JPH01309302A - 非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents
非直線抵抗体の製造方法Info
- Publication number
- JPH01309302A JPH01309302A JP63139452A JP13945288A JPH01309302A JP H01309302 A JPH01309302 A JP H01309302A JP 63139452 A JP63139452 A JP 63139452A JP 13945288 A JP13945288 A JP 13945288A JP H01309302 A JPH01309302 A JP H01309302A
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- Japan
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- cobalt
- sintered body
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
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）
本発明は非直線抵抗体の製造方法に係り、特に主成分と
しての酸化亜鉛に副成分としてコバルトを加えた原料の
形態を改良した避雷器などに使用される非直線抵抗体の
製造方法に関する。
しての酸化亜鉛に副成分としてコバルトを加えた原料の
形態を改良した避雷器などに使用される非直線抵抗体の
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使用されている。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た
場合、低い抵抗値となる非直線抵抗体が用いられ、その
代表的なものとして酸化亜鉛を主成分としたものが知ら
れている。
を保護するために避雷器が使用されている。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た
場合、低い抵抗値となる非直線抵抗体が用いられ、その
代表的なものとして酸化亜鉛を主成分としたものが知ら
れている。
一般に、避雷器等に用いられる金属酸化物からなる非直
線抵抗体は、例えば特開昭５９−６５４０５号公報に記
載されているように酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、
ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、コバルト（Ｃ
ｏ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（
Ｎｉ）。
線抵抗体は、例えば特開昭５９−６５４０５号公報に記
載されているように酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、
ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、コバルト（Ｃ
ｏ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（
Ｎｉ）。
ケイ素（Ｓｉｎ、アルミニウム（Ａｊ２ ’）等の成分
を含み、これらは原料の混合、造粒、成形を行い、焼結
し、両端面に電極を取付けて製造される。
を含み、これらは原料の混合、造粒、成形を行い、焼結
し、両端面に電極を取付けて製造される。
さらに詳しく述べれば、酸化亜鉛と酸化物かまたは焼結
によって酸化物に変わる副成分原料を水及び有機バイン
ダーとともに十分混合したのちスプレードライヤー等で
造粒し、得られた造粒粉末をふるい通しにより粗大粒子
や二次凝集粒子を取除き金型に入れ、成形、焼結して抵
抗体内部に発生するボイドやピンホールを排除し、サー
ジ耐量や課電寿命特性の低下を防止する製造方法が知ら
れている。
によって酸化物に変わる副成分原料を水及び有機バイン
ダーとともに十分混合したのちスプレードライヤー等で
造粒し、得られた造粒粉末をふるい通しにより粗大粒子
や二次凝集粒子を取除き金型に入れ、成形、焼結して抵
抗体内部に発生するボイドやピンホールを排除し、サー
ジ耐量や課電寿命特性の低下を防止する製造方法が知ら
れている。
（発明が解決しようとする課題）
近年の電力系統は送電コスト低減のため大容量化、高電
圧化が進みそれにともない避雷器も５００ＫＶが実用化
され、さらに、近い将来１０００ＫＶ（ＵＨＶ）用避雷
器も計画されている。これらの避雷器に使用される非直
線抵抗体は極めて大きなサージエネルギーを処理する必
要があり、そのため非直線抵抗体の大容量化、並列接続
枚数を増加させる等の手段が用いられる。しかしながら
、並列接続枚数の増加は電流分担のアンバランスをまね
き易いなどの特性上の問題から枚数に制限され必然的に
非直線抵抗体の大容量化がはかられる。しかし、厚みは
避雷器の制限電圧等によって制限されるため径を大きく
することになる。このようにして５００ＫＶ、 １００
ＯＫＶ用非直線抵抗体−個の形状は径φが１００＃〜１
２０＃、厚みｔは焼結時の変形及び経済性から２０簡〜
４５Ｍにもなる。こうした非直線抵抗体は焼結が難しく
しばしば放電耐量特性のばらつきとなってあられれ、安
定した製造方法が望まれていた。
圧化が進みそれにともない避雷器も５００ＫＶが実用化
され、さらに、近い将来１０００ＫＶ（ＵＨＶ）用避雷
器も計画されている。これらの避雷器に使用される非直
線抵抗体は極めて大きなサージエネルギーを処理する必
要があり、そのため非直線抵抗体の大容量化、並列接続
枚数を増加させる等の手段が用いられる。しかしながら
、並列接続枚数の増加は電流分担のアンバランスをまね
き易いなどの特性上の問題から枚数に制限され必然的に
非直線抵抗体の大容量化がはかられる。しかし、厚みは
避雷器の制限電圧等によって制限されるため径を大きく
することになる。このようにして５００ＫＶ、 １００
ＯＫＶ用非直線抵抗体−個の形状は径φが１００＃〜１
２０＃、厚みｔは焼結時の変形及び経済性から２０簡〜
４５Ｍにもなる。こうした非直線抵抗体は焼結が難しく
しばしば放電耐量特性のばらつきとなってあられれ、安
定した製造方法が望まれていた。
本発明は上記の点を考慮してなされたもので、焼結時の
安定化をはかり、放電耐量特性の向上及びばらつきを少
なくするとともに非直線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にある。
安定化をはかり、放電耐量特性の向上及びばらつきを少
なくするとともに非直線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にある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は主成分として酸化亜鉛を、副成分としてコバル
ト、添加物として酸化ビスマス、ＷＩ化アンチモン、二
酸化マンガン、酸化クロム、！！ｉ化ニッケル、酸化ケ
イ素、酸化アルミニウムの少なくとも一種を含んだ原料
に水及び有機バインダを加えて混合し、この混合物を造
粒したのち所定形状に成形し、この成型体を加熱して前
記水および有機バインダを除去したのち予備焼成して素
体とし、この素体の側面に高抵抗物を塗布したのち焼成
して焼結体とし、この焼結体の両面に電極を形成する非
直線抵抗体の製造方法において、前記副成分としてのコ
バルトは酸化コバルト（Ｃｏ、Ｏ）の含有率が１０モル
％以下の四・三酸化コバルト（Ｃｏ ３０４ ）でかつ
不純物としての鉄（Ｆｅ）が１０００ ｐｐｍ以下に維
持されていることを特徴とする。
ト、添加物として酸化ビスマス、ＷＩ化アンチモン、二
酸化マンガン、酸化クロム、！！ｉ化ニッケル、酸化ケ
イ素、酸化アルミニウムの少なくとも一種を含んだ原料
に水及び有機バインダを加えて混合し、この混合物を造
粒したのち所定形状に成形し、この成型体を加熱して前
記水および有機バインダを除去したのち予備焼成して素
体とし、この素体の側面に高抵抗物を塗布したのち焼成
して焼結体とし、この焼結体の両面に電極を形成する非
直線抵抗体の製造方法において、前記副成分としてのコ
バルトは酸化コバルト（Ｃｏ、Ｏ）の含有率が１０モル
％以下の四・三酸化コバルト（Ｃｏ ３０４ ）でかつ
不純物としての鉄（Ｆｅ）が１０００ ｐｐｍ以下に維
持されていることを特徴とする。
（作 用）
本発明では原料と水および有機バインダの混合時に均一
に酸化亜鉛（Ｚｎ Ｏ）に分散した四・三酸化コバルト
（Ｃｏ ３０４ ）は焼結過程において、Ｃｏ ＯとＯ
に分解することから焼結素体内部にも酸素が十分に供給
され酸化性雰囲気になり非直線抵抗体の焼結にとって望
ましい条件を作り出し正常な反応が進行する。このこと
によってばらつきの少ない放電耐量特性の向上した非直
線抵抗体が得られる。
に酸化亜鉛（Ｚｎ Ｏ）に分散した四・三酸化コバルト
（Ｃｏ ３０４ ）は焼結過程において、Ｃｏ ＯとＯ
に分解することから焼結素体内部にも酸素が十分に供給
され酸化性雰囲気になり非直線抵抗体の焼結にとって望
ましい条件を作り出し正常な反応が進行する。このこと
によってばらつきの少ない放電耐量特性の向上した非直
線抵抗体が得られる。
（実施例）
以下、本発明の非直線抵抗体の製造方法の一実施例を第
１図および第２図を参照して説明する。
１図および第２図を参照して説明する。
酸化ビスマス（Ｂｉ ２０３ ） 、二酸化マンガン（
Ｍｎ ０２ ），酸化りロム（ＣｉｚＯ３）、二酸化ケ
イ素（Ｓｉ ○２）を各々０．５モル％、四・三酸化コ
バルト（ＣＯ３０４）、ｅ化アンチモン（Ｓｂｚ ０３
＞、＠化ニッケル（Ｎｉ Ｏ）を各々１モル％、酸化
アルミニウム（Ａｆ！、ｚ ０３ ）を０．００３モル
％とし、残りを酸化亜鉛とし正確に秤量する。ざらに微
量の酸化ホウ素（８２０３）を加えるために秤量する。
Ｍｎ ０２ ），酸化りロム（ＣｉｚＯ３）、二酸化ケ
イ素（Ｓｉ ○２）を各々０．５モル％、四・三酸化コ
バルト（ＣＯ３０４）、ｅ化アンチモン（Ｓｂｚ ０３
＞、＠化ニッケル（Ｎｉ Ｏ）を各々１モル％、酸化
アルミニウム（Ａｆ！、ｚ ０３ ）を０．００３モル
％とし、残りを酸化亜鉛とし正確に秤量する。ざらに微
量の酸化ホウ素（８２０３）を加えるために秤量する。
これらの原料を水や分散剤等の有機バインダー類ととも
に混合装置に入れ混合する。次に、混合物をスプレード
ライヤーで噴霧造粒する。これらの造粒粉を金型に入れ
成形し、添加した水と有機バインダー類を除くため空気
中で５００℃で加熱し、さらに１０５０℃で側面に高抵
抗層を形成させるため予備焼成する。その後、高抵抗材
料を塗布し、空気中１２００’Ｃで焼成し、カラーコー
ティングを行い、カラー焼成をする。さらに、両半部を
研磨し、その両半部にアルミニウムを溶射した電極を取
り付けて径１００馴、厚さ２２＃の非直線抵抗体を得た
。
に混合装置に入れ混合する。次に、混合物をスプレード
ライヤーで噴霧造粒する。これらの造粒粉を金型に入れ
成形し、添加した水と有機バインダー類を除くため空気
中で５００℃で加熱し、さらに１０５０℃で側面に高抵
抗層を形成させるため予備焼成する。その後、高抵抗材
料を塗布し、空気中１２００’Ｃで焼成し、カラーコー
ティングを行い、カラー焼成をする。さらに、両半部を
研磨し、その両半部にアルミニウムを溶射した電極を取
り付けて径１００馴、厚さ２２＃の非直線抵抗体を得た
。
上述のようにして得られた非直線抵抗体の放電耐量の測
定を行った。その測定方法は２．５ｍｓ矩形波電流を用
いて５回印加した。第１図は１０個試験を行い抵抗体が
破壊しなかったエネルギーを縦軸に、横軸には四・三酸
化コバルト（Ｃｏ ３０４ ）中の酸化コバルト（Ｃｏ
ｏ）の含有量を示した。
定を行った。その測定方法は２．５ｍｓ矩形波電流を用
いて５回印加した。第１図は１０個試験を行い抵抗体が
破壊しなかったエネルギーを縦軸に、横軸には四・三酸
化コバルト（Ｃｏ ３０４ ）中の酸化コバルト（Ｃｏ
ｏ）の含有量を示した。
酸化コバルト（Ｃｏｏ）の含有量が１０モル％を越える
とばらつきが大きくなり急速に耐量特性が悪化すること
が認められた。
とばらつきが大きくなり急速に耐量特性が悪化すること
が認められた。
第２図は横軸にコバルト原料中のＦｅの含有量（ＰＰＭ
） ヲ、縦軸に非直線特性（Ｖ１０ＫＶ／ＶｔｍＡ）
を示す特性図である。第２図から明らかなように鉄の量
が１１０００ｐｐを越えると悪影響を与えることか認め
られる。これらの結果から、コバルト原料は酸化コバル
ト（Ｃｏｏ）の含有率が１０モル％以下である四・三酸
化コバルト（Ｃｏ ３０４ ）で、かつ不純物としての
鉄（Ｆｅ）が１１０００ｐｐ以下のものを用いることに
よって放電耐量特性、非直線特性が向上する非直線抵抗
体が１９られる。この理由は明らかでないが、次のよう
に考えられる。すなわち、Ｃｏ ３０４は焼結過程にお
いて、Ｃｏ ３０４−３Ｃｏ Ｏ＋０ に変化する。この反応時に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ているものと考えられる。
） ヲ、縦軸に非直線特性（Ｖ１０ＫＶ／ＶｔｍＡ）
を示す特性図である。第２図から明らかなように鉄の量
が１１０００ｐｐを越えると悪影響を与えることか認め
られる。これらの結果から、コバルト原料は酸化コバル
ト（Ｃｏｏ）の含有率が１０モル％以下である四・三酸
化コバルト（Ｃｏ ３０４ ）で、かつ不純物としての
鉄（Ｆｅ）が１１０００ｐｐ以下のものを用いることに
よって放電耐量特性、非直線特性が向上する非直線抵抗
体が１９られる。この理由は明らかでないが、次のよう
に考えられる。すなわち、Ｃｏ ３０４は焼結過程にお
いて、Ｃｏ ３０４−３Ｃｏ Ｏ＋０ に変化する。この反応時に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ているものと考えられる。
非直線抵抗体にかかわらず酸化物系セラミックスは空気
中もしくは空気十酸素による酸化性雰囲気で焼結するこ
とが良好な特性を得る条件でおる。したがって、焼結中
、素体内部まで十分酸素が行きわたらないと正常な生成
反応が阻害されて特性に悪影響を及ぼすことがおる。
中もしくは空気十酸素による酸化性雰囲気で焼結するこ
とが良好な特性を得る条件でおる。したがって、焼結中
、素体内部まで十分酸素が行きわたらないと正常な生成
反応が阻害されて特性に悪影響を及ぼすことがおる。
このように、非直線抵抗体自身から酸素が供給されるこ
とは望ましいことでおる。焼結体の外からの酸素供給の
みでは素体内部まで酸素が十分にゆきわたらない場合で
も内部からの酸素供給によって酸素雰囲気が形成され、
内部まで正常な生成反応が進行することにより構造的に
欠陥のない均質な非直線抵抗体が得られ、放電耐量特性
が向上したと考えられる。
とは望ましいことでおる。焼結体の外からの酸素供給の
みでは素体内部まで酸素が十分にゆきわたらない場合で
も内部からの酸素供給によって酸素雰囲気が形成され、
内部まで正常な生成反応が進行することにより構造的に
欠陥のない均質な非直線抵抗体が得られ、放電耐量特性
が向上したと考えられる。
一方、Ｃｏ Ｏは焼結過程の低温領１ （〜４５０’Ｃ
）において ３Ｃｏ Ｏ＋Ｏ−＋Ｃｏ ３０４ の開化反応をおこす。したがって、Ｃｏ ３０４とは逆
に周囲から酸素を奪うことになる。このため、この温度
領域では酸素欠乏状態になり正常な生成反応が阻害され
る。しかしこれらのＣｏ Ｏの含有率は１０モル％以内
でおれば放電耐量特性に悪影響は与えない。
）において ３Ｃｏ Ｏ＋Ｏ−＋Ｃｏ ３０４ の開化反応をおこす。したがって、Ｃｏ ３０４とは逆
に周囲から酸素を奪うことになる。このため、この温度
領域では酸素欠乏状態になり正常な生成反応が阻害され
る。しかしこれらのＣｏ Ｏの含有率は１０モル％以内
でおれば放電耐量特性に悪影響は与えない。
ざらに、鉄（Ｆｅ）は非直線抵抗体に入ると粒界層等に
偏積し電流の流れを阻害し結果として非直線特性（ＶＩ
ＯＫＡ／Ｖ１ｍＡ ）を悪化する。しかし、鉄の量が１
１０００ｐｐ以下では悪影響は与えない。
偏積し電流の流れを阻害し結果として非直線特性（ＶＩ
ＯＫＡ／Ｖ１ｍＡ ）を悪化する。しかし、鉄の量が１
１０００ｐｐ以下では悪影響は与えない。
なお、本実施例では非直線抵抗体の大きざを直径１００
醋、厚さ２２＃の例で示したか容最の小ざなものでも同
じ効果があることを確認している。ざらに非直線抵抗体
が大容量化した場合の効果は今まで述べてきた理由によ
り明らかで必る。
醋、厚さ２２＃の例で示したか容最の小ざなものでも同
じ効果があることを確認している。ざらに非直線抵抗体
が大容量化した場合の効果は今まで述べてきた理由によ
り明らかで必る。
［発明の効果］
本発明によればコバルト原料として酸化コバルト（Ｃｏ
ｏ）の含有率が１０モル％以下の四・三酸化コバルトで
かつ、不純物として鉄（［ｅ）が１０００ ｐｐｍ以下
であるものを用いることにより焼結過程にａ３いて、素
体内部からも酸素を供給することができ、素体内、外部
どもに正常な反応が進行することにより内部まで構造的
に欠陥の無い均質な焼結体が得られる。その結果、放電
耐量特性が極めて大きく、また、不純物の鉄（Ｆｅ）を
１１０００ｐｐ以下に維持することにより粒界層の性質
が損なわれず非直線特性（ＶＩ ＯＫＡ／Ｖ１ｍＡ ＞
の優れた非直線抵抗体の製造方法を提供することができ
る。
ｏ）の含有率が１０モル％以下の四・三酸化コバルトで
かつ、不純物として鉄（［ｅ）が１０００ ｐｐｍ以下
であるものを用いることにより焼結過程にａ３いて、素
体内部からも酸素を供給することができ、素体内、外部
どもに正常な反応が進行することにより内部まで構造的
に欠陥の無い均質な焼結体が得られる。その結果、放電
耐量特性が極めて大きく、また、不純物の鉄（Ｆｅ）を
１１０００ｐｐ以下に維持することにより粒界層の性質
が損なわれず非直線特性（ＶＩ ＯＫＡ／Ｖ１ｍＡ ＞
の優れた非直線抵抗体の製造方法を提供することができ
る。
第１図および第２図は本発明の詳細な説明するためのも
ので、第１図はコバルト原料中の酸化コバルト（Ｃｏｄ
）の含有率と放電耐量特性との関係を示す特性図、第２
図はコバルト原料中の鉄（Ｆｅ ）の量と非直線特性（
ＶＩＯＫＡ／Ｖｌ ｍＡ ）との関係を示す特性図であ
る。 （８７３３）代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか
１名） ０１０２０ ３０ ｔ、０ ５０コ）ぐル上、ｉ
ｔ牛゛中−＋ｃｏｏｔ じ／、）第 ｉ 図 第２図
ので、第１図はコバルト原料中の酸化コバルト（Ｃｏｄ
）の含有率と放電耐量特性との関係を示す特性図、第２
図はコバルト原料中の鉄（Ｆｅ ）の量と非直線特性（
ＶＩＯＫＡ／Ｖｌ ｍＡ ）との関係を示す特性図であ
る。 （８７３３）代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか
１名） ０１０２０ ３０ ｔ、０ ５０コ）ぐル上、ｉ
ｔ牛゛中−＋ｃｏｏｔ じ／、）第 ｉ 図 第２図
Claims (1)
- 主成分として酸化亜鉛を、副成分としてコバルトを、添
加物として酸化ビスマス，酸化アンチモン，二酸化マン
ガン，酸化クロム，酸化ニッケル，酸化ケイ素，酸化ア
ルミニウムの少なくとも一種を含んだ原料に水および有
機バインダを加えて混合し、この混合物を造粒したのち
所定形状に成形し、この成形体を加熱して前記水および
有機バインダを除去したのち予備焼成して素体とし、こ
の素体の両面に抗抵抗物を塗布したのち焼成して焼結体
とし、この焼結体の両面に電極を形成する非直線抵抗体
の製造方法において、前記副成分としてのコバルトは酸
化コバルト（ＣｏＯ）の含有率が１０モル％以下の四・
三酸化コバルト（Ｃｏ＿３Ｏ＿４）でかつ不純物として
の鉄（Ｆｅ）が１０００ｐｐｍ以下に維持されているこ
とを特徴とする非直線抵抗体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63139452A JPH01309302A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | 非直線抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63139452A JPH01309302A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | 非直線抵抗体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01309302A true JPH01309302A (ja) | 1989-12-13 |
Family
ID=15245541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63139452A Pending JPH01309302A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | 非直線抵抗体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01309302A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62269301A (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-21 | 株式会社東芝 | 非直線抵抗体の製造方法 |
-
1988
- 1988-06-08 JP JP63139452A patent/JPH01309302A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62269301A (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-21 | 株式会社東芝 | 非直線抵抗体の製造方法 |
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