらにエタノールを溶媒とし、アルミナ製ポットおよび
アルミナ製ボールを用いて混合、粉砕を行うことによっ
て第2の混合粉末を調製した。この混合粉末を乾燥し、
さらに成型用バインダーとしてパラフィンを固形分とし
て5重量%加え、第1の造粒粉末と同じ方法で、第2造
粒粉末を得た。
じ平均粒径0.2μmの酸化アルミニウム粉末を出発原
料として、平均粒子径50nmのカーボン粉末5.0重
量%、および酸化第二鉄粉末0.001重量%を加え、
さらにエタノールを溶媒とし、アルミナ製ポットおよび
アルミナ製ボールを用いて混合、粉砕を行うことによっ
て第2の混合粉末を調製した。この混合粉末を乾燥し、
さらに成型用バインダーとしてパラフィンを固形分とし
て5重量%加え、第1の造粒粉末と同じ方法で、第2造
粒粉末を得た。
【0073】次いで、前記第1造粒原料に対して前記第
2造粒原料を30重量%の割合で前述した図6の
(A)、(B)に示すV型ミキサに入れ、混合すること
により混合造粒原料を調製した。つづいて、この混合造
粒原料を鋼鉄製金型を用いてシリンダ型の円板状に成形
した後、アルゴンガス雰囲気中、600℃で加熱処理し
て脱脂し、さらにアルゴンガス雰囲気中、1500℃で
2時間焼成することにより円板状焼結体を作製した。こ
の後、実施例1,2と同様な方法により絶縁層を形成
し、円板状焼結体の両端面を研磨し、焼結体の両面アル
ミニウム電極を溶射により形成することにより電力用抵
抗体を製造した。
2造粒原料を30重量%の割合で前述した図6の
(A)、(B)に示すV型ミキサに入れ、混合すること
により混合造粒原料を調製した。つづいて、この混合造
粒原料を鋼鉄製金型を用いてシリンダ型の円板状に成形
した後、アルゴンガス雰囲気中、600℃で加熱処理し
て脱脂し、さらにアルゴンガス雰囲気中、1500℃で
2時間焼成することにより円板状焼結体を作製した。こ
の後、実施例1,2と同様な方法により絶縁層を形成
し、円板状焼結体の両端面を研磨し、焼結体の両面アル
ミニウム電極を溶射により形成することにより電力用抵
抗体を製造した。
【0074】得られた実施例1〜7および比較例1、2
の電力用抵抗体について、各焼結体の第1領域、第2領
域のカーボン含有量、焼結体全体のカーボン量および第
1 ,第2の領域の酸化アルミニウム粒子の平均粒径を測
定した。これらの結果を下記表1に示す。
の電力用抵抗体について、各焼結体の第1領域、第2領
域のカーボン含有量、焼結体全体のカーボン量および第
1 ,第2の領域の酸化アルミニウム粒子の平均粒径を測
定した。これらの結果を下記表1に示す。
【0075】また、実施例1〜7および比較例1、2の
電力用抵抗体について、抵抗率、抵抗体内、抵抗体間の
抵抗比および経時変化率を測定した。これらの結果を下
記表2に示す。なお、抵抗体内および抵抗体間の抵抗比
および経時変化率は次のような方法により求めた。
電力用抵抗体について、抵抗率、抵抗体内、抵抗体間の
抵抗比および経時変化率を測定した。これらの結果を下
記表2に示す。なお、抵抗体内および抵抗体間の抵抗比
および経時変化率は次のような方法により求めた。
【0076】(1)抵抗体内の抵抗比
抵抗体の一方の電極を除去し、露出した焼結体面に直径
3mmの20個のアルミニウム電極をそれぞれ均一に形
成した。これら電極と予め形成された他方の電極との間
の抵抗を測定し、その最大値と最小値の比を抵抗体内の
抵抗比とした。実用上、抵抗体内の抵抗比は、10以下
であることが好ましい。
3mmの20個のアルミニウム電極をそれぞれ均一に形
成した。これら電極と予め形成された他方の電極との間
の抵抗を測定し、その最大値と最小値の比を抵抗体内の
抵抗比とした。実用上、抵抗体内の抵抗比は、10以下
であることが好ましい。
【0077】(2)抵抗体間の抵抗比
同一ロットの抵抗体20個の抵抗値を測定し、その最大
値と最小値の比を抵抗体間の抵抗比とした。実用上、抵
抗体間の抵抗比は、5以下であることが好ましい。
値と最小値の比を抵抗体間の抵抗比とした。実用上、抵
抗体間の抵抗比は、5以下であることが好ましい。
【0078】(3)経時変化率
抵抗体を大気中、350℃で100時間放置し、抵抗値
を測定し、放置前の抵抗体の抵抗値(初期値)に対する
百分率から経時変化率を求めた。経時変化率は、実用
上、10%以下であることが好ましい。
を測定し、放置前の抵抗体の抵抗値(初期値)に対する
百分率から経時変化率を求めた。経時変化率は、実用
上、10%以下であることが好ましい。
【0079】
【表1】
【0080】
【表2】
【0081】前記表1,表2から明らかなようにカーボ
ン含有量の異なる第1、第2の領域を有し、かつ少なく
とも前記第2領域に酸化第二鉄を含み、その量が0.0
5〜5重量%である焼結体を備えた実施例1〜7の電力
用抵抗体は、103 Ω・cmを越える抵抗率の範囲にお
いても比較例1、2に比べて抵抗体内の抵抗比が10以
下で均一性に優れ、かつ抵抗体間の抵抗比も5以下に抑
えることができる。また、実施例1〜7の電力用抵抗体
は酸化第二鉄の配合量が0.05重量%以下の比較例2
の抵抗体に比べて経時変化率が低く、高温安定性に優れ
ていることがわかる。
ン含有量の異なる第1、第2の領域を有し、かつ少なく
とも前記第2領域に酸化第二鉄を含み、その量が0.0
5〜5重量%である焼結体を備えた実施例1〜7の電力
用抵抗体は、103 Ω・cmを越える抵抗率の範囲にお
いても比較例1、2に比べて抵抗体内の抵抗比が10以
下で均一性に優れ、かつ抵抗体間の抵抗比も5以下に抑
えることができる。また、実施例1〜7の電力用抵抗体
は酸化第二鉄の配合量が0.05重量%以下の比較例2
の抵抗体に比べて経時変化率が低く、高温安定性に優れ
ていることがわかる。
【0082】(実施例8−14)まず、平均粒径0.2
μmの酸化アルミニウム粉末に酸化第二鉄粉末0.5重
量%を添加し、さらにエタノールを溶媒とし、アルミナ
製ポットおよびアルミナ製ボールを用いて混合、粉砕を
行って第1 混合粉末を調製した。この混合粉末を乾燥
し、さらに成型用バインダーとしてパラフィンを固形分
として5重量%加え、キシレンを溶媒としてスラリー化
した後、乾燥を行なうことによって第1 造粒粉末を得
た。
μmの酸化アルミニウム粉末に酸化第二鉄粉末0.5重
量%を添加し、さらにエタノールを溶媒とし、アルミナ
製ポットおよびアルミナ製ボールを用いて混合、粉砕を
行って第1 混合粉末を調製した。この混合粉末を乾燥
し、さらに成型用バインダーとしてパラフィンを固形分
として5重量%加え、キシレンを溶媒としてスラリー化
した後、乾燥を行なうことによって第1 造粒粉末を得
た。
【0083】また、第1の造粒粉末に使用したものと同
じ平均粒径0.2μmの酸化アルミニウム粉末を出発原
料として、所定量の平均粒子径50nmのカーボン粉末
および0.5重量%の酸化第二鉄粉末を加え、さらにエ
タノールを溶媒とし、アルミナ製ポットおよびアルミナ
製ボールを用いて混合、粉砕を行って第2の混合粉末を
調製した。この混合粉末を乾燥し、さらに成型用バイン
ダーとしてパラフィンを固形分として5重量%加え、第
1の造粒粉末と同じ方法で、第2造粒粉末を得た。
じ平均粒径0.2μmの酸化アルミニウム粉末を出発原
料として、所定量の平均粒子径50nmのカーボン粉末
および0.5重量%の酸化第二鉄粉末を加え、さらにエ
タノールを溶媒とし、アルミナ製ポットおよびアルミナ
製ボールを用いて混合、粉砕を行って第2の混合粉末を
調製した。この混合粉末を乾燥し、さらに成型用バイン
ダーとしてパラフィンを固形分として5重量%加え、第
1の造粒粉末と同じ方法で、第2造粒粉末を得た。
【0084】次いで、前記第1,2の造粒原料を前記第
1造粒原料に対して前記第2造粒原料をそれぞれ20〜
40重量%の割合で前述した図6の(A)、(B)に示
すV型ミキサに入れ、混合することにより2種の混合造
粒原料を調製した。このようにV型ミキサによる混合に
おいて、前記第1、第2の造粒原料はそれらの各成分が
均一に混ざることなく、互いにそれらの造粒原料の塊を
維持しつつ相互にに混合される。つづいて、これら混合
造粒原料を鋼鉄製金型を用いてシリンダ型の円板状に成
形した後、窒素雰囲気中、600℃で加熱処理して脱脂
し、さらに同雰囲気中、1500℃で2時間焼成するこ
とにより7種の円板状焼結体を作製した。
1造粒原料に対して前記第2造粒原料をそれぞれ20〜
40重量%の割合で前述した図6の(A)、(B)に示
すV型ミキサに入れ、混合することにより2種の混合造
粒原料を調製した。このようにV型ミキサによる混合に
おいて、前記第1、第2の造粒原料はそれらの各成分が
均一に混ざることなく、互いにそれらの造粒原料の塊を
維持しつつ相互にに混合される。つづいて、これら混合
造粒原料を鋼鉄製金型を用いてシリンダ型の円板状に成
形した後、窒素雰囲気中、600℃で加熱処理して脱脂
し、さらに同雰囲気中、1500℃で2時間焼成するこ
とにより7種の円板状焼結体を作製した。
【0085】得られた各焼結体は、酸化アルミニウム粒
子とこれら粒子の粒界に酸化第二鉄粉末が存在する形態
の第1領域と、酸化アルミニウム粒子とこれら粒子の粒
界にカーボン粉末および酸化第二鉄粉末が存在する形態
の第2領域とからなることが確認された。
子とこれら粒子の粒界に酸化第二鉄粉末が存在する形態
の第1領域と、酸化アルミニウム粒子とこれら粒子の粒
界にカーボン粉末および酸化第二鉄粉末が存在する形態
の第2領域とからなることが確認された。
【0086】次いで、前記各円板状焼結体に実施例1,
2と同様な方法により絶縁層を形成し、円板状焼結体の
両端面を研磨し、焼結体の両面アルミニウム電極を溶射
により形成することにより7種の電力用抵抗体を製造し
た。
2と同様な方法により絶縁層を形成し、円板状焼結体の
両端面を研磨し、焼結体の両面アルミニウム電極を溶射
により形成することにより7種の電力用抵抗体を製造し
た。
【0087】得られた実施例8〜14の電力用抵抗体に
ついて、各焼結体の第1領域、第2領域のカーボン含有
量、焼結体全体のカーボン量および第1,第2の領域の
酸化アルミニウム粒子の平均粒径を測定した。これらの
結果を下記表3に示す。
ついて、各焼結体の第1領域、第2領域のカーボン含有
量、焼結体全体のカーボン量および第1,第2の領域の
酸化アルミニウム粒子の平均粒径を測定した。これらの
結果を下記表3に示す。
【0088】また、実施例8〜14の電力用抵抗体につ
いて、抵抗率、抵抗体内および抵抗体間の抵抗比を前述
した実施例1,2と同様な方法により測定した。これら
の結果を下記表4に示す。
いて、抵抗率、抵抗体内および抵抗体間の抵抗比を前述
した実施例1,2と同様な方法により測定した。これら
の結果を下記表4に示す。
【0089】
【表3】
【0090】
【表4】
【0091】前記表3,表4から明らかなようにカーボ
ン含有量の異なる第1領域に対する、第2領域の比率が
20〜40重量%で、かつ少なくとも前記第2領域に酸
化第二鉄を含み、その量が0.05〜5重量%である焼
結体を備えた実施例8〜14の電力用抵抗体は、103
Ω・cmを越える抵抗率の範囲においても抵抗体内の抵
抗比が10以下で均一性に優れ、かつ抵抗体間の抵抗比
も5以下に抑えることができる。また、実施例8〜14
の電力用抵抗体は前述した実施例1〜7の電力用抵抗体
と同様、4%以下と経時変化率が低く、優れた高温安定
性を有していた。
ン含有量の異なる第1領域に対する、第2領域の比率が
20〜40重量%で、かつ少なくとも前記第2領域に酸
化第二鉄を含み、その量が0.05〜5重量%である焼
結体を備えた実施例8〜14の電力用抵抗体は、103
Ω・cmを越える抵抗率の範囲においても抵抗体内の抵
抗比が10以下で均一性に優れ、かつ抵抗体間の抵抗比
も5以下に抑えることができる。また、実施例8〜14
の電力用抵抗体は前述した実施例1〜7の電力用抵抗体
と同様、4%以下と経時変化率が低く、優れた高温安定
性を有していた。
【0092】(実施例15−21)まず、平均粒径0.
2μmの酸化アルミニウム粉末にSiO2 ,CaO,M
gOの少なくとも1つの酸化物粉末を所定量加え、さら
に酸化第二鉄粉末を0.5重量%を加え、エタノールを
溶媒とし、アルミナ製ポットおよびアルミナ製ボールを
用いて混合、粉砕を行い、第1の混合粉末を調製した。
この混合粉末を乾燥し、さらに成型用バインダーとして
パラフィンを固形分として5重量%加え、キシレンを溶
媒としてスラリー化した後、乾燥を行なうことによって
第1造粒粉末を得た。
2μmの酸化アルミニウム粉末にSiO2 ,CaO,M
gOの少なくとも1つの酸化物粉末を所定量加え、さら
に酸化第二鉄粉末を0.5重量%を加え、エタノールを
溶媒とし、アルミナ製ポットおよびアルミナ製ボールを
用いて混合、粉砕を行い、第1の混合粉末を調製した。
この混合粉末を乾燥し、さらに成型用バインダーとして
パラフィンを固形分として5重量%加え、キシレンを溶
媒としてスラリー化した後、乾燥を行なうことによって
第1造粒粉末を得た。
【0093】また、第1の造粒粉末に使用したものと同
じ平均粒径0.2μmの酸化アルミニウム粉末を出発原
料として、平均粒子径50nmのカーボン粉末、および
SiO2 ,CaO,MgOの少なくとも1つの酸化物粉
末をそれぞれ所定量加え、さらに酸化第二鉄粉末を0.
5重量%を加え、エタノールを溶媒とし、アルミナ製ポ
ットおよびアルミナ製ボールを用いて混合、粉砕を行
い、複数種の第2の混合粉末を調製した。これらの混合
粉末を乾燥し、さらに成型用バインダーとしてパラフィ
ンを固形分として5重量%加え、第1の造粒粉末と同じ
方法で、7種の第2造粒粉末を得た。
じ平均粒径0.2μmの酸化アルミニウム粉末を出発原
料として、平均粒子径50nmのカーボン粉末、および
SiO2 ,CaO,MgOの少なくとも1つの酸化物粉
末をそれぞれ所定量加え、さらに酸化第二鉄粉末を0.
5重量%を加え、エタノールを溶媒とし、アルミナ製ポ
ットおよびアルミナ製ボールを用いて混合、粉砕を行
い、複数種の第2の混合粉末を調製した。これらの混合
粉末を乾燥し、さらに成型用バインダーとしてパラフィ
ンを固形分として5重量%加え、第1の造粒粉末と同じ
方法で、7種の第2造粒粉末を得た。
【0094】次いで、前記第1、第2の造粒原料を前記
第1造粒原料に対して前記各第2造粒原料をそれぞれ2
0〜40重量%の割合で前述した図6の(A)、(B)
に示すV型ミキサに入れ、混合することにより7種の混
合造粒原料を調製した。このようにV型ミキサによる混
合において、前記第1、第2の造粒原料はそれらの各成
分が均一に混ざることなく、互いにそれらの造粒原料の
塊を維持しつつ相互にに混合される。つづいて、これら
混合造粒原料を鋼鉄製金型を用いてシリンダ型の円板状
に成形した後、窒素雰囲気中、600℃で加熱処理して
脱脂し、さらに同雰囲気中、1300℃で2時間保持し
た後、1500℃で2時間焼成することにより7種の円
板状焼結体を作製した。
第1造粒原料に対して前記各第2造粒原料をそれぞれ2
0〜40重量%の割合で前述した図6の(A)、(B)
に示すV型ミキサに入れ、混合することにより7種の混
合造粒原料を調製した。このようにV型ミキサによる混
合において、前記第1、第2の造粒原料はそれらの各成
分が均一に混ざることなく、互いにそれらの造粒原料の
塊を維持しつつ相互にに混合される。つづいて、これら
混合造粒原料を鋼鉄製金型を用いてシリンダ型の円板状
に成形した後、窒素雰囲気中、600℃で加熱処理して
脱脂し、さらに同雰囲気中、1300℃で2時間保持し
た後、1500℃で2時間焼成することにより7種の円
板状焼結体を作製した。
【0095】得られた各焼結体は、酸化アルミニウム粒
子とこれら粒子の粒界にSiO2 ,CaO,MgOの少
なくとも1つの酸化物および酸化第二鉄が存在する組織
の第1領域と、酸化アルミニウム粒子とこれらの粒子の
粒界にカーボン粉末、SiO2 ,CaO,MgOの少な
くとも1つの酸化物および酸化第二鉄が存在する組織の
第2領域とからなることが確認された。
子とこれら粒子の粒界にSiO2 ,CaO,MgOの少
なくとも1つの酸化物および酸化第二鉄が存在する組織
の第1領域と、酸化アルミニウム粒子とこれらの粒子の
粒界にカーボン粉末、SiO2 ,CaO,MgOの少な
くとも1つの酸化物および酸化第二鉄が存在する組織の
第2領域とからなることが確認された。
【0096】次いで、前記各円板状焼結体に実施例1,
2と同様な方法により絶縁層を形成し、円板状焼結体の
両端面を研磨し、焼結体の両面アルミニウム電極を溶射
により形成することにより7種の電力用抵抗体を製造し
た。
2と同様な方法により絶縁層を形成し、円板状焼結体の
両端面を研磨し、焼結体の両面アルミニウム電極を溶射
により形成することにより7種の電力用抵抗体を製造し
た。
【0097】得られた実施例15〜21の電力用抵抗体
について、各焼結体の第1領域、第2領域のカーボン含
有量、焼結体全体のカーボン量および第1,第2の領域
の酸化アルミニウム粒子の平均粒径を測定した。これら
の結果を下記表5に示す。
について、各焼結体の第1領域、第2領域のカーボン含
有量、焼結体全体のカーボン量および第1,第2の領域
の酸化アルミニウム粒子の平均粒径を測定した。これら
の結果を下記表5に示す。
【0098】また、実施例15〜21の電力用抵抗体に
ついて、抵抗率、抵抗体内および抵抗体間の抵抗比を前
述した実施例1,2と同様な方法により測定した。これ
らの結果を下記表6に示す。
ついて、抵抗率、抵抗体内および抵抗体間の抵抗比を前
述した実施例1,2と同様な方法により測定した。これ
らの結果を下記表6に示す。
【0099】
【表5】
【0100】
【表6】
【0101】前記表3,表4から明らかなようにカーボ
ン含有量の異なる第1、第2の領域を有し、かつ少なく
とも前記第2領域に酸化第二鉄を含み、その量が0.0
5〜5重量%で、さらにSiO2 ,CaO,MgOの少
なくとも1つの酸化物を含む焼結体を備えた実施例15
〜21の電力用抵抗体は、103 Ω・cmを越える抵抗
率の範囲においても抵抗体内の抵抗比が10以下で均一
性に優れ、かつ抵抗体間の抵抗比も5以下に抑えること
ができる。また、実施例15〜21の電力用抵抗体は前
述した実施例1〜7の電力用抵抗体と同様、4%以下と
経時変化率が低く、優れた高温安定性を有していた。
ン含有量の異なる第1、第2の領域を有し、かつ少なく
とも前記第2領域に酸化第二鉄を含み、その量が0.0
5〜5重量%で、さらにSiO2 ,CaO,MgOの少
なくとも1つの酸化物を含む焼結体を備えた実施例15
〜21の電力用抵抗体は、103 Ω・cmを越える抵抗
率の範囲においても抵抗体内の抵抗比が10以下で均一
性に優れ、かつ抵抗体間の抵抗比も5以下に抑えること
ができる。また、実施例15〜21の電力用抵抗体は前
述した実施例1〜7の電力用抵抗体と同様、4%以下と
経時変化率が低く、優れた高温安定性を有していた。
【0102】(実施例22−29)前記実施例5,21
の第1、第2の造粒粉末にNa2 CO3 ,ZrO2 ,N
iO,Cr2 O3 をそれぞれ0.5重量%添加し、これ
らの造粒粉末を用いて実施例5,21と同様な方法によ
り8種の電力用抵抗体を製造した。得られた実施例22
〜29の電力用抵抗体について、抵抗率、抵抗体内およ
び抵抗体間の抵抗比を前述した実施例1,2と同様な方
法により測定した。これらの結果を下記表7に示す。
の第1、第2の造粒粉末にNa2 CO3 ,ZrO2 ,N
iO,Cr2 O3 をそれぞれ0.5重量%添加し、これ
らの造粒粉末を用いて実施例5,21と同様な方法によ
り8種の電力用抵抗体を製造した。得られた実施例22
〜29の電力用抵抗体について、抵抗率、抵抗体内およ
び抵抗体間の抵抗比を前述した実施例1,2と同様な方
法により測定した。これらの結果を下記表7に示す。
【0103】
【表7】
【0104】前記表7から明らかなように実施例22〜
29の電力用抵抗体は、103 Ω・cmを越える抵抗率
の範囲においても抵抗体内の抵抗比が10以下で均一性
に優れ、かつ抵抗体間の抵抗比も5以下に抑えることが
できる。また、実施例22〜29の電力用抵抗体は前述
した実施例1〜7の電力用抵抗体と同様、4%以下と経
時変化率が低く、優れた高温安定性を有していた。
29の電力用抵抗体は、103 Ω・cmを越える抵抗率
の範囲においても抵抗体内の抵抗比が10以下で均一性
に優れ、かつ抵抗体間の抵抗比も5以下に抑えることが
できる。また、実施例22〜29の電力用抵抗体は前述
した実施例1〜7の電力用抵抗体と同様、4%以下と経
時変化率が低く、優れた高温安定性を有していた。
【0105】なお、実施例1〜29の電力用抵抗体に2
00J/cm3 のエネルギーに相当するサージ電圧を抵
抗体の冷却を考慮して一定間隔の時間を置いて10回繰
り返し印加し後に測定した抵抗値をR、初期値をR0 と
した時、次式から抵抗変化率を求めた。なお、抵抗変化
率は、10%以下であることが好ましい。
00J/cm3 のエネルギーに相当するサージ電圧を抵
抗体の冷却を考慮して一定間隔の時間を置いて10回繰
り返し印加し後に測定した抵抗値をR、初期値をR0 と
した時、次式から抵抗変化率を求めた。なお、抵抗変化
率は、10%以下であることが好ましい。
【0106】
抵抗変化率(%)=[(R−R0 )/R0 ]×100
その結果、抵抗変化率はいずれも1.5〜5.0%と1
0%以下の値を有し、サージ吸収に対して良好な安定性
を有していた。
0%以下の値を有し、サージ吸収に対して良好な安定性
を有していた。
【0107】さらに、実施例1〜29の抵抗体の焼結体
はいずれも相対密度が95%以上と緻密であるため、熱
容量がほぼ3J/cm3 と大きな値を有し、電力用抵抗
体として好適であった。
はいずれも相対密度が95%以上と緻密であるため、熱
容量がほぼ3J/cm3 と大きな値を有し、電力用抵抗
体として好適であった。
【0108】(遮断器の評価)前述した実施例3〜7お
よび比較例2で説明した方法により図7および図8に示
す環状の電力用抵抗体を製造し、この電力用抵抗体を前
述した図9に示すように所定枚数積み重ね、前記各抵抗
体30の中心部を貫通する樹脂からなる絶縁性支柱棒2
8と弾性体31により支持して投入抵抗ユニット25を
構成した。これら投入抵抗ユニットを図9に示すように
組み込んで電力用遮断器を組み立てた。
よび比較例2で説明した方法により図7および図8に示
す環状の電力用抵抗体を製造し、この電力用抵抗体を前
述した図9に示すように所定枚数積み重ね、前記各抵抗
体30の中心部を貫通する樹脂からなる絶縁性支柱棒2
8と弾性体31により支持して投入抵抗ユニット25を
構成した。これら投入抵抗ユニットを図9に示すように
組み込んで電力用遮断器を組み立てた。
【0109】得られた遮断器について、それらの投入抵
抗体ユニットに脱調投入し、抵抗体の温度上昇が80℃
以内になるときの抵抗体に注入可能なエネルギー(エネ
ルギー耐量を測定した。これらの結果を図11に示す。
抗体ユニットに脱調投入し、抵抗体の温度上昇が80℃
以内になるときの抵抗体に注入可能なエネルギー(エネ
ルギー耐量を測定した。これらの結果を図11に示す。
【0110】図11から明らかなように酸化第二鉄の配
合量が0.05〜5重量%の焼結体を有する抵抗体をユ
ニットとして組み込んだ遮断器は、酸化第二鉄の配合量
が0.05重量%未満である比較例2抵抗体をユニット
として組み込んだ遮断器に比べて高いエネルギー耐量を
有することがわかる。また、実施例3〜7の抵抗体をユ
ニットとして組み込んだ遮断器は、比較例2の同遮断器
に比べて23〜26%の体積縮小が可能であった。
合量が0.05〜5重量%の焼結体を有する抵抗体をユ
ニットとして組み込んだ遮断器は、酸化第二鉄の配合量
が0.05重量%未満である比較例2抵抗体をユニット
として組み込んだ遮断器に比べて高いエネルギー耐量を
有することがわかる。また、実施例3〜7の抵抗体をユ
ニットとして組み込んだ遮断器は、比較例2の同遮断器
に比べて23〜26%の体積縮小が可能であった。
【0111】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば緻
密でかつ高い均一性を有し、単位体積当たりの熱容量が
大きく、適切かつ安定した電気抵抗値を有し、さらにサ
ージ吸収による抵抗値の経時変化が小さい電力用抵抗体
を提供できる。また、本発明によれば遮断容量が大き
く、遮断性能の安定した投入抵抗ユニットを備え、小
型、高性能化を達成した電力用遮断器を提供できる。
密でかつ高い均一性を有し、単位体積当たりの熱容量が
大きく、適切かつ安定した電気抵抗値を有し、さらにサ
ージ吸収による抵抗値の経時変化が小さい電力用抵抗体
を提供できる。また、本発明によれば遮断容量が大き
く、遮断性能の安定した投入抵抗ユニットを備え、小
型、高性能化を達成した電力用遮断器を提供できる。
【図1】本発明に係わる電力用抵抗体を示す断面図。
【図2】図1の抵抗体における焼結体の微構造を模式的
に示す図。
に示す図。
【図3】図2の焼結体の第1領域の微構造を模式的に示
す図。
す図。
【図4】図2の焼結体の第2領域の微構造を模式的に示
す図。
す図。
【図5】図2の焼結体における別の形態の第2領域の微
構造を模式的に示す図。
構造を模式的に示す図。
【図6】本発明の電力用抵抗体の製造に用いられるV型
ミキサを示す概略図。
ミキサを示す概略図。
【図7】本発明に係わる電力用抵抗体の他の形態を示す
斜視図。
斜視図。
【図8】図6のVIII−VIII線に沿う断面図。
【図9】本発明に係わる電力用遮断器を示す構成図。
【図10】図9の遮断器に組み込まれる投入抵抗体ユニ
ットを示す断面図。
ットを示す断面図。
【図11】実施例3−7および比較例2の抵抗体をユニ
ットとして組み込んだ遮断器のエネルギー耐量と前記各
抵抗体中の酸化第二鉄の量との関係を示す特性図。
ットとして組み込んだ遮断器のエネルギー耐量と前記各
抵抗体中の酸化第二鉄の量との関係を示す特性図。
1、15、30…電力用抵抗体、
2、11…焼結体、
3、12…電極、
5…第1領域、
6…第2領域、
7、8…酸化アルミニウム粒子、
9…鉄(酸化鉄)
10…カーボン、
21…遮断器、
23…主接点、
24…補助接点、
25…投入抵抗体ユニット。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01C 1/00 - 17/30
Claims (2)
- 【請求項1】 酸化アルミニウムとカーボンとFe2 O
3 換算で0.05〜5重量%の鉄とを含む焼結体であっ
て、 (a)前記酸化アルミニウムを少なくとも含む第1領域
と、 (b)前記酸化アルミニウム、鉄および前記第1領域よ
り多いカーボンを含む第2領域とからなる:および前記
焼結体の対向する2つの面に形成され、前記第2領域に
より互いに電気的に接続される一対の電極;を具備した
ことを特徴とする電力用抵抗体。 - 【請求項2】 電流経路に配置される主開閉手段;前記
電流経路に前記主開閉手段に対して並列になるように接
続され、前記主開閉手段をONさせる前にONされる補
助開閉手段;および前記補助開閉手段に直列に接続さ
れ、酸化アルミニウムとカーボンとFe2 O3 換算で
0.05〜5重量%の鉄とを含む焼結体の対向する面に
電極をそれぞれ形成した抵抗体が組み込まれた投入抵抗
ユニットであって、前記焼結体は前記酸化アルミニウム
を少なくとも含む第1領域と前記酸化アルミニウム、鉄
および前記第1領域より多いカーボンを含み、かつ前記
一対の電極に繋がるように配置された第2領域とからな
る;を具備したことを特徴とする電力用遮断器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20636497A JP3461266B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 電力用抵抗体および電力用遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20636497A JP3461266B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 電力用抵抗体および電力用遮断器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1154305A JPH1154305A (ja) | 1999-02-26 |
JP3461266B2 true JP3461266B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=16522111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20636497A Expired - Fee Related JP3461266B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 電力用抵抗体および電力用遮断器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3461266B2 (ja) |
-
1997
- 1997-07-31 JP JP20636497A patent/JP3461266B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1154305A (ja) | 1999-02-26 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |