JPH03131004A

JPH03131004A - 非直線抵抗体の製造方法

Info

Publication number: JPH03131004A
Application number: JP1268032A
Authority: JP
Inventors: Hironori Suzuki; 洋典鈴木; Zenichi Tanno; 丹野　善一
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1991-06-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は酸化亜鉛の側面の高抵抗層形成を改良した非直
線抵抗体の製造方法に関する。

（従来の技術）一般に、電力系統における異常電圧を抑制し。

電力系統を保護するために避雷器が用いられている。

そして、この避雷器には正常な電圧で絶縁特性を示し、
異常電圧が印加されたときに低抵抗特性を示し系統を保
護する非直線抵抗体が採用されている。

この非直線抵抗体は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし
、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（ｓｂ）、コバルト（
Ｇｏ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム
（Ｃｒ）、ケイ素（ＳＬ）を副成分とする原料を水及び
有機バインダーとともに十分混合した後スプレードライ
ヤー等で造粒し、成形及び焼結される。この後、焼結体
の側面に沿面閃絡を防止するために高抵抗物質を塗布し
再焼成して高抵抗層が形成される。そして、焼結体の両
端面を研磨し電極を取付けて、非直線抵抗体が製造され
る。

従来の非直線抵抗体の高抵抗層について詳述すると、例
えばＳｉｎ、、Ｓｉ、　Ｏ，，５ｂ２ｏ、等を水及び有
機バインダーとともに混合し焼結体側面に塗布した後、
１０００〜１２００℃で焼成して高抵抗層が形成されて
いる。

ところで、近年電力系統は大容量化、高電圧化が進んで
いる。これに伴い、避雷器を構成する非直線抵抗体の大
容量化が図られている。具体的には、非直線抵抗体の厚
さ及び面積の増量が成されている。

しかしながら、こうした大形の非直線抵抗体は焼結時の
変形が大きく、所定の形状が得られない。

しかも、非直線抵抗特性の低下やバラツキ、放電耐量特
性のバラツキ等の電気的特性の低下が併せて発生する。

特に、従来の製造方法においては一度焼結した焼結体に
高抵抗層を形成するために再焼成する必要があり、上記
問題が顕著となる。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来の非直線抵抗体の製造方法においては
、高抵抗層形成時に再焼成するために電気的特性が低下
する虞れがあった。

本発明は上記点を考慮して成されたもので、高抵抗層形
成時に電気的特性を低下させることのない非直線抵抗体
の製造方法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明においては、焼結体の
側面に所定量のマグネシウムとリン、アルミニウムとリ
ンあるいはアルミニウムとケイ素とリンに耐火性充填剤
を加えたリン酸含有液を塗布した後焼成している。

（作用）このようにすることにより、非直線抵抗体の非直線抵抗
特性の低下やバラツキ、放電耐量特性のバラツキ等の電
気的特性低下を防止することができる。

（実施例）以下本発明の一実施例を図を参照して説明する。酸化亜
鉛（ＺｎＯ）には、酸化ビスマス（Ｂｉ、　ａｓ　）　
。

二酸化マンガン（ＭｎＯ，）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ□
）、酸化クロム（ｃｒｚｏｉ）を夫々０　、５ｍｏｆｆ
ｉ％、酸化コバルト（Ｃｏ□０３）、酸化アンチモン（
ｓｂａｏａ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）を夫々１　ｗｏ
ｎ％副成分として添加し原料とする。この原料は水及び
分散剤等の有機バインダー類とともに混合装置にて混合
される。

次に、混合物がスプレードライヤーで所定の粒径例えば
１００−に噴霧造粒される。そして、この造粒粉を全形
に入れ加圧し円板等所定の形状に成形することで成形体
が作られる。

こうして得られた成形体は、添加した有機バインダー類
を取除くために空気中で５００℃で焼成し、さらに空気
中で焼成することで、第１図に示す焼結体１となる。

そして、焼結体１の側面に所定量のＭｇ、　Ｐ及び耐火
性充填剤としてＦｅｔＯ，、ＭｎＯ，Ｃｒ、Ｏ，、Ｚｒ
Ｏ２を含むリン酸含有液がスプレーガンを使用して塗布
される。この塗布後焼結体１を５００℃で２Ｈ焼成する
ことで高抵抗層２が形成される。

尚、塗布濃度及び方法は適宜種々採用することができる
。

この後、焼結体１の両端面を研磨し、この両端面にアル
ミニウムを溶射して電極３が形成される。

次に、このようにして得られた非直線抵抗体の電気特性
を表１−１、表１−２及び表１−３に示す、ここではマ
グネシウムとリンを夫々ＭｇＯとＰ２Ｏ，に換算して添
加した。また、特性として電流値６５ＫＡ、波形４×１
０μｓの衝撃電流を５分間隔で印加し、５０％が破壊す
る印加回数（以下５０％破壊回数と称する）を採用した
。さらに、比較のために従来例としてＢｉ２Ｏ，、Ｓｂ
、Ｏ，、Ｓｉを夫々１０ｍｏＮ％、１０ｍｏＱ％、８０
ｍｏ１％を含むスラリーを塗布後焼成し高抵抗層を形成
したものを例示した。

−以下余白一表１−１乃至表１−３かられかるように、Ｖｉａ＾／■
及びＶｔｍＡ／Ｖｘｏμ＾は従来例とほぼ同様な結果が
得られた。

また、従来例の５０％破壊回数は６．８回であった。

これに対し、マグネシウム、リンをＭｇＯ，Ｐ、Ｏ，に
換算して３０〜７０ｍｏｆｆｉ％、１０〜６０ｍｏｌ％
夫々添加したとき、５０％破壊回数が６．８回を越え放
電耐量特性が向上することがわかる。

他方、耐火性充填剤については、１０Ｉｌｏｉ％以下の
とき放電耐量特性が向上する。

本実施例により優れた放電耐量特性をもつ非直線抵抗体
が得られた理由は次の様に考えられる。

一般に直径が大きく厚い非直線抵抗体を１０００℃以上
に昇温後降温する場合、内外に温度差が生じる。

これにより、熱膨張に差が生じクラックが発生する。従
って、仮焼成であっても一度焼成した焼結体に高温焼成
にて高抵抗層を形成することは好ましくない。

これに対し本実施例の様に焼結体の側面にマグネシウム
、リンを夫々ＭｇＯ，Ｐ、Ｏｓに換算して３０〜ｌ１１
０２％、１０〜６０１ｍｏｌ％及びＦｅ、　Ｏ，、Ｍｎ
Ｏ，Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ，のうち少なくとも１種を１０
ＩｌｏＩ２％以下含むリン酸液を塗布し焼成した場合、
液中のマグネシア質とリン酸と力’Ｍｇａ　（ＰＯＪｚ
を形成し、このＭｇｓ　（ＰＯ４）ｌ　が３次元的に結
合することにより、高抵抗層が形成される。

また、Ｆｅ、　Ｏ，、ＭｎＯ，Ｃｒ２Ｏ，、ＺｒＯ，は
Ｍｇｚ　（ＰＯ４）ｚの３次元構造の中に安定にとりこ
まれる。

そして、この反応は比較的低温で進行するため、焼結体
内外の温度差が小さくなり、クラックが発生し難くなる
。従って、放電耐量特性が向上する。

ただし、　Ｆｅ、Ｏ，、Ｍｎ０１Ｃｒ、Ｏ，、ＺｒＯ，
を多量に添加すると、Ｍｇ□（ＰＯ，）２の３次元結合
が疎害され放電耐量特性が低下すると考えられる。

尚、表１−２２表１−３にはＦｅ、０，１Ｍｎ０１Ｃｒ
、０３、ＺｒＯ□を独立に添加した場合の結果のみを記
載したが、夫々を適宜組合せて選択し、１０ｍｏＱ％以
下の添加量としたときも、放電耐量特性向上に寄与する
ことが確認された。

また、本実施例においては、酸化物原料を使用したが、
これに限定されることなく、例えば水酸化物、炭酸化物
、シュウ酸化物等焼結した酸化物であればよい、さらに
、副成分も非直線特性、耐湿特性、耐電圧特性を向上さ
せるために適宜選択し得る。

次に１本発明の他の実施例を表２−１乃至表２−３を参
照して説明する。ここでは、前記実施例のマグネシウム
に代えてアルミニウムを採用している。

尚、アルミニウムはＡｊｌ、Ｏ，に換算して添加した。

こうして得られた非直線抵抗体の電気特性を表２−１乃
至表２−３に示す。

−以下余白一表２−１乃至表２−３かられかるように、ｖｌ、＾／ｍ
及びＶｉａ＾／ＶｘｏｐＡは従来例とほぼ同様な結果が
得られた。

また、アルミニウム、リンをＡｎ！、Ｏ，、Ｐ、０．に
換算して３０〜７０ｍｏｆｆｉ％、１０〜６０１１ｏＩ
１％夫々添加したとき、５０％破壊回数が従来例の６．
８回を越え放電耐量特性が向上する。

他方、耐火性充填剤については、１０ｗ＋ｏｆｆｉ％以
下のとき放電耐量特性が向上し、１０＋ｍｏｊ１％を越
えると逆に放電耐量特性が低下する。

本実施例において、優れた放電耐量特性をもつ非直線抵
抗体が得られた理由は次の様に考えられる。

つまり、焼結体の側面にアルミニウム、リンを夫々Ａら
ｏ、、　ｐ、ｏｓに換算して３０〜７０脂ｏ１％、１０
〜６０ｗａｌ１％及びＦｅ、　Ｏ，、Ｍｎ０１Ｃｒ、Ｏ
，、ＺｒＯ，のうち少なくとも１種を１（ｌ園ｏｊ１％
以下含むリン酸液を塗布し焼成した場合、液中のアルミ
ナ質とリン酸とがＡ１２０Ｐ、を形成し、このＡｌ２０
Ｐ４が３次元的に結合することにより、高抵抗層が形成
される。尚、この他の作用効果及び変形例は前記実施例
と同様である。

次に１本発明の他の実施例を表３−１乃至表３−３を参
照して説明する。ここでは、前記実施例のマグネシウム
に代えてアルミニウム及びケイ素を採用している。

尚、アルミニウム、ケイ素は夫々＾う０２、Ｓｕｎ。

に換算した。こうして得られた非直線抵抗体の電気特性
を表３−１乃至表３−３に示す。

−以下余白一表３−１乃至表３−３かられかるように、Ｖ１ｍＡ７ｍ
及び■１．＾／ＶｔｏμＡは従来例とほぼ同様な結果が
得られた。

また、アルミニウム、ケイ素、リンをＡＱ□０．。

ｓｉｏ、　ｄ　ＰｘＯｓに換算して１０〜５０！ｌｏａ
％、１０〜６０Ｌｍｏｌ％、１０〜６０ｍｏＱ％夫々添
加したとき、５０％破壊回数が従来例の６．８回を越え
放電耐量特性が向上する。

他方、耐火性充填剤については、１０Ｉｍｏｌ％以下の
とき放電耐量特性が向上し、１０ｍｏｎ％　を越えると
逆に放電耐量特性が低下する。

つまり、焼結体の側面にアルミニウム、ケイ素、リンを
夫々ＡＩ２，０．、Ｓｕｎ、、　Ｐ、Ｏｓに換算して１
０〜５０ｍｏＱ％、１０〜６０Ｉｌｏ１２％、１０〜６
０ｍｏｊ１％及びＦｅ、　０３、ＭｎＯ，Ｃｒ、０．、
ＺｒＯ，のうち少なくとも１種を１０％含むリン酸液を
塗布し焼成した場合、液中のアルミナ質とリン酸とがＡ
ｇＰＯ，を形成し、シリカ質がＳｉｎ、となる、このＡ
ｌ２ＰＯ４とＳｉｎ、　とは構造が極めて良く似ており
、ＡｆｆｉＰＯ４とＳｉＯ□とが３次元的に結合するこ
とにより、高抵抗層が形成される。尚、この他の作用効
果及び変形例は前記実施例と同様である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明においては、焼結体の側面に
所定量のマグネシウムとリン、アルミニウムとリンある
いはアルミニウムとケイ素とリンに耐火性充填剤を加え
たリン酸含有液を塗布した後焼成しているので、放電耐
量特性を向上した非直線抵抗体の製造方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す非直線抵抗体の断面図であ
る。１・・・焼結体、　　２・・・高抵抗層、　　３・・・
電極。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化亜鉛を主成分とする成形体を焼成して焼結体
となし、この焼結体の側面にマグネシウム、リンをそれ
ぞれＭｇＯ、Ｐ＿２Ｏ＿５に換算してそれぞれ３０〜７
０ｍｏｌ％、１０〜６０ｍｏｌ％、耐火性充填剤を１０
ｍｏｌ％以下を含むリン酸含有液を塗布した後焼成して
なる非直線抵抗体の製造方法。
（２）酸化亜鉛を主成分とする成形体を焼成して焼結体
となし、この焼結体の側面にアルミニウム、リンをそれ
ぞれＡｌ＿２Ｏ＿３、Ｐ＿２Ｏ＿５に換算してそれぞれ
３０〜７０ｍｏｌ％、１０〜６０ｍｏｌ％、耐火性充填
剤を１０ｍｏｌ％以下を含むリン酸含有液を塗布した後
焼成してなる非直線抵抗体の製造方法。
（３）酸化亜鉛を主成分とする成形体を焼成して焼結体
となし、この焼結体の側面にアルミニウム、ケイ素、リ
ンをそれぞれＡｌ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２、Ｐ＿２Ｏ＿
５に換算してそれぞれ１０〜５０ｍｏｌ％、１０〜６０
ｍｏｌ％、１０〜６０ｍｏｌ％、耐火性充填剤を１０ｍ
ｏｌ％以下を含むリン酸含有液を塗布した後焼成してな
る非直線抵抗体の製造方法。
（４）耐火性充填剤はＦｅ＿２Ｏ＿３、ＭｎＯ、Ｃｒ＿
２Ｏ＿２、ＺｒＯ＿２のうち少なくとも１種としてなる
請求項１乃至３のいずれかに記載の非直線抵抗体の製造
方法。