JPS62269301A - 非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents

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） 本発明は避雷器等に用いられる酸化亜鉛を主成分とした
非直線抵抗体の製造方法に関する。

（従来の技術） 電力系統に発生する異常電圧を抑制し、電力系統を保護
する為に避雷器が用いられている。避雷器には正常な電
圧では絶縁特性を示し、異常電圧が印加されると低い抵
抗値となる非直線抵抗体が用いられる。このような非直
線抵抗体は一般にバリスタと呼ばれ、その代表的なもの
としては酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分としたものが知ら
れている。

この種の従来の非直線抵抗体は酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主
成分とし、これにさらにビスマス（Ｂｉ）、アンチモン
（Ｓｂ）、　ｍｌｌシルトＣＯ）、　Ｖンガン（Ｈｎ）
、クロム（ｃｒ）、　ニッケル（Ｎｉ）、シリコン（Ｓ
ｉ）、アルミニウム（Ａ１）等の成分を副成分として含
み、これら成分の混合物を水、有機バインダーとともに
充分に混合した後、スプレードライヤー等で造粒し、得
られた造粒粉末を櫛通しにより粗大粒子や二次凝集した
ものを取り除き、金型に入れて成型した後焼結して非直
線抵抗体を製造するものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、近年の電力系統は送電コスト低減のため大容
量化、高電圧化が進み、これらの送電系統に使用される
避雷器は極めて大きなサージエネルギーを処理する必要
がある。そして、これらの避雷器を構成する非直線抵抗
体も大容量のサージエネルギーを処理する必要がある。

非直線抵抗体を大容量化するには、素子を並列にしてそ
の接続個数を増す等の手段により対応できるが、電流分
担がアンバランスになり易く、必ずしも好ましくはない
。このため、非直線抵抗体の単体素子の容量つまり体積
を増す必要がある。しかしながら、大容量の非直線抵抗
体の単体素子は、その製造に際してボイドやピンホール
が発生し易く、こうしたボイドやピンホールが発生した
非直線抵抗体はザージ耐量にバラツキが生じるという問
題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、サージ耐量
特性を向上させた非直線抵抗体の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は酸化亜鉛を主成分
として、副成分として少なくともコバルトを添加・混合
してから造粒し、この造粒された造粒粉末を所定形状に
成型し、その後焼結して形成した非直線抵抗体の製造方
法において、前記コバルトは四三酸化コバルト（ＣＯ３
０Ｊの形態で添加することを特徴とするものである。

（作用） コバルトを四三酸化コバルト（Ｃｏ３０．））の形態で
添加することにより、非直線抵抗体の焼結過程において
、ＣＯ３０＋がＣｏと０に分解する。この分解工程にお
いて、焼結素子内部に酸素が充分に供給され、非直線抵
抗体の焼結に望ましい条件が作り出され、正常な反応が
進行することにより、素子内部にボイドやピンホールが
生じなくなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例に係る非直線抵抗体の製造方法
について説明する。

先ず、次頁の材料をそれぞれの添加量だけ添加して混合
する。

以下余白 材料名　　　　　　　添加量 酸化ビスマス（Ｂｉ２０３）・・・・・・・・・・・・
０．５四三酸化コバルト（Ｃｏ３０Ｊ・・・・・・０．
５二酸化マンガン（Ｈｎ０２）・・・・・・・・・・・
・０．５酸化クロム（ｃｒｏ、）・・・・・・・・・・
・・・・・・・・０，５二酸化ケイ素（Ｓｉ０，２）・
・・・・・・・・・・・・・・０，５酸化アンチモン（
３ｂ２０３）・・・・・・・・・１．０酸化ニツケル（
Ｎｉｐ）・・・・・・・・・・・・・・・１．０酸化ア
ルミ（＾１２０３）・・・・・・・・・・・・・・・０
．００２５　ｗ酸化亜鉛（ｚｎｏ）・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・残り酸化ボウ素（Ｂ２０３）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・微量（単位：ｍ
ｏ１％ただし、Ｗは重量％）次に、これらの混合物を水
１分散剤、バインダ。

潤滑剤等の有機バインダーとともに分散・混合装置に入
れ、充分に混合した後、スプレードライヤー等で造粒す
る。

このようにして得られた造粒粉末を櫛通しにより粗大粒
子や二次凝集したものを取り除き、金型に入れ成型する
。添加したバインダ類を除くため、空気中で５００℃で
焼成し、ざらに１０５０℃で側面に＝　５− 高抵抗層を形成させるため予備焼成する。

その後、高い抵抗物を塗布して空気中で１２００℃で焼
結し、両平面を研磨し、厚さ４４ｍｍに形成し、側面に
カラーコーティングを施しカラー焼成を行なう。ざらに
、両平面にアルミニュウムのメタリコン電極を付けて直
径１００ｍｍ、厚さ２２ｍｍの非直線抵抗体を得る。

図は本実施例により製造された非直線抵抗体と従来の製
造方法により製造された非直線抵抗体との放電耐量特性
を比較したものである。

放電耐量特性は２．５ｍｓの矩形波電流を用いて５回印
加してた得たエネルギーの値を求め、分布図にしたもの
で、横軸に単位体積当りのエネルギー量を、縦軸にそれ
に耐えた個数をとる。曲線ａが本発明に係る非直線抵抗
体の特性を示し、曲線すは比較のためにコバルト原料と
してＣ００を用いた従来方法にて得られた非直線抵抗体
の特性を示したものである。

こ゛の結果からコバルト原料として四三酸化コバルトを
用いることにより秀れた放電耐量特性を有する非直線抵
抗体が得られることが分る。

上記したようにコバルト原料として四三酸化コバル１〜
を用いることにより放電耐量特性が向上する理由は以下
のように考えられる。

コバルト原料としての四三酸化コバルト（Ｃｏ、０４）
はその焼結工程において下記のように反応することが知
られている。

ＣＯ３Ｏ４→　３ＣＯ＋４０ 以上の反応過程において放出される酸素が非直線抵抗体
の生成反応に好影響を与えるものと考えられる。

一般的に酸化物系セラミックスは空気中あるいは空気と
酸素の雰囲気中で焼成することが良好な特性を得る条件
であることが知られているが、焼結中、素体内部まで酸
素が充分にいきわたらないと、正常な生成反応が阻害さ
れ特性に悪影響を及ぼすことがあった。

従来の非直線抵抗体の製造方法においても酸素雰囲気中
で焼成していたが、本発明に係る製造方法のように、非
直線抵抗体の副成分として添加された四三酸化コバルト
（Ｃ０３０４）から直接、酸素が素体に供給されること
は好ましいことである。焼結体の外からの酸素の供給の
みでは素体の内部まで充分に酸素が行きわたらない場合
でも、素体内部からの酸素の供給によって酸素雰囲気が
形成され素体内部まで正常な生成反応が進行するものと
考えられる。したがって、素体内部に構造的な欠陥のな
い均質な焼結体となるので、放電耐量特性が向上した非
直線抵抗体が得られる。

なお、本実施例では非直線抵抗体の形状は直径１００×
厚さ２２ｍｍのものを用いたが、これよりも容量（体積
）の小さいものでも同等の放電耐量特性が得られること
を確認した。さらに、非直線抵抗体が大型化した場合の
効果は上記したことにより明らかである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る非直線抵抗体の製造
方法によれば、コバルト原料として、四三酸化コバルト
（Ｃｏ、０．、）を用いることにより非直線抵抗体の素
体内部から酸素を供給することができるので、素体の内
部および外部において正常な生成反応が進行する。その
結果、素体内部に構造的な欠陥のない均質な焼結体が得
られ、放電耐量特性の良好な非直線抵抗体が得られる。

【図面の簡単な説明】 図は本発明に係る製造方法により製造された非直線抵抗
体と従来の製造方法により製造された非直線抵抗体との
放電耐量特性の比較図である。 ａ・・・・・・本発明 ｂ・・・・・・従来例 （８γ３３）代理人・弁理士　猪　股　祥　晃（ほか１
名） 耐）折重　　　　　Ｊ１００

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化亜鉛を主成分として、副成分として少なくと
   もコバルトを添加・混合してから造粒し、この造粒され
   た造粒粉末を所定形状に成型し、その後焼結して形成し
   た非直線抵抗体の製造方法において、前記コバルトは四
   三酸化コバルトの形態で添加することを特徴とする非直
   線抵抗体の製造方法。