JPH0254502A - 電圧非直線抵抗体 - Google Patents
電圧非直線抵抗体Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体に関
するものである。
するものである。
（従来の技術）
従来から酸化亜鉛を主成分としＢｉ、Ｏ，、Ｓｂ、０．
。
。
５ｉｎ２． Ｃｏ２０．、 ＭｎＯ□等の少量の添加物
を含有した抵抗体は、優れた電圧非直線性を示すことが
広く知られており、その性質を利用して避雷器等に使用
されている。
を含有した抵抗体は、優れた電圧非直線性を示すことが
広く知られており、その性質を利用して避雷器等に使用
されている。
特に避雷器として使用した場合、落雷により過大な電流
が流れても、その電流を通常は絶縁体であり所定電圧よ
りも過大な電圧が印加されると導体となる電圧非直線抵
抗体により接地するため、落雷による事故を防止するこ
とができる。
が流れても、その電流を通常は絶縁体であり所定電圧よ
りも過大な電圧が印加されると導体となる電圧非直線抵
抗体により接地するため、落雷による事故を防止するこ
とができる。
（発明が解決しようとする課題）
この電圧非直線抵抗体の結晶相として、酸化亜鉛の結晶
相のほか粒界層としてα型、β型、γ型、δ型の各ビス
マス層やパイロクロア相等が存在するが、その量比によ
ってはサージ印加後のＶＩＳＡ変化率が大きくなったり
、Ｖ−１特性の温度に対する変化率が大きくなって、い
ずれの場合も多重雷に対しての特性が劣化することがあ
った。また、このようにＶｌａＡ変化率が大きいと、ギ
ャップレス避雷器では熱暴走の危険性が、またギャップ
付避雷器では続流遮断が不可能になる問題もあった。
相のほか粒界層としてα型、β型、γ型、δ型の各ビス
マス層やパイロクロア相等が存在するが、その量比によ
ってはサージ印加後のＶＩＳＡ変化率が大きくなったり
、Ｖ−１特性の温度に対する変化率が大きくなって、い
ずれの場合も多重雷に対しての特性が劣化することがあ
った。また、このようにＶｌａＡ変化率が大きいと、ギ
ャップレス避雷器では熱暴走の危険性が、またギャップ
付避雷器では続流遮断が不可能になる問題もあった。
本発明の目的は上述した課題を解消して、多重雷に対し
ても良好な特性を示す電圧非直線抵抗体を提供しようと
するものである。
ても良好な特性を示す電圧非直線抵抗体を提供しようと
するものである。
（課題を解決するための手段）
本発明の電圧非直線抵抗体は、酸化亜鉛を主成分とし、
酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化ケイ素等の金属酸
化物を添加成分として含む電圧非直線抵抗体において、
酸化ビスマスの結晶相が少なくともβ型、δ型の２種類
の結晶相を含むとともに、β型およびδ型の各結晶量を
βおよびδとしたとき、 の関係を満たすことを特徴とするものである。
酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化ケイ素等の金属酸
化物を添加成分として含む電圧非直線抵抗体において、
酸化ビスマスの結晶相が少なくともβ型、δ型の２種類
の結晶相を含むとともに、β型およびδ型の各結晶量を
βおよびδとしたとき、 の関係を満たすことを特徴とするものである。
（作 用）
上述した構成において、抵抗体中の酸化ビスマスの結晶
相が少なくとも所定量比のβ型およびδ型の結晶相を含
む電圧非直線抵抗体が、後述する実施例から明らかなよ
うに、サージ印加後のＶＩＳＡ変化率が小であるととも
に、Ｖ−１特性の温度に対する変化率が小さいことを見
出したことによる。
相が少なくとも所定量比のβ型およびδ型の結晶相を含
む電圧非直線抵抗体が、後述する実施例から明らかなよ
うに、サージ印加後のＶＩＳＡ変化率が小であるととも
に、Ｖ−１特性の温度に対する変化率が小さいことを見
出したことによる。
その結果、サージ耐量が良好で多重雷に対し゛Ｃ良好で
あるとともに、熱暴走せず寿命も良好な電圧非直線抵抗
体を得ることができる。
あるとともに、熱暴走せず寿命も良好な電圧非直線抵抗
体を得ることができる。
ここで、各相の効果について説明すると、δ相は主に雷
サージ印加後におけるＶｌ＋ａＡ変化率を減少させる効
果がありまたサージ耐量を良好にする効果もある。β相
は主にＶ−１特性の温度に対する変化率を減少させる効
果があり、δ相との共存でさらに効果を向上させること
ができる。ただ、β相のみでは寿命が悪化するため好ま
しくない。また、Ｔ相は寿命は良好になるが他の上記特
性に対しては悪影響を及ぼすため、多くてもＱ、５ｗｔ
％以下であると好ましい。また、パイロクロア相は含有
しない方が好ましい。
サージ印加後におけるＶｌ＋ａＡ変化率を減少させる効
果がありまたサージ耐量を良好にする効果もある。β相
は主にＶ−１特性の温度に対する変化率を減少させる効
果があり、δ相との共存でさらに効果を向上させること
ができる。ただ、β相のみでは寿命が悪化するため好ま
しくない。また、Ｔ相は寿命は良好になるが他の上記特
性に対しては悪影響を及ぼすため、多くてもＱ、５ｗｔ
％以下であると好ましい。また、パイロクロア相は含有
しない方が好ましい。
さらに、製造工程中ガラスフリットを０．０１〜０゜Ｑ
３ｗｔ％添加する。また、酸化ケイ素を非晶質で添加す
ると粒界層が安定化するため好ましい。
３ｗｔ％添加する。また、酸化ケイ素を非晶質で添加す
ると粒界層が安定化するため好ましい。
なお、βとδの関係は７０≦β／（β＋δ）×１００≦
８０であると、さらに本発明の効果が顕著になるため好
ましい。
８０であると、さらに本発明の効果が顕著になるため好
ましい。
（実施例）
酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体を得るには、
まず所定の粒度に調整した酸化亜鉛原料と所定の粒度に
調整した酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン、
酸化アンチモン、酸化クロム、好ましくは非晶質の酸化
ケイ素、酸化ニッケノベ酸化ホウ累、酸化銀等よりなる
添加物の所定量を混合する。なお、この場合酸化銀、酸
化ホウ素の代わりに硝酸銀、ホウ酸を用いてもよい。好
ましくは銀を含むホウケイ酸ビスマスガラスを用いると
よい。この際、これらの原料粉末に対して所定量のポリ
ビニルアルコール水溶液等を加える。
まず所定の粒度に調整した酸化亜鉛原料と所定の粒度に
調整した酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン、
酸化アンチモン、酸化クロム、好ましくは非晶質の酸化
ケイ素、酸化ニッケノベ酸化ホウ累、酸化銀等よりなる
添加物の所定量を混合する。なお、この場合酸化銀、酸
化ホウ素の代わりに硝酸銀、ホウ酸を用いてもよい。好
ましくは銀を含むホウケイ酸ビスマスガラスを用いると
よい。この際、これらの原料粉末に対して所定量のポリ
ビニルアルコール水溶液等を加える。
また好ましくは酸化アルミニウム源として硝酸アルミニ
ウム溶液の所定量を添加する。この混合操作は好ましく
は乳化機を用いる。
ウム溶液の所定量を添加する。この混合操作は好ましく
は乳化機を用いる。
次に好ましくは２００ｍｍＨｇ以下の真空度で減圧脱気
を行い混合泥漿を得る。ここに混合泥漿の水分量は３０
〜３５ｗｔ％程度に、またその混合泥漿の粘度は１００
±５ｏｃｐとするのが好ましい。次に得られた混合泥漿
を噴霧乾燥装置に供給して平均粒径５０〜１５０μｍ１
好ましくは８０〜１２０μｍで、水分量が０．５〜２．
Ｑｗｔ％、より好ましくは０，９〜１．５ｗｔ％の造粒
粉を造粒する。次に得られた造粒粉を、成形工程におい
て、成形圧力８００〜１０００ｋｇ／ｃｍ２の下で所定
の形状に成形する。そしてその成形体を昇降温速度５０
〜７０℃／ｈｒで８００〜１０００℃、保持時間１〜５
時間という条件で焼成する。なお、仮焼成の前に成形体
を昇降温速度１０〜１００℃／ｈｒで４００〜６００℃
、保持時間１〜１０時間で結合剤を飛散除去することが
好ましい。
を行い混合泥漿を得る。ここに混合泥漿の水分量は３０
〜３５ｗｔ％程度に、またその混合泥漿の粘度は１００
±５ｏｃｐとするのが好ましい。次に得られた混合泥漿
を噴霧乾燥装置に供給して平均粒径５０〜１５０μｍ１
好ましくは８０〜１２０μｍで、水分量が０．５〜２．
Ｑｗｔ％、より好ましくは０，９〜１．５ｗｔ％の造粒
粉を造粒する。次に得られた造粒粉を、成形工程におい
て、成形圧力８００〜１０００ｋｇ／ｃｍ２の下で所定
の形状に成形する。そしてその成形体を昇降温速度５０
〜７０℃／ｈｒで８００〜１０００℃、保持時間１〜５
時間という条件で焼成する。なお、仮焼成の前に成形体
を昇降温速度１０〜１００℃／ｈｒで４００〜６００℃
、保持時間１〜１０時間で結合剤を飛散除去することが
好ましい。
次に、仮焼成した仮焼体の側面に絶縁被覆層を形成する
。本願発明では、Ｂｉ、０３．５ｂ２０３． ＺｎＯ。
。本願発明では、Ｂｉ、０３．５ｂ２０３． ＺｎＯ。
Ｓ１０□等の所定量に有機結合剤としてエチルセルロー
ス、プチルカルビトーノベ酢酸ｎブチル等を加えた酸化
物ペーストを、６０〜３００μｍの厚さに仮焼体の側面
に塗布する。次に、これを昇降温速度２０〜６０℃／ｈ
ｒ、 １０００〜１３００℃好ましくは１１００〜１２
５０℃、３〜７時間という条件で本焼成する。なお、ガ
ラス粉末に有機結合剤としてエチルセルロース、ブチル
カルピトール、酢酸ｎブチル等を加えたガラスペースト
を前記の絶縁被覆層上に１００〜３００μｍの厚さに塗
布し、空気中で昇降温速度５０〜２００℃／ ｈ ｒ、
４００〜９００℃保持時間０．５〜２時間という条件で
熱処理することによりガラス層を形成すると好ましい。
ス、プチルカルビトーノベ酢酸ｎブチル等を加えた酸化
物ペーストを、６０〜３００μｍの厚さに仮焼体の側面
に塗布する。次に、これを昇降温速度２０〜６０℃／ｈ
ｒ、 １０００〜１３００℃好ましくは１１００〜１２
５０℃、３〜７時間という条件で本焼成する。なお、ガ
ラス粉末に有機結合剤としてエチルセルロース、ブチル
カルピトール、酢酸ｎブチル等を加えたガラスペースト
を前記の絶縁被覆層上に１００〜３００μｍの厚さに塗
布し、空気中で昇降温速度５０〜２００℃／ ｈ ｒ、
４００〜９００℃保持時間０．５〜２時間という条件で
熱処理することによりガラス層を形成すると好ましい。
その後、得られた電圧非直線抵抗体の両端面をＳ＋Ｃ，
Ａ ｊｉ！ ２０３． ダイヤモンド等の＃４００〜
２０００相当の研磨剤により水好ましくは油を研磨液と
して使用して研磨する。次に、研磨面を洗浄後、研磨し
た両端面に例えばアルミニウムメタリコン等によってメ
タリコン電極を例えば溶射により設けて電圧非直線抵抗
体を得ている。
Ａ ｊｉ！ ２０３． ダイヤモンド等の＃４００〜
２０００相当の研磨剤により水好ましくは油を研磨液と
して使用して研磨する。次に、研磨面を洗浄後、研磨し
た両端面に例えばアルミニウムメタリコン等によってメ
タリコン電極を例えば溶射により設けて電圧非直線抵抗
体を得ている。
上述した製造方法において、原料の種類及び添加量、本
焼成条件、本焼成冷却速度、本焼成後における熱処理条
件等を種々組合せることにより、焼結体中に少なくとも
所定量のβ−Ｂ１２０３結晶相およびδ−Ｂｉ、０３結
晶相を含む本発明の電圧非直線抵抗体が製造でき、目的
とするｖ４え変化率、Ｖ−１特性の温度に対する変化率
等の良好な電圧非直線抵抗体が得られるものである。
焼成条件、本焼成冷却速度、本焼成後における熱処理条
件等を種々組合せることにより、焼結体中に少なくとも
所定量のβ−Ｂ１２０３結晶相およびδ−Ｂｉ、０３結
晶相を含む本発明の電圧非直線抵抗体が製造でき、目的
とするｖ４え変化率、Ｖ−１特性の温度に対する変化率
等の良好な電圧非直線抵抗体が得られるものである。
以下、実際に本発明の範囲内および範囲外の電圧非直線
抵抗体において、各種特性を測定した結果について説明
する。
抵抗体において、各種特性を測定した結果について説明
する。
実施例
上述した方法に従って、Ｂｉ２Ｏ，、Ｃｏ３Ｏ４，Ｍｎ
Ｏ２゜５ｂ２０．ｅ Ｃｒ２ｋ を各々０．１〜２，
０ モＪＬ＋％、 八β（ＮＯ３）３・９Ｈ，００，０
０１〜０．０１モル％、銀を含むホウケイ酸ビスマスガ
ラス０．０１〜Ｑ、３ｗｔ％、非晶質のＳｉＯ□０，５
〜３，０モル％、残部ＺｎＯからなる原料から直径４７
ｍｍ、厚さ２２．５ｍｍの形状の第１表に示す結晶相を
有する本発明試料Ｎ０１１〜７と比較例試料Ｎ０１１〜
３の電圧非直線抵抗体を準備した。
Ｏ２゜５ｂ２０．ｅ Ｃｒ２ｋ を各々０．１〜２，
０ モＪＬ＋％、 八β（ＮＯ３）３・９Ｈ，００，０
０１〜０．０１モル％、銀を含むホウケイ酸ビスマスガ
ラス０．０１〜Ｑ、３ｗｔ％、非晶質のＳｉＯ□０，５
〜３，０モル％、残部ＺｎＯからなる原料から直径４７
ｍｍ、厚さ２２．５ｍｍの形状の第１表に示す結晶相を
有する本発明試料Ｎ０１１〜７と比較例試料Ｎ０１１〜
３の電圧非直線抵抗体を準備した。
準備した本発明および比較例の抵抗体に対して、温度特
性、Ｖｌ＋＋＋Ａ低下率、雷サージ耐１ｉよび開閉サー
ジ耐量を測定するとともに、課電寿命パターンを求めた
。結果を第１表に示す。ここで、温度特性は、２５℃に
おけるＶＩＳＡおよびＶ４０ｋＡに対する１５０℃にお
けるＶｌｍＡおよびＶ、。、Ａの変化率として求めた。
性、Ｖｌ＋＋＋Ａ低下率、雷サージ耐１ｉよび開閉サー
ジ耐量を測定するとともに、課電寿命パターンを求めた
。結果を第１表に示す。ここで、温度特性は、２５℃に
おけるＶＩＳＡおよびＶ４０ｋＡに対する１５０℃にお
けるＶｌｍＡおよびＶ、。、Ａの変化率として求めた。
１５０℃では２５℃と比較してＶｌｍＡは低下し、Ｖ、
。、は増大する。ＶＩＩＩＡ低下率は、３０ｋＡの電流
を８７２０μｓの電流波形で１０回印加した前後のＶｌ
＋ａＡより求めた。雷サージ耐量は、１３０ｋＡおよび
１５０ｋＡの電流を ４７１０μｓの電流波形で２回繰り返し印加した後破壊
したものをＸ、破壊しなかったものをＯと表示した。開
閉サージ耐量は８００Ａおよび１００ＯＡの電流を２ｍ
ｓの電流波形で２０回繰り返し印加した後破壊したもの
をｘ１破壊しなかったものを０と表示した。さらに、課
電パターンは第１図におけるもれ電流と時間の関係から
求めた。第１図において：Ａは最良のもの、Ｂは暴走せ
ずに戻るため良好なもの、Ｃは熱暴走するものをそれぞ
れ示している。
。、は増大する。ＶＩＩＩＡ低下率は、３０ｋＡの電流
を８７２０μｓの電流波形で１０回印加した前後のＶｌ
＋ａＡより求めた。雷サージ耐量は、１３０ｋＡおよび
１５０ｋＡの電流を ４７１０μｓの電流波形で２回繰り返し印加した後破壊
したものをＸ、破壊しなかったものをＯと表示した。開
閉サージ耐量は８００Ａおよび１００ＯＡの電流を２ｍ
ｓの電流波形で２０回繰り返し印加した後破壊したもの
をｘ１破壊しなかったものを０と表示した。さらに、課
電パターンは第１図におけるもれ電流と時間の関係から
求めた。第１図において：Ａは最良のもの、Ｂは暴走せ
ずに戻るため良好なもの、Ｃは熱暴走するものをそれぞ
れ示している。
なお、各結晶相量はＸ線回折による内部標準法により求
めた。
めた。
第１表の結果から、少なくとも所定量比のβ相とδ相と
を含む本発明の抵抗体は、比較例に比べて温度特性およ
びＶｌａＡ低下率が良好であるとともに他の緒特性も良
好なことがわかる。
を含む本発明の抵抗体は、比較例に比べて温度特性およ
びＶｌａＡ低下率が良好であるとともに他の緒特性も良
好なことがわかる。
なお、本発明の課電寿命パターンはＡではないが熱暴走
する恐れはない。ギャップ付避雷器では素子は常時課電
されているためＢでも全く問題とはならない。
する恐れはない。ギャップ付避雷器では素子は常時課電
されているためＢでも全く問題とはならない。
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明の電圧非直線抵
抗体は、少なくとも所定量比のβ相とδ相とを含有させ
ることにより、雷サージ印加によるＶｌ＋＋＋Ａ変化が
小さく電圧−電流特性の温度変化が小さく良好な多重雷
に対する特性を得るとともに、良好なサージ耐量、寿命
等の他の特性も得ることができる。
抗体は、少なくとも所定量比のβ相とδ相とを含有させ
ることにより、雷サージ印加によるＶｌ＋＋＋Ａ変化が
小さく電圧−電流特性の温度変化が小さく良好な多重雷
に対する特性を得るとともに、良好なサージ耐量、寿命
等の他の特性も得ることができる。
第１図は課電パターンをもれ電流と時間との関係で示す
グラフである。
グラフである。
Claims (1)
- １．酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマス、酸化アンチ
モン、酸化ケイ素等の金属酸化物を添加成分として含む
電圧非直線抵抗体において、酸化ビスマスの結晶相が少
なくともβ型、δ型の２種類の結晶相を含むとともに、
β型およびδ型の各結晶量をβおよびδとしたとき、 ６０≦β／β＋δ×１００≦９０ の関係を満たすことを特徴とする電圧非直線抵抗体。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63203920A JPH0812806B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 電圧非直線抵抗体 |
| EP89307787A EP0358323B1 (en) | 1988-08-10 | 1989-08-01 | Voltage non-linear type resistors |
| DE68910621T DE68910621T2 (de) | 1988-08-10 | 1989-08-01 | Nichtlineare spannungsabhängige Widerstände. |
| US07/389,301 US5039971A (en) | 1988-08-10 | 1989-08-03 | Voltage non-linear type resistors |
| CA000607731A CA1331508C (en) | 1988-08-10 | 1989-08-08 | Voltage non-linear type resistors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63203920A JPH0812806B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 電圧非直線抵抗体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0254502A true JPH0254502A (ja) | 1990-02-23 |
| JPH0812806B2 JPH0812806B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=16481882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63203920A Expired - Lifetime JPH0812806B2 (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-18 | 電圧非直線抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812806B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115502A (en) * | 1980-02-18 | 1981-09-10 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of manufacturing nonnlinear resistor |
-
1988
- 1988-08-18 JP JP63203920A patent/JPH0812806B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115502A (en) * | 1980-02-18 | 1981-09-10 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of manufacturing nonnlinear resistor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0812806B2 (ja) | 1996-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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