JPH05258910A - 電力用抵抗体 - Google Patents
電力用抵抗体Info
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- JPH05258910A JPH05258910A JP4053537A JP5353792A JPH05258910A JP H05258910 A JPH05258910 A JP H05258910A JP 4053537 A JP4053537 A JP 4053537A JP 5353792 A JP5353792 A JP 5353792A JP H05258910 A JPH05258910 A JP H05258910A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
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- H01H33/02—Details
- H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
- H01H33/16—Impedances connected with contacts
- H01H33/165—Details concerning the impedances
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】単位体積当たりの熱容量が大きく、抵抗率が適
当な値であり、抵抗温度係数が正でその絶対値が小さ
く、十分なサージ耐量を有する電力用抵抗体を提供しよ
うとするものである。 【構成】酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、副成分とし
てチタンを酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に換算して０．５〜
２０モル％、コバルトを酸化コバルト（ＣｏＯ）に換算
して０．５〜３０モル％含む焼結体１を具備したを特徴
とする。
当な値であり、抵抗温度係数が正でその絶対値が小さ
く、十分なサージ耐量を有する電力用抵抗体を提供しよ
うとするものである。 【構成】酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、副成分とし
てチタンを酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に換算して０．５〜
２０モル％、コバルトを酸化コバルト（ＣｏＯ）に換算
して０．５〜３０モル％含む焼結体１を具備したを特徴
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力機器等のサージの
吸収に好適な電力用抵抗体に関する。
吸収に好適な電力用抵抗体に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、遮断器等の電流制御用、電動機の
始動・回生に伴う各種制御用、また送電系統異常発生時
における接点用として、種々の電力用抵抗器が用いられ
ている。これら抵抗器は、金属抵抗体、セラミック抵抗
体、種々の複合体により構成されている。
始動・回生に伴う各種制御用、また送電系統異常発生時
における接点用として、種々の電力用抵抗器が用いられ
ている。これら抵抗器は、金属抵抗体、セラミック抵抗
体、種々の複合体により構成されている。
【０００３】例えば、高電圧用遮断器には、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ために
遮断接点と並列に投入抵抗体が接続される。このような
目的に用いられる抵抗体として、従来、例えば特開昭５
８−１３９４０１号公報に記載されているような炭素粒
子分散型セラミック抵抗体が用いられている。前記抵抗
体は、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もので、１００
〜２５００Ω・ｃｍの抵抗率を持つ。
生するサージを吸収したり遮断容量を増加させるために
遮断接点と並列に投入抵抗体が接続される。このような
目的に用いられる抵抗体として、従来、例えば特開昭５
８−１３９４０１号公報に記載されているような炭素粒
子分散型セラミック抵抗体が用いられている。前記抵抗
体は、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もので、１００
〜２５００Ω・ｃｍの抵抗率を持つ。
【０００４】前記炭素粒子分散型セラミック抵抗体は、
カーボン粉末の含有量を調整することで抵抗率を変化さ
せることができる利点があるが、気孔率が１０〜３０％
と高く緻密性に劣るため、以下の問題がある。すなわ
ち、体積当りの熱容量が２Ｊ／ｃｍ3 ・deg 程度と小さ
いために、サージの吸収による発熱に伴って温度が著し
く上昇する。また、開閉サージ吸収時にカーボン粉末間
で放電を起こしたり、抵抗温度係数が負であることか
ら、貫通破壊し易くエネルギー耐量が小さくなる。更
に、前記抵抗体を高い温度にさらすと、抵抗値を制御し
ている炭素粒子が酸化されるため、大きな抵抗値変動を
発生する。その結果、かかる抵抗体を用いた遮断器は抵
抗体を格納するスペースが大きくなるとともに、信頼性
を確保するために遮断容量を低く抑える必要があった。
カーボン粉末の含有量を調整することで抵抗率を変化さ
せることができる利点があるが、気孔率が１０〜３０％
と高く緻密性に劣るため、以下の問題がある。すなわ
ち、体積当りの熱容量が２Ｊ／ｃｍ3 ・deg 程度と小さ
いために、サージの吸収による発熱に伴って温度が著し
く上昇する。また、開閉サージ吸収時にカーボン粉末間
で放電を起こしたり、抵抗温度係数が負であることか
ら、貫通破壊し易くエネルギー耐量が小さくなる。更
に、前記抵抗体を高い温度にさらすと、抵抗値を制御し
ている炭素粒子が酸化されるため、大きな抵抗値変動を
発生する。その結果、かかる抵抗体を用いた遮断器は抵
抗体を格納するスペースが大きくなるとともに、信頼性
を確保するために遮断容量を低く抑える必要があった。
【０００５】さらに、近年の技術開発による遮断器の小
型化に伴い、開閉サージ吸収用投入抵抗体の小型化が望
まれている。投入抵抗器を小形化するためには、使用さ
れる抵抗体の単位体積当たりの熱容量が大きいことが不
可欠である。従来の抵抗体は、既述したように２Ｊ／ｃ
ｍ3 ・deg 程度と小さいために、これ以上投入抵抗体を
小型化することが困難である。
型化に伴い、開閉サージ吸収用投入抵抗体の小型化が望
まれている。投入抵抗器を小形化するためには、使用さ
れる抵抗体の単位体積当たりの熱容量が大きいことが不
可欠である。従来の抵抗体は、既述したように２Ｊ／ｃ
ｍ3 ・deg 程度と小さいために、これ以上投入抵抗体を
小型化することが困難である。
【０００６】一方、一般的な抵抗体として酸化亜鉛を主
成分とし、これに酸化チタン（ＴｉＯ2 ）および酸化ニ
ッケル（ＮｉＯ）を添加した組成の酸化亜鉛基セラミッ
クが知られている。しかしながら、かかる抵抗体は電力
用としての性能および適用、さらには投入抵抗体として
実用に至っていない。
成分とし、これに酸化チタン（ＴｉＯ2 ）および酸化ニ
ッケル（ＮｉＯ）を添加した組成の酸化亜鉛基セラミッ
クが知られている。しかしながら、かかる抵抗体は電力
用としての性能および適用、さらには投入抵抗体として
実用に至っていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、単位
体積当たりの熱容量が大きく、抵抗率が適当な値であ
り、抵抗温度係数が正でその絶対値が小さく、十分なサ
ージ耐量を有する電力用抵抗体を提供しようとするもの
である。
体積当たりの熱容量が大きく、抵抗率が適当な値であ
り、抵抗温度係数が正でその絶対値が小さく、十分なサ
ージ耐量を有する電力用抵抗体を提供しようとするもの
である。
【０００８】
【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、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、副成分とし
てチタンを酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に換算して０．５〜
２０モル％、コバルトを酸化コバルト（ＣｏＯ）に換算
して０．５〜３０モル％含む焼結体を具備したことを特
徴とするものである。前記焼結体におけるの構成相（Ｚ
ｎＯ、ＣｏＯ、ＴｉＯ2 ）をダイヤグラム示すと、図２
の実線で囲まれた領域になる。前記焼結体中の副成分の
配合割合を限定した理由について以下に説明する。
抗体は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、副成分とし
てチタンを酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に換算して０．５〜
２０モル％、コバルトを酸化コバルト（ＣｏＯ）に換算
して０．５〜３０モル％含む焼結体を具備したことを特
徴とするものである。前記焼結体におけるの構成相（Ｚ
ｎＯ、ＣｏＯ、ＴｉＯ2 ）をダイヤグラム示すと、図２
の実線で囲まれた領域になる。前記焼結体中の副成分の
配合割合を限定した理由について以下に説明する。
【０００９】前記焼結体中のチタン量を酸化チタン（Ｔ
ｉＯ2 ）に換算して０．５モル％未満にすると、抵抗温
度係数が負で、かつ抵抗温度係数の絶対値が大きくなる
ため、良好な特性を有する投入抵抗体を得ることができ
なくなる。一方、前記焼結体中のチタン量が酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）に換算して１５モル％を越えると、抵抗率
が１０4 Ωｃｍ以上と大きくなり、良好な特性を有する
投入抵抗体を得ることができなくなる。
ｉＯ2 ）に換算して０．５モル％未満にすると、抵抗温
度係数が負で、かつ抵抗温度係数の絶対値が大きくなる
ため、良好な特性を有する投入抵抗体を得ることができ
なくなる。一方、前記焼結体中のチタン量が酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）に換算して１５モル％を越えると、抵抗率
が１０4 Ωｃｍ以上と大きくなり、良好な特性を有する
投入抵抗体を得ることができなくなる。
【００１０】前記焼結体中のコバルト量を酸化コバルト
（ＣｏＯ）に換算して０．５モル％未満にすると、抵抗
率が約１０2 Ωｃｍ以下となり、良好な特性を有する投
入抵抗体を得ることができなくなる。一方、前記焼結体
中のコバルト量を酸化コバルト（ＣｏＯ）に換算して３
０モル％範囲を越えると、単位体積当たりの熱容量は大
きくなるものの、抵抗率が１０4 Ωｃｍ以上と大きくな
り、同様に良好な特性を有する投入抵抗体を得ることが
できなくなる。
（ＣｏＯ）に換算して０．５モル％未満にすると、抵抗
率が約１０2 Ωｃｍ以下となり、良好な特性を有する投
入抵抗体を得ることができなくなる。一方、前記焼結体
中のコバルト量を酸化コバルト（ＣｏＯ）に換算して３
０モル％範囲を越えると、単位体積当たりの熱容量は大
きくなるものの、抵抗率が１０4 Ωｃｍ以上と大きくな
り、同様に良好な特性を有する投入抵抗体を得ることが
できなくなる。
【００１１】さらに、前記組成においては焼結体中の酸
化亜鉛粒子にチタンを酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に換算し
て０．００５〜０．１モル％固溶することによってサー
ジ吸収による抵抗値変化を小さくすることができる。ソ
化亜鉛粒子にチタンを酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に換算し
て０．００５〜０．１モル％固溶することによってサー
ジ吸収による抵抗値変化を小さくすることができる。ソ
【００１２】本発明に係わる電力用抵抗体は、例えば図
１に示すように酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、副成
分としてチタンを酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に換算して
０．５〜２モル％、コバルトを酸化コバルト（ＣｏＯ）
に換算して０．５〜３０モル％含む環状の焼結体１と、
前記焼結体１の両面に設けられた電極２と、前記焼結体
１の外周面および中空部の内周面に被覆され、側面での
沿面放電を防止するための絶縁層３とから構成されてい
る。前記電極２は、アルミニウムまたはニッケルなどか
ら形成されることが望ましい。前記絶縁層３は、樹脂又
はガラスやガラスセラミックから形成することが望まし
い。
１に示すように酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、副成
分としてチタンを酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に換算して
０．５〜２モル％、コバルトを酸化コバルト（ＣｏＯ）
に換算して０．５〜３０モル％含む環状の焼結体１と、
前記焼結体１の両面に設けられた電極２と、前記焼結体
１の外周面および中空部の内周面に被覆され、側面での
沿面放電を防止するための絶縁層３とから構成されてい
る。前記電極２は、アルミニウムまたはニッケルなどか
ら形成されることが望ましい。前記絶縁層３は、樹脂又
はガラスやガラスセラミックから形成することが望まし
い。
【００１３】本発明に係わる電力用抵抗体は、例えば以
下に説明する方法により製造される。まず、酸化亜鉛粉
末に所定量の酸化チタン粉末および酸化コバルト粉末を
加え、さらに水およびバインダーを加え、ボールミル中
で十分に混合する。得られた混合物を乾燥後、造粒し、
成形する。この時の成形圧力は、焼結体の密度を高める
ために２００ｋｇ／ｃｍ2 以上であることが望ましい。
前記圧力未満で成形すると、焼結体の相対密度が上がら
ず、単位体積当たりの熱容量が低下する恐れがある。つ
づいて、成形体を電気炉等により焼成する。かかる焼成
時の雰囲気は、空気中の他、酸素ガス中などの酸化性雰
囲気中で行なうことができる。前記焼成温度は１０００
℃〜１５００℃、より好ましくは１３００〜１５００℃
で行なうことが望ましい。焼成温度を１０００℃未満に
すると、焼結が進まず、相対密度が低くなる。その結
果、抵抗体の単位体積当りの熱容量が小さくなり、サー
ジ耐量が小さくなる恐れがある。一方、１５００℃を越
えると焼結体の成分元素、特にコバルト成分の蒸発し易
くなる。蒸発による組成変動は特に焼結体の表面に近い
ほど著しいため、焼結体内部に抵抗率分布ができ、エネ
ルギーを吸収発熱した際、温度分布が生じて、熱応力に
よって焼結体が破壊される恐れがある。
下に説明する方法により製造される。まず、酸化亜鉛粉
末に所定量の酸化チタン粉末および酸化コバルト粉末を
加え、さらに水およびバインダーを加え、ボールミル中
で十分に混合する。得られた混合物を乾燥後、造粒し、
成形する。この時の成形圧力は、焼結体の密度を高める
ために２００ｋｇ／ｃｍ2 以上であることが望ましい。
前記圧力未満で成形すると、焼結体の相対密度が上がら
ず、単位体積当たりの熱容量が低下する恐れがある。つ
づいて、成形体を電気炉等により焼成する。かかる焼成
時の雰囲気は、空気中の他、酸素ガス中などの酸化性雰
囲気中で行なうことができる。前記焼成温度は１０００
℃〜１５００℃、より好ましくは１３００〜１５００℃
で行なうことが望ましい。焼成温度を１０００℃未満に
すると、焼結が進まず、相対密度が低くなる。その結
果、抵抗体の単位体積当りの熱容量が小さくなり、サー
ジ耐量が小さくなる恐れがある。一方、１５００℃を越
えると焼結体の成分元素、特にコバルト成分の蒸発し易
くなる。蒸発による組成変動は特に焼結体の表面に近い
ほど著しいため、焼結体内部に抵抗率分布ができ、エネ
ルギーを吸収発熱した際、温度分布が生じて、熱応力に
よって焼結体が破壊される恐れがある。
【００１４】なお、前述したように焼結体中の酸化亜鉛
粒子へのチタンの固溶量を制御する場合には焼成工程に
おいて９００〜１２００℃までの降温速度を２０〜３０
０℃／時間とし、この温度から以降を急冷（炉中放冷）
を行うことが望ましい。この場合、焼成温度が高い時に
は降温速度を小さくし、急冷開始温度は低くすることが
望ましい。逆に、焼成温度が低い時には降温速度を大き
くし、急冷開始温度を高くすることが望ましい。このよ
うな冷却パターンの選択により、酸化亜鉛粒子へのチタ
ン（酸化チタン）の固溶量を所定範囲に制御することが
できる。ただし、前記プロセス条件は焼結体の全体組成
により調整する必要がある。
粒子へのチタンの固溶量を制御する場合には焼成工程に
おいて９００〜１２００℃までの降温速度を２０〜３０
０℃／時間とし、この温度から以降を急冷（炉中放冷）
を行うことが望ましい。この場合、焼成温度が高い時に
は降温速度を小さくし、急冷開始温度は低くすることが
望ましい。逆に、焼成温度が低い時には降温速度を大き
くし、急冷開始温度を高くすることが望ましい。このよ
うな冷却パターンの選択により、酸化亜鉛粒子へのチタ
ン（酸化チタン）の固溶量を所定範囲に制御することが
できる。ただし、前記プロセス条件は焼結体の全体組成
により調整する必要がある。
【００１５】次いで、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
ムまたはニッケルなどからなる電極を形成して酸化物直
線抵抗体とする。前記抵抗体の外周面および中空部の内
周面は、必要に応じて、樹脂系あるいは無機系の絶縁層
（高抵抗層）が焼き付けもしくは溶射等により形成され
る。
タリング、溶射、焼き付けなどの手段によりアルミニウ
ムまたはニッケルなどからなる電極を形成して酸化物直
線抵抗体とする。前記抵抗体の外周面および中空部の内
周面は、必要に応じて、樹脂系あるいは無機系の絶縁層
（高抵抗層）が焼き付けもしくは溶射等により形成され
る。
【００１６】なお、前記抵抗体は基本的に前述した構成
成分が配合されていればよく、製造上および特性改善を
目的として必要に応じて他の添加物を含んでもよい。ま
た、前記抵抗素子の構造は中空円筒の形状が好ましい
が、これに限定されるものではなく、遮断器の抵抗体ス
ペースに好適な形状とすればよい。
成分が配合されていればよく、製造上および特性改善を
目的として必要に応じて他の添加物を含んでもよい。ま
た、前記抵抗素子の構造は中空円筒の形状が好ましい
が、これに限定されるものではなく、遮断器の抵抗体ス
ペースに好適な形状とすればよい。
【００１７】
【作用】本発明にによれば、焼成体が酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）を主成分とし、副成分としてチタンを酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）に換算して０．５〜２０モル％、コバルト
を酸化コバルト（ＣｏＯ）に換算して０．５〜３０モル
％含む組成を有するため、単位体積当たりの熱容量が大
きく、抵抗率が適当な値であり、抵抗温度係数が正でそ
の絶対値が小さく、十分なサージ耐量を有する電力用抵
抗体を得ることができる。特に、前記抵抗温度係数が正
となる主な原因はその構成相によるものとである。
Ｏ）を主成分とし、副成分としてチタンを酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）に換算して０．５〜２０モル％、コバルト
を酸化コバルト（ＣｏＯ）に換算して０．５〜３０モル
％含む組成を有するため、単位体積当たりの熱容量が大
きく、抵抗率が適当な値であり、抵抗温度係数が正でそ
の絶対値が小さく、十分なサージ耐量を有する電力用抵
抗体を得ることができる。特に、前記抵抗温度係数が正
となる主な原因はその構成相によるものとである。
【００１８】すなわち、図２に示すように酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）を主成分とし、副成分としてチタンを酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）に換算して０．５〜２０モル％、コバルト
を酸化コバルト（ＣｏＯ）に換算して０．５〜３０モル
％含む組成の焼結体は、その構成相はＺｎＯ相（ＺｎＯ
−ＣｏＯの固溶体）とスピネル相（Ｚｎ1-x Ｃｏx ）2
ＴｉＯ4 ）になることを究明した。また、前記組成範囲
内で抵抗温度係数は常に正であることを本発明者らは発
見した。
ｎＯ）を主成分とし、副成分としてチタンを酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）に換算して０．５〜２０モル％、コバルト
を酸化コバルト（ＣｏＯ）に換算して０．５〜３０モル
％含む組成の焼結体は、その構成相はＺｎＯ相（ＺｎＯ
−ＣｏＯの固溶体）とスピネル相（Ｚｎ1-x Ｃｏx ）2
ＴｉＯ4 ）になることを究明した。また、前記組成範囲
内で抵抗温度係数は常に正であることを本発明者らは発
見した。
【００１９】さらに、素子特性と抵抗体との関係を調べ
るために、抵抗体の構造および組成分布を例えばＸＲＤ
により調査した。その結果、得られた焼結体の構成相は
主相としての酸化亜鉛相の他にＺｎ2 ＴｉＯ4 相が認め
られた。また、ＥＤＸ付きのＳＥＭ観察によれば、前記
焼結体の構造は亜鉛を主成分とする粒子とその粒界にチ
タン、コバルト、亜鉛の構成成分とする粒子であること
が確認された。したがって、得られた焼結体は酸化亜鉛
を主成分とする粒子と酸化チタン、酸化コバルト、酸化
亜鉛を成分とするスピネル粒子により構成されている。
抵抗体の導電性は、酸化亜鉛粒子およびその粒界に大き
く依存すると考えられ、製造条件を変化させた時の酸化
亜鉛粒子の組成の変化などは素子特性と密接な関係にあ
ると考えられる。酸化亜鉛粒子、スピネル粒子の複合体
を分離抽出し、その組成を化学分析により求めた。その
結果から酸化亜鉛粒子に固溶する酸化チタンの量は０．
００５モル％以上で抵抗温度係数が正の値になり、また
０．１モル％以下で抵抗変化率が小さく、抵抗体の性能
を一層改善できることを見出した。
るために、抵抗体の構造および組成分布を例えばＸＲＤ
により調査した。その結果、得られた焼結体の構成相は
主相としての酸化亜鉛相の他にＺｎ2 ＴｉＯ4 相が認め
られた。また、ＥＤＸ付きのＳＥＭ観察によれば、前記
焼結体の構造は亜鉛を主成分とする粒子とその粒界にチ
タン、コバルト、亜鉛の構成成分とする粒子であること
が確認された。したがって、得られた焼結体は酸化亜鉛
を主成分とする粒子と酸化チタン、酸化コバルト、酸化
亜鉛を成分とするスピネル粒子により構成されている。
抵抗体の導電性は、酸化亜鉛粒子およびその粒界に大き
く依存すると考えられ、製造条件を変化させた時の酸化
亜鉛粒子の組成の変化などは素子特性と密接な関係にあ
ると考えられる。酸化亜鉛粒子、スピネル粒子の複合体
を分離抽出し、その組成を化学分析により求めた。その
結果から酸化亜鉛粒子に固溶する酸化チタンの量は０．
００５モル％以上で抵抗温度係数が正の値になり、また
０．１モル％以下で抵抗変化率が小さく、抵抗体の性能
を一層改善できることを見出した。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例１〜１０、比較例１〜４
【００２１】まず、平均粒径０．７μｍの酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）粉末に、平均粒径０．５μｍの酸化コバルト（Ｃ
ｏＯ）と平均粒径０．７μｍの酸化チタン（ＴｉＯ2 ）
を下記表１に示す割合で配合し、純水溶媒中、樹脂製ボ
ールミルとジルコニア製粉砕媒体を用いて２４時間湿式
混合した。これらスラリーを乾燥した後、バインダとし
てポリビニルアルコール水溶液をそれぞれ所定量添加混
合し、篩を通して造粒粉とした。これら造粒粉を、圧力
５００ｋｇ／ｃｍ2 で外径１４８ｍｍ、内径４８ｍｍ、
高さ３２ｍｍの環状体となるようにそれぞれ金型成形し
た。これら成形体を、脱バインダした後、酸化アルミニ
ウム製容器の中に入れ、１００℃／時間で昇温し、空気
中１４００℃で２時間焼成を行った。この焼結体の外周
面および中空部の内周面に、ホウケイ酸ガラス粉末を塗
布、焼き付けて絶縁層を形成した。次いで、前記焼結体
の両端面を研削加工して外径１２７ｍｍ、内径３１ｍ
ｍ、高さ２５．４ｍｍの寸法とし、洗浄した後、両端面
にアルミニウム電極を溶射により形成することにより前
述した図１に示す１４種の抵抗体を製造した。
ｎＯ）粉末に、平均粒径０．５μｍの酸化コバルト（Ｃ
ｏＯ）と平均粒径０．７μｍの酸化チタン（ＴｉＯ2 ）
を下記表１に示す割合で配合し、純水溶媒中、樹脂製ボ
ールミルとジルコニア製粉砕媒体を用いて２４時間湿式
混合した。これらスラリーを乾燥した後、バインダとし
てポリビニルアルコール水溶液をそれぞれ所定量添加混
合し、篩を通して造粒粉とした。これら造粒粉を、圧力
５００ｋｇ／ｃｍ2 で外径１４８ｍｍ、内径４８ｍｍ、
高さ３２ｍｍの環状体となるようにそれぞれ金型成形し
た。これら成形体を、脱バインダした後、酸化アルミニ
ウム製容器の中に入れ、１００℃／時間で昇温し、空気
中１４００℃で２時間焼成を行った。この焼結体の外周
面および中空部の内周面に、ホウケイ酸ガラス粉末を塗
布、焼き付けて絶縁層を形成した。次いで、前記焼結体
の両端面を研削加工して外径１２７ｍｍ、内径３１ｍ
ｍ、高さ２５．４ｍｍの寸法とし、洗浄した後、両端面
にアルミニウム電極を溶射により形成することにより前
述した図１に示す１４種の抵抗体を製造した。
【００２２】得られた実施例１〜１０および比較例１〜
４の抵抗体について、常温での抵抗率、抵抗温度係数お
よび比熱を調べた。なお、前記抵抗温度係数は常温の抵
抗率と常温から１００℃に上昇した時の抵抗率の変化を
１℃当りの変化率で示した。その結果を下記表１に併記
した。
４の抵抗体について、常温での抵抗率、抵抗温度係数お
よび比熱を調べた。なお、前記抵抗温度係数は常温の抵
抗率と常温から１００℃に上昇した時の抵抗率の変化を
１℃当りの変化率で示した。その結果を下記表１に併記
した。
【００２３】
【表１】
【００２４】前記表１から明らかなように酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）を主成分とし、副成分としてチタンを酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）に換算して０．５〜２０モル％、コバルト
を酸化コバルト（ＣｏＯ）に換算して０．５〜３０モル
％含む組成範囲の焼結体を備えた本実施例１〜１０の抵
抗体は、抵抗率が１０2 〜１０4 Ω・ｃｍで、抵抗温度
係数の絶対値が０．５以下である共に、実施例６を除い
て抵抗温度係数が全て正であることがわかる。また、比
熱も２．８１〜３．１６Ｊ／ｃｍ3 と従来のカーボン分
散型の抵抗体より大きいことがわかる。
ｎＯ）を主成分とし、副成分としてチタンを酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）に換算して０．５〜２０モル％、コバルト
を酸化コバルト（ＣｏＯ）に換算して０．５〜３０モル
％含む組成範囲の焼結体を備えた本実施例１〜１０の抵
抗体は、抵抗率が１０2 〜１０4 Ω・ｃｍで、抵抗温度
係数の絶対値が０．５以下である共に、実施例６を除い
て抵抗温度係数が全て正であることがわかる。また、比
熱も２．８１〜３．１６Ｊ／ｃｍ3 と従来のカーボン分
散型の抵抗体より大きいことがわかる。
【００２５】これに対し、ＣｏＯ量が０．５モル％未満
の焼結体を備えた抵抗体（比較例１）では抵抗率が１０
2 Ω・ｃｍ以下と小さくなる。一方、ＣｏＯ量が３０モ
ル％を越える焼結体を備えた抵抗体（比較例２）では抵
抗率が１０4 Ω・ｃｍ以上となると共に、ＣｏＯ相が生
成して抵抗温度係数が負になることがわかる。
の焼結体を備えた抵抗体（比較例１）では抵抗率が１０
2 Ω・ｃｍ以下と小さくなる。一方、ＣｏＯ量が３０モ
ル％を越える焼結体を備えた抵抗体（比較例２）では抵
抗率が１０4 Ω・ｃｍ以上となると共に、ＣｏＯ相が生
成して抵抗温度係数が負になることがわかる。
【００２６】また、ＴｉＯ2 量が０．５モル％未満の焼
結体を備えた抵抗体（比較例３）では抵抗温度係数が負
で、かつその絶対値とが大きくなると共に抵抗変化率が
大きくなる。一方、ＴｉＯ2 が２０モル％を越える焼結
体を備えた抵抗体（比較例４）では抵抗率が１０4 Ω・
ｃｍ以上となることがわかる。 実施例１１〜２９および比較例５
結体を備えた抵抗体（比較例３）では抵抗温度係数が負
で、かつその絶対値とが大きくなると共に抵抗変化率が
大きくなる。一方、ＴｉＯ2 が２０モル％を越える焼結
体を備えた抵抗体（比較例４）では抵抗率が１０4 Ω・
ｃｍ以上となることがわかる。 実施例１１〜２９および比較例５
【００２７】まず、平均粒径０．２μｍの酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）粉末に、平均粒径０．５μｍの酸化コバルト（Ｃ
ｏＯ）と平均粒径０．７μｍの酸化チタン（ＴｉＯ2 ）
を下記表２に示す割合で配合し、純水溶媒中、樹脂製ボ
ールミルとジルコニア製粉砕媒体を用いて２４時間湿式
混合した。これらスラリーを乾燥した後、バインダとし
てポリビニルアルコール水溶液をそれぞれ所定量添加混
合し、篩を通して造粒粉とした。これら造粒粉を、圧力
５００ｋｇ／ｃｍ2 で外径１４８ｍｍ、内径４８ｍｍ、
高さ３２ｍｍの環状体となるようにそれぞれ金型成形し
た。これら成形体を、脱バインダした後、酸化アルミニ
ウム製容器の中に入れ、空気中で２時間焼成を行った。
この時の焼成温度、降温速度、冷却開始温度を下記表２
に示す。その後、炉中放冷に急冷を行った。
ｎＯ）粉末に、平均粒径０．５μｍの酸化コバルト（Ｃ
ｏＯ）と平均粒径０．７μｍの酸化チタン（ＴｉＯ2 ）
を下記表２に示す割合で配合し、純水溶媒中、樹脂製ボ
ールミルとジルコニア製粉砕媒体を用いて２４時間湿式
混合した。これらスラリーを乾燥した後、バインダとし
てポリビニルアルコール水溶液をそれぞれ所定量添加混
合し、篩を通して造粒粉とした。これら造粒粉を、圧力
５００ｋｇ／ｃｍ2 で外径１４８ｍｍ、内径４８ｍｍ、
高さ３２ｍｍの環状体となるようにそれぞれ金型成形し
た。これら成形体を、脱バインダした後、酸化アルミニ
ウム製容器の中に入れ、空気中で２時間焼成を行った。
この時の焼成温度、降温速度、冷却開始温度を下記表２
に示す。その後、炉中放冷に急冷を行った。
【００２８】次いで、得られた各焼結体の外周面および
中空部の内周面に、ホウケイ酸ガラス粉末を塗布、焼き
付けて絶縁層を形成した。つづいて、前記各焼結体の両
端面を研削加工して外径１２７ｍｍ、内径３１ｍｍ、高
さ２５．４ｍｍの寸法とし、洗浄した後、両端面にアル
ミニウム電極を溶射により形成することにより前述した
図１に示す１５種の抵抗体を製造した。
中空部の内周面に、ホウケイ酸ガラス粉末を塗布、焼き
付けて絶縁層を形成した。つづいて、前記各焼結体の両
端面を研削加工して外径１２７ｍｍ、内径３１ｍｍ、高
さ２５．４ｍｍの寸法とし、洗浄した後、両端面にアル
ミニウム電極を溶射により形成することにより前述した
図１に示す１５種の抵抗体を製造した。
【００２９】
【表２】
【００３０】実施例１１〜２９および比較例５により作
製された焼結体のＴｉＯ2 固溶量を次のような選択エッ
チングにより分離抽出し、化学分析により測定した。す
なわち、前記焼結体を粉砕して粉末試料とし、試料を前
記試料１ｇに対して５％の酢酸および５％の乳酸からな
る混合溶液５０ｍｌ加え、９０分間、超音波を印加しな
がらＺｎＯ粒子を溶解した後、溶解物をフィルタで濾過
し、ＩＣＰ発光分光法でチタンを定量することにより測
定した。また、得られた実施例１１〜２９および比較例
５の抵抗体について、室温での抵抗率、抵抗温度係数お
よび抵抗変化率を調べた。なお、前記抵抗温度係数は実
施例１と同様な方法により評価した。前記抵抗変化率
は、前記抵抗体から切り出した直径２０ｍｍの試料に２
００Ｊ／ｃｍ3 に相当する衝撃波を２０回印加した時の
抵抗値変化を初期値に対する百分率として求めた。これ
らの結果を下記表３に示す。
製された焼結体のＴｉＯ2 固溶量を次のような選択エッ
チングにより分離抽出し、化学分析により測定した。す
なわち、前記焼結体を粉砕して粉末試料とし、試料を前
記試料１ｇに対して５％の酢酸および５％の乳酸からな
る混合溶液５０ｍｌ加え、９０分間、超音波を印加しな
がらＺｎＯ粒子を溶解した後、溶解物をフィルタで濾過
し、ＩＣＰ発光分光法でチタンを定量することにより測
定した。また、得られた実施例１１〜２９および比較例
５の抵抗体について、室温での抵抗率、抵抗温度係数お
よび抵抗変化率を調べた。なお、前記抵抗温度係数は実
施例１と同様な方法により評価した。前記抵抗変化率
は、前記抵抗体から切り出した直径２０ｍｍの試料に２
００Ｊ／ｃｍ3 に相当する衝撃波を２０回印加した時の
抵抗値変化を初期値に対する百分率として求めた。これ
らの結果を下記表３に示す。
【００３１】
【表３】
【００３２】電力用抵抗体（投入抵抗体）は、抵抗率が
１０2 〜１０4 Ω・ｃｍ、抵抗温度係数は正で絶対値が
０．５％以下、サージ吸収よる抵抗温度変化率が１０％
以下であることが適する。前記表３より明らかなように
酸化亜鉛粒子に固溶するＴｉＯ2 量が０．００５〜０．
１モル％の焼結体を有する抵抗体は、抵抗温度係数が正
でその絶対値が小さく、かつ繰り返しサージ印加に対す
る抵抗変化率が小さいことがわかる。
１０2 〜１０4 Ω・ｃｍ、抵抗温度係数は正で絶対値が
０．５％以下、サージ吸収よる抵抗温度変化率が１０％
以下であることが適する。前記表３より明らかなように
酸化亜鉛粒子に固溶するＴｉＯ2 量が０．００５〜０．
１モル％の焼結体を有する抵抗体は、抵抗温度係数が正
でその絶対値が小さく、かつ繰り返しサージ印加に対す
る抵抗変化率が小さいことがわかる。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば単位
体積当たりの熱容量が大きく、抵抗率が適当な値であ
り、抵抗温度係数が正でその絶対値が小さく、十分なサ
ージ耐量を有する電力用抵抗体を提供でき、ひいては前
記抵抗体を組み込んだ遮断器の縮小化を図ることができ
る等顕著な効果を奏する。
体積当たりの熱容量が大きく、抵抗率が適当な値であ
り、抵抗温度係数が正でその絶対値が小さく、十分なサ
ージ耐量を有する電力用抵抗体を提供でき、ひいては前
記抵抗体を組み込んだ遮断器の縮小化を図ることができ
る等顕著な効果を奏する。
【図１】本発明の電力用抵抗体を示す斜視図。
【図２】本発明の電力用抵抗体に用いられるＺｎＯ−Ｃ
ｏＯ−ＴｉＯ4 系焼結体の構成相を示す線図。
ｏＯ−ＴｉＯ4 系焼結体の構成相を示す線図。
１…焼結体、２…電極、３…絶縁層。
Claims (1)
- 【請求項１】 酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、副成
分としてチタンを酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に換算して
０．５〜２０モル％、コバルトを酸化コバルト（Ｃｏ
Ｏ）に換算して０．５〜３０モル％含む焼結体を具備し
たことを特徴とする電力用抵抗体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05353792A JP3212672B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 電力用抵抗体 |
| US08/028,284 US5373129A (en) | 1992-03-12 | 1993-03-09 | Power circuit breaker and power resistor |
| EP93301812A EP0560588B1 (en) | 1992-03-12 | 1993-03-10 | Power circuit breaker and power resistor |
| DE69314827T DE69314827T2 (de) | 1992-03-12 | 1993-03-10 | Leistungsschalter und Leistungswiderstand |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05353792A JP3212672B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 電力用抵抗体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05258910A true JPH05258910A (ja) | 1993-10-08 |
| JP3212672B2 JP3212672B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=12945559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05353792A Expired - Fee Related JP3212672B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 電力用抵抗体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5373129A (ja) |
| EP (1) | EP0560588B1 (ja) |
| JP (1) | JP3212672B2 (ja) |
| DE (1) | DE69314827T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012160555A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Toshiba Corp | 電流−電圧非直線抵抗体およびその製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69413613T2 (de) * | 1993-07-16 | 1999-03-18 | Toshiba Kawasaki Kk | Metalloxid-Widerstand, Leistungswiderstand und Leistungsschalter |
| DE29614799U1 (de) * | 1996-08-13 | 1996-10-24 | Siemens AG, 80333 München | Hochspannungsschaltanlage |
| DE19957394A1 (de) * | 1999-11-24 | 2001-07-26 | Siemens Ag | Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer geerdeten Kapselung und Freiluftdurchführungen |
| US20040212353A1 (en) * | 2003-04-25 | 2004-10-28 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Use of a closing impedance to minimize the adverse impact of out-of-phase generator synchronization |
| JP4483880B2 (ja) * | 2007-03-15 | 2010-06-16 | セイコーエプソン株式会社 | 成形体形成用組成物、脱脂体および焼結体 |
| US9064647B2 (en) * | 2012-09-06 | 2015-06-23 | Abb Technology Ag | Contact alignment structure for high-voltage dead tank circuit breakers |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2892988A (en) * | 1946-07-05 | 1959-06-30 | Schusterius Carl | Electrical resistance elements and method of producing the same |
| US2933586A (en) * | 1955-06-17 | 1960-04-19 | Schusterius Carl | Electrical heating appliances |
| JPS6054761B2 (ja) * | 1979-01-16 | 1985-12-02 | 株式会社日立製作所 | 電圧非直線抵抗体 |
| US4265844A (en) * | 1979-05-16 | 1981-05-05 | Marcon Electronics Co. Ltd. | Method of manufacturing a voltage-nonlinear resistor |
| US4489291A (en) * | 1981-10-12 | 1984-12-18 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Circuit breaker provided with parallel resistor |
| JPS58139401A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-18 | 東芝セラミックス株式会社 | 高電圧開閉器用抵抗体およびその製造法 |
| DE3566184D1 (en) * | 1984-06-22 | 1988-12-15 | Hitachi Ltd | Oxide resistor |
| JPS6150304A (ja) * | 1984-08-20 | 1986-03-12 | サンケン電気株式会社 | 酸化物電圧非直線抵抗体 |
| JPS6155829A (ja) * | 1984-08-28 | 1986-03-20 | 株式会社東芝 | しや断器 |
| JPS6390801A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-21 | 三菱電機株式会社 | 抵抗体 |
| JPS63246803A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | 北光電子株式会社 | 酸化物非直線抵抗体 |
-
1992
- 1992-03-12 JP JP05353792A patent/JP3212672B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-03-09 US US08/028,284 patent/US5373129A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-10 DE DE69314827T patent/DE69314827T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-10 EP EP93301812A patent/EP0560588B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012160555A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Toshiba Corp | 電流−電圧非直線抵抗体およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0560588B1 (en) | 1997-10-29 |
| JP3212672B2 (ja) | 2001-09-25 |
| EP0560588A3 (ja) | 1995-08-02 |
| US5373129A (en) | 1994-12-13 |
| DE69314827D1 (de) | 1997-12-04 |
| DE69314827T2 (de) | 1998-04-09 |
| EP0560588A2 (en) | 1993-09-15 |
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