JPS60193302A - 非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents

非直線抵抗体の製造方法

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JPS60193302A
JPS60193302A JP59048137A JP4813784A JPS60193302A JP S60193302 A JPS60193302 A JP S60193302A JP 59048137 A JP59048137 A JP 59048137A JP 4813784 A JP4813784 A JP 4813784A JP S60193302 A JPS60193302 A JP S60193302A
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JP
Japan
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hollow
firing
resistor
inner diameter
oxide
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Application number
JP59048137A
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Inventor
成田 広好
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は非直線抵抗体の製造方法に係り、特に酸化亜鉛
と金属酸化物の中空円板状(中空円筒状をも含く語とし
て以下説明する)成形体の焼成工程を改良した非直線抵
抗体の製造方法に関する。
ヤ 〔発明の技術的背景とA問題点〕 電力系統において発生す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る。
避雷器には正常な電圧ではほぼ絶縁特性を示し、異常電
圧が印加された時には低い抵抗値とな8非直線抵抗体が
用いられる。最近では優れた非直線性を持つ酸化亜鉛を
主体とし、これに数種の金属酸化物を混合して、成形し
、焼結して造られたものが用いられる。
代表的な化学組成の例としては酸化ビスマス(Bi20
1)、酸化コバルト(Cot’s ) 、二酸化マンガ
ン(MnO□)、酸化アンチモン(Sb、O,) 、酸
化クロム(Cr203 ) 、二酸化ケイ素(SiO,
)、酸化ニッケル(NiO)をそれぞれ0.5〜1.0
 molE%、残りを主成分の酸化亜鉛(ZnO)とし
、さらに必要に応じて酸化アルミニウム(Atl103
 ) 、酸化ホウ素(B20り、酸化銀(Ag *0)
を微量に加える場合もある。これらの粉末原料全正確に
秤量し、混合機に入れ充分に分散・混合する。混合物は
造粒し、所定の形状に成形し、焼成容器(サヤ)に入れ
空気中で1050〜1300℃で焼成する。焼成後、研
磨して直径25朋〜130隨、厚さ10關〜30 x+
nの円柱、円板状、あるいは外径25〜130隨、内径
5〜100r:工、厚さ5〜〜5011の中空円板状、
中空円筒状(以下これらを総称して中空円板状として説
明する)とし、さらに必要ならば熱処理等の後加工をし
、アルミニウム等のメタリコン電極をつけて非直線抵抗
体とする。
このようにして製造した非直線抵抗体を、避雷器の内部
要素に用いた時の最も大切な性能として避雷器に加えら
れている正常な電圧に耐え得る能力すなわち課電寿命特
性、サージ処理能力(放電耐量特性)、保護性能(非直
線特性)などがある。
しかし、中空円板状の非直線抵抗体では、円柱、円板状
の非直線抵抗体にくらべ、それらの性能が゛ 悪い。そ
の不具合は中空円板状の内径周辺部に発生するという問
題点があった。
〔発明の目的〕
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、多くの製造工
程の中で、特に問題点と深く関わりがある焼成工程を改
良し、中望円板状非直線抵抗体の課電寿命特性、放電耐
量特性、非直線特性を著しく改善しうる非直線抵抗体の
製造方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
かかる目的を達成するため、本発明はznOを主体とし
、Bi2O3,8b203 、Coo、MnO,Cr1
O1,8i02 、Ni。
等を含み、さらに微量のAd、B、Ag等を含む中空円
板状の成形体を焼成容器に入れて焼成する際に、成形体
の内径中空部分に焼成容器と同相質の円柱状耐火物を配
して焼成することを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下本発明を実施例により詳細に説明する。
BI20B 、 CO20S 、 Mn01 、 Cr
2O,、Sin、を各々Q、5+no1%、 8blO
B 、 NtOを各々1mo:g%、 hl、o* 2
5 x 10−’wt%とし、残りをZnOとした。さ
らにこれらの0.1wt%になるように”’tos 5
0 wt%、 8i021Qwt%s BsOs20w
i%I + AgtO20wt%からなる混合物を正確
に秤量した。これらの粉末原料を十分に混合するために
水、分散剤、バインダ、潤滑剤とともに分散・混合装置
に入れ分散・混合した。次に混合物スラリーなスプレー
・ドライヤで例えば平均粒径120ミクロンになるよう
に造粒する。
この粉末を成形機により、外径95Inφ、内径55顛
φ、厚さ30 mの中空円板状に成形した。添加した分
散剤、バインダ、潤滑剤を予じめ除くため空気中で50
0℃で焼成する。さらに1050℃で側面に高抵抗層を
形成させるため予備焼成した。この時、第1図、第2図
のようにアルミナ質の焼成容器(サヤ)1内の底部に敷
粉5を置いて中空円板状成形体2を置く。図では4個置
き、中空円板状成形体2の内径中空部分には焼成容器1
と同じ材質の円柱状或いは円板状(以下円柱状とよぶ)
耐火物3を置き、焼成容器1のフタ4で覆って空気中で
焼成した。
その後高抵抗物を外径面、内径面に塗布し再び第1図、
第2図と同様に配置し、空気中で1200℃で焼成し、
外径781111φ、内径45gmφ、厚さ24.5m
の焼結体を得た。得られた焼結体の両手面を研磨し、厚
さ23禦凰とし、500℃で再加熱し両平面題;アルミ
ニウムのメタリコン電極をつけて非直線を得た。
その後、完成した非直線抵抗体の特性を測定した。第1
表および第3図がその結果である。
尚、比較のため同一の中空円板状成形体を用い、円柱状
耐火物3を用いないで焼成したものAと、この成形体と
同一+J E+で先に説明したように焼成容器と同じ材
負の円柱状耐火物を用いて得た焼結体Bと、同一の断面
積と高さを有する円板状の焼結体Cも同時に作成し、同
様の測定を行ない、その結果を第1表および第3図にま
とめて示した。
vI+nAは交流抵抗分電流1mAを流した時の電圧値
(ピーク値)である。V 10KAは衡撃電流1QKA
(8×20μs)を流した時の電圧値である。■l0K
A/v1mAはそれぞれの電圧値の比をとったものでそ
の値が小さい程非直線特性はすぐれている。
矩形波放電耐量は、2.5msの矩形電流を用いて25
0J/CCのエネルギーになるよう;二調整して耐える
回数をめたものであり、一方衝撃大電流耐量は、4×1
0μsの波形を有する100KAの電流を通電し、耐え
る回数をめたものである。いずれも回数の大きい程優れ
ている。
また第3図に示した課電試験に於いては、素子の周囲温
度を120℃に保ち、素子(二交流抵抗分電流1mAを
流した時の電圧(■□、・ピーク値)の100%の交流
電圧(ピーク値)を加える加速試験法で行ない交流抵抗
分電流の変化を調べ、10,000時間まで継続した。
熱暴走を起さず且つ、時間経過と共に変化を起さず且つ
、変化の小さいものが課電寿命が良いことを示す。
図中の記号は第1表の記号に一致する。この結果からい
ずれの評価項目においても、本発明の製造方法により得
た非直線抵抗体が優れていることは明らかである。
以上のように中空円板状成形体の内径中空部分に焼成容
器と同じ材質の円柱状耐火物を配して焼成することによ
り著しく優れた非直線抵抗体が得られることが明らかと
なったがその理由は下記によると考えられる。
本発明例で得られた焼結体と、内径中空部分に円柱状耐
火物なしで得られた焼結体を第4図(C1のように切断
し、さら(二外径面から内径面の間を細分して組成分析
を実施して第4図(a) (b)の結果を得た。第4図
(、)は本発明によるもので、(b)は円柱状耐火物な
しの場合で、第4図<8) (bl (C)は焼成によ
って蒸発する成分n+、o3. Sb、0.等のうち最
も蒸発量の多いBIfOa 量について切断素子NO3
、NO6の位置の分析値を1.0とした時の相対値で示
したものである。ここで素子は環状(−切断されるため
、NO3とNO6は同一環状体である。この結果かられ
かるように内径中空部分に円柱状耐火物を配しないもの
第4図(b)は内径周辺部は外径部より相対時にBi2
O3の量が多く面的(=不均一な組成となっている。こ
れに対し、本発明例第4図(a)では内径部、外径部と
の差は小さく、全体としてより均一な組成となっている
。このことは電流分布の測定でも対応した結果が得られ
ている。このことが中空部分(二問題があることをうら
ずけている。
これらのことから中空円板状成形体を焼成する時、内径
面からの蒸発成分の蒸発が外径面と著しく異なるもので
あったことが容易:二考えられる。
そして、内径面に円柱状耐火物がないと蒸発成分の蒸気
圧は高くなり、対流が少ないことから蒸発が抑えられる
と考えられる。これに対し、内径中空部分に円柱状耐火
物と置くことによって蒸発成分と円柱状耐火物が反応し
、蒸気圧は、外径面と同じような状態で作り出されると
考えられる。
このように焼成後の組成がより均一化された結果本発明
による中空円板状非直線抵抗体はその構造上から放熱面
積が大きく、従来の円板状にくらべ、より高性能のもの
が得られる。
上記実施例ではアルミナ材質のものを使用したが他の材
質のものであっても本発明の効果を得ることができるこ
とは容易に理解される。また、蒸発成分を含む組成であ
ればまた同様の効果が期待できる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、優れた特性を持ち、
電力用避雷器に用いる場合はその小形化、保護レベルの
低減、信頼性の向上など実用的価値のきわめて大きい非
直線抵抗体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の非直線抵抗体の製造方法の−実施例を
説明するための斜視図、第2図は第1図の詳細拡大断面
図、第3図は非直線抵抗体の課電寿命特性比較図、第4
図(a) (b) (C)は焼結体の切断部分と旧、0
.濃度との対応図である。 1・・・焼成容器(サヤ) 2・・・中空円板状成形体
3・・・円柱耐火物 4・・・焼成容器フタ5・・・敷
粉 6・・・焼結体 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 第1図 第2図 2 − 〇降(#1四傘ボビ(−1羨) 第4図 (α) (G) IC)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 主成分の酸化亜鉛に少くとも一種類以上の金属酸化物を
    添加、混合し、この混合物を中空円板状に成形しこの成
    形体を焼成容器内に収納して焼成する非直線抵抗体の製
    造方法において、前記中空状成形体の中空部分に焼成容
    器と同材質の円柱状耐火物を配して焼成することを特徴
    とする非直線抵抗体の製造方法。
JP59048137A 1984-03-15 1984-03-15 非直線抵抗体の製造方法 Pending JPS60193302A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56148801A (en) * 1980-04-19 1981-11-18 Meidensha Electric Mfg Co Ltd Voltage nonlinear resistance structure and method of manufacturing same
JPS6028365A (ja) * 1983-07-26 1985-02-13 Fujitsu Ltd 平衡回路網

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56148801A (en) * 1980-04-19 1981-11-18 Meidensha Electric Mfg Co Ltd Voltage nonlinear resistance structure and method of manufacturing same
JPS6028365A (ja) * 1983-07-26 1985-02-13 Fujitsu Ltd 平衡回路網

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