JPS6214922B2 - - Google Patents

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JPS6214922B2
JPS6214922B2 JP54132897A JP13289779A JPS6214922B2 JP S6214922 B2 JPS6214922 B2 JP S6214922B2 JP 54132897 A JP54132897 A JP 54132897A JP 13289779 A JP13289779 A JP 13289779A JP S6214922 B2 JPS6214922 B2 JP S6214922B2
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JP
Japan
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oxide
nonlinear resistor
mol
manufacturing
firing
Prior art date
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JP54132897A
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Japanese (ja)
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JPS5658205A (en
Inventor
Juji Goto
Noboru Amiji
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非直線抵抗体に係り、特に電気系統に
おける過電圧保護装置に使用される非直線抵抗体
の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a nonlinear resistor, and more particularly to a method for manufacturing a nonlinear resistor used in an overvoltage protection device in an electrical system.

電気系統において、正常な電圧に重畳される過
電圧を除去し、電気系統を保護するため、過電圧
保護装置が用いられる。
Overvoltage protection devices are used in electrical systems to protect the electrical system by removing overvoltages superimposed on normal voltages.

この過電圧保護装置には、正常な電圧ではほぼ
絶縁特性を示し、過電圧が印加されたときには比
較的低抵抗値になる非直線抵抗体が用いられる。
This overvoltage protection device uses a non-linear resistor that exhibits almost insulating properties at normal voltage and has a relatively low resistance value when overvoltage is applied.

非直線抵抗体は、炭化硅素(SiC)若しくは酸
化亜鉛(ZnO)に金属・酸化物を混合し、成形し
た素材を焼成して造られる。
Non-linear resistors are made by mixing silicon carbide (SiC) or zinc oxide (ZnO) with metals and oxides, then firing the molded material.

例えばZnO76モル%、酸化マグネシウム
(MgO)16モル%、酸化ビスマス(Bi2O3)、酸化
アンチモン(Sb2O3)、酸化コバルト(CoO)、酸
化マンガン(MnO)、酸化クロム(Cr2O3)、酸化
鉄(Fe2O3)を夫々0.05ないし3.5モル%、合計8
モル%、秤量し混合する。
For example, ZnO 76 mol%, magnesium oxide (MgO) 16 mol%, bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), antimony oxide (Sb 2 O 3 ), cobalt oxide (CoO), manganese oxide (MnO), chromium oxide (Cr 2 O) 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ) from 0.05 to 3.5 mol% each, total 8
mole %, weigh and mix.

混合物をプレスして成形し、1200℃ないし1300
℃の温度で8時間焼成して、直径60mm、厚さ5mm
の円板状の非直線抵抗体の素材をつくり、電極を
金属溶射法で形成して、非直線抵抗体とする。
Press and mold the mixture at 1200℃ to 1300℃
Baked for 8 hours at a temperature of ℃, diameter 60mm, thickness 5mm
A disc-shaped non-linear resistor material is made, and electrodes are formed by metal spraying to create a non-linear resistor.

この様にして製造した非直線抵抗体は、吸湿性
があり、大気中の水用を吸収して、電気的特性が
悪化する欠点がある。特に避雷器の様な過電圧保
護装置に使用する場合、避雷器は屋外の気象条件
の悪い位置に設置され、20年以上にわたつて電気
系統に連続して接続されるため、避雷器に浸入す
る微量の水分によつて非直線抵抗体の電気的特性
が劣化することを避けなければならない。このた
め、吸湿性を改善した非直線抵抗体を製造する方
法が要望されていた。
The nonlinear resistor manufactured in this manner has a drawback that it is hygroscopic and absorbs water in the atmosphere, resulting in deterioration of electrical characteristics. Particularly when used in overvoltage protection devices such as lightning arresters, lightning arresters are installed outdoors in locations with poor weather conditions and are continuously connected to the electrical system for over 20 years, so trace amounts of moisture that enter the lightning arrester are It is necessary to avoid deterioration of the electrical characteristics of the nonlinear resistor due to Therefore, there has been a need for a method of manufacturing a nonlinear resistor with improved hygroscopicity.

本発明は上記要望に鑑みなされたもので、吸湿
性を改善しうる非直線抵抗体の製造方法を提供す
るものである。
The present invention was made in view of the above-mentioned needs, and provides a method for manufacturing a nonlinear resistor that can improve moisture absorption.

次に本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

ZnOを例えば80モル%と、少なくとも一種類の
金属酸化物、例えばMgO14モル%、Bi2O32モル
%、Sb2O31.5モル%、CoO1.1モル%、Cr2O30.5
モル%、MnO0.5モル%、Fe2O30.4モル%の割合
で秤量し混合する。
For example, 80 mol% ZnO and at least one metal oxide, such as 14 mol% MgO, 2 mol% Bi 2 O 3 , 1.5 mol % Sb 2 O 3 , 1.1 mol % CoO, 0.5 mol % Cr 2 O 3
mol%, MnO 0.5 mol%, and Fe 2 O 3 0.4 mol% are weighed and mixed.

混合には、例えばボールミルに酸化物を脱イオ
ン水とを入れ、24時間、ボールミルを作動させれ
ばよい。
For mixing, for example, the oxide and deionized water may be placed in a ball mill and the ball mill may be operated for 24 hours.

次に混合物を乾燥させ、電気炉に入れて仮焼す
る。仮焼温度は例えば900℃で2時間が適当であ
る。
The mixture is then dried and calcined in an electric furnace. The appropriate calcination temperature is, for example, 900°C for 2 hours.

仮焼すると、酸化物は塊状になるので、粉砕し
て、微粒子にする。
When calcined, the oxide becomes lumpy, so it is crushed into fine particles.

粉砕前の酸化物に有機結合剤例えばポリビニル
アルコールを酸化物に対する重量比で例えば100
分の1混合する。
An organic binder such as polyvinyl alcohol is added to the oxide before crushing in a weight ratio of 100 to the oxide.
Mix 1/2.

混合された酸化物をボールミルを用いて微粉砕
する。微粉砕された金属酸化物をポリビニルアル
コールは実質的に均質に混合されている。
The mixed oxide is pulverized using a ball mill. The finely divided metal oxide and polyvinyl alcohol are substantially homogeneously mixed.

次に混合物を造粒装置例えばスプレードライヤ
ーに入れ、粒径が例えば100ないし300ミクロンの
球状団粒にする。
The mixture is then placed in a granulating device, such as a spray dryer, to form spherical agglomerates having a particle size of, for example, 100 to 300 microns.

この粉末状混合物をプレスにかけ、例えば直径
100mm、厚さ25mmの円板に成形する。
This powdered mixture is pressed through a press, e.g.
Form into a disk of 100mm and 25mm thick.

この成形物を電気炉に入れ焼成する。焼成温度
は例えば1300℃で、時間は例えば6時間がよい。
なお、焼成による非直線抵抗体の特性は焼成温度
が1000℃ないし1400℃のとき、最も良好である。
焼成温度がかわると、非直線抵抗体の特性例えば
非直線抵抗体に電流1mAを流す電圧V1mAが変
るので、種々の過電圧保護装置に要求される非直
線抵抗体の特性を焼成温度を変えるだけで、非直
線抵抗体の組成や他の製造工程を変えずに得られ
る特長がある。
This molded product is placed in an electric furnace and fired. The firing temperature is, for example, 1300° C., and the firing time is, for example, 6 hours.
Note that the characteristics of the nonlinear resistor obtained by firing are best when the firing temperature is 1000°C to 1400°C.
If the firing temperature changes, the characteristics of the nonlinear resistor, for example, the voltage V 1 mA that causes a current of 1 mA to flow through the nonlinear resistor, will change. There are advantages that can be obtained by simply changing the structure without changing the composition of the nonlinear resistor or other manufacturing processes.

焼成後の円板状焼成物は焼成前より収縮する
が、ほぼ均質な組成、密度を有する。
Although the disc-shaped fired product after firing shrinks more than before firing, it has a substantially homogeneous composition and density.

焼成後、試料の表面を軽く研磨し、表面を平滑
にする。
After firing, the surface of the sample is lightly polished to make it smooth.

研磨はダイヤモンド砥石が最も望ましいが他の
研磨装置を用いてもよい。研磨中、研磨油を焼成
体に注ぎ、研磨された粉末を除去すると共に、焼
成物を冷却する。
A diamond grindstone is most desirable for polishing, but other polishing devices may also be used. During polishing, polishing oil is poured into the fired product to remove polished powder and cool the fired product.

表面の平滑度及び焼成物の寸法が規格値に達し
たら研磨を止め、トリクロロトリフルオロエタン
を用いて洗浄する。
When the surface smoothness and dimensions of the fired product reach standard values, polishing is stopped and cleaning is performed using trichlorotrifluoroethane.

洗浄方法は焼成物をトリクロロトリフルオロエ
タン溶液に浸すだけでもよいが、洗浄時間を短か
くするため、超音波洗浄法が望ましい。洗浄時間
は洗浄方法により異なるが、超音波洗浄法では例
えば30分である。
The cleaning method may be to simply immerse the fired product in a trichlorotrifluoroethane solution, but an ultrasonic cleaning method is preferable in order to shorten the cleaning time. Although the cleaning time varies depending on the cleaning method, it is, for example, 30 minutes in the case of an ultrasonic cleaning method.

研磨した後洗浄の終了した円板状焼成体の側面
に例えばセラミツク組成物の泥を塗布したのち、
例えば1000℃の炉で例えば2時間加熱し、セラミ
ツク組成物を円板の表面に融合させる。
After applying mud of a ceramic composition, for example, to the side surface of the polished and cleaned disk-shaped fired body,
The ceramic composition is heated, for example, in a furnace at 1000° C. for 2 hours, to fuse the ceramic composition to the surface of the disc.

次に円板状焼成体の両平面に例えばアルミニウ
ムを金属溶射して電極を形成する。
Next, electrodes are formed on both surfaces of the disk-shaped fired body by metal spraying, for example, aluminum.

この様にして製造した非直線抵抗体の電気的特
性を図に示す。図は、非直線抵抗体を湿度90%以
上、温度75ないし90℃の恒温槽に長期間放置した
ときの、V1mAの変化△V1mAを図示したもので
ある。図中、曲線Aは本発明の製造方法による非
直線抵抗体の電気的特性であり、曲線Bは、従来
の製造方法による非直線抵抗体の電気的特性であ
る。V1mAとは電流が1mA流れる時の電圧をい
う。
The electrical characteristics of the nonlinear resistor manufactured in this manner are shown in the figure. The figure illustrates the change in V 1 mA , ΔV 1 mA , when the nonlinear resistor is left in a constant temperature bath at a humidity of 90% or more and a temperature of 75 to 90° C. for a long period of time. In the figure, curve A is the electrical characteristic of a non-linear resistor manufactured by the manufacturing method of the present invention, and curve B is the electrical characteristic of a non-linear resistor manufactured by the conventional manufacturing method. V 1 mA refers to the voltage when a current of 1 mA flows.

図から明らかなように、本発明の製造方法によ
る非直線抵抗体のV1mAの変化は、従来のものよ
り、著じるしく改善されており、本発明の製造方
法による非直線抵抗体は、避雷器に充分、実用的
に使用できることが確認された。
As is clear from the figure, the change in V 1 mA of the nonlinear resistor manufactured by the manufacturing method of the present invention is significantly improved compared to the conventional one. It was confirmed that it is sufficient and can be practically used in lightning arresters.

上記実施例においては、ZnOを主成物とし、
MgO、Bi2O3、Sb2O3、CoO、Cr2O3、MnO、
Fe2O3を添加した非直線抵抗体について説明した
が、金属酸化物としては、上記のほか酸化ニツケ
ル(NiO)、二酸化硅素(SiO2)、酸化硼素
(B2O3)、酸化銀(AgO)、酸化チタン(TiO2)、
酸化アルミニウム(Al2O3)を用いることもでき
る。この場合、添加する金属酸化物の種類及び添
加量に対応して非直線抵抗体の電気的・機械的特
性に差異が生ずるが、保護される電気系統や電気
機器に合わせて非直線抵抗体を選択できることに
なり、有利である。
In the above example, ZnO is the main component,
MgO, Bi2O3 , Sb2O3 , CoO , Cr2O3 , MnO ,
Although we have described a nonlinear resistor doped with Fe 2 O 3 , other metal oxides include nickel oxide (NiO), silicon dioxide (SiO 2 ), boron oxide (B 2 O 3 ), and silver oxide ( AgO), titanium oxide (TiO 2 ),
Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can also be used. In this case, the electrical and mechanical properties of the non-linear resistor will vary depending on the type and amount of metal oxide added, but the non-linear resistor should be selected according to the electrical system or equipment to be protected. This is an advantage because you can choose.

本発明の製造方法に使用する装置及び製造方法
は上記実施例に限定されるものではなく、他の方
法及び装置を用いても、本発明の効果を得ること
ができるのは勿論である。
The apparatus and manufacturing method used in the manufacturing method of the present invention are not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that the effects of the present invention can be obtained even if other methods and apparatuses are used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は本発明の製造方法を用いて製造した非直線
抵抗体の特性を示す曲線図である。
The figure is a curve diagram showing the characteristics of a nonlinear resistor manufactured using the manufacturing method of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 酸化亜鉛と少なくとも一種類の金属酸化物と
を混合する工程と、該混合物を成形する工程と、
該成形物を1000℃ないし1400℃の温度で焼成する
工程と、該焼成物を研磨油を用いて研磨する工程
と、前記焼成物をトリクロロトリフルオロエタン
を用いて洗浄する工程と、前記焼成物に電極を形
成する工程とを具備することを特徴とする非直線
抵抗体の製造方法。
1. A step of mixing zinc oxide and at least one metal oxide, and a step of molding the mixture,
a step of firing the molded product at a temperature of 1000°C to 1400°C; a step of polishing the fired product using polishing oil; a step of cleaning the fired product using trichlorotrifluoroethane; and a step of cleaning the fired product using trichlorotrifluoroethane. 1. A method for manufacturing a nonlinear resistor, comprising the steps of: forming an electrode;
JP13289779A 1979-10-17 1979-10-17 Method of manufacturing nonnlinear resistor Granted JPS5658205A (en)

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