JPH06188105A - 非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 焼結体１の側面にアラミド樹脂を塗布して加
熱し高抵抗層２を形成して電極３を取付ける非直線抵抗
体の製造方法。 【効果】 耐量値が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は酸化亜鉛を主成分とする
非直線抵抗体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電力系統における異常電圧を抑制
し、電力系統を保護するために避雷器が用いられてい
る。避雷器には正常な電圧で絶縁特性を示し、異常電圧
が発生したときには低抵抗性を示し、系統を保護する非
直線抵抗体が採用されている。

【０００３】この非直線抵抗体は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）
を主成分とし、Ｂｉ，Ｓｂ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，
Ｓｉを副成分とする。これらの原料を水及び有機バイン
ダとともに十分混合した後、スプレードライヤ等で造粒
し、得られた造粒粉を円板状に成形し、この円板状の成
形体を焼成して焼結体を得、この焼結体の側面に沿面閃
絡を防止するためにＳｉＯ₂ ，Ｂｉ₂ Ｏ₃ ，Ｓｂ₂ Ｏ₃
等を水及び有機バインダとともに混合した高抵抗物質を
塗布して1000〜1200℃で再焼成し高抵抗層を形成する。
さらに焼結体の両端面を研磨し、電極を取り付けて非直
線抵抗体とする。

【０００４】ところで、近年電力系統は大容量化、高電
圧化が進んでいる。これに伴い、避雷器を構成する非直
線抵抗体の大容量化が図られている。具体的には、非直
線抵抗体の厚さ及び面積の増量が成されている。

【０００５】しかしながら、こうした大型の非直線抵抗
体は焼結時に変形しやすく、また、高抵抗層を形成する
ために1000℃以上で再焼成を行っていたので所定の形状
が得られにくいという問題があった。非直線抵抗体の変
形は、非直線抵抗特性や放電耐量特性といった電気特性
の低下やバラツキを招く。また非直線抵抗体はＳＦ₆ガ
ス中で使用されることが多く、ＳＦ₆ ガスの分解ガスが
焼結体に接触すると腐食が起こり非直線抵抗体の電気特
性が低下するという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
非直線抵抗体は大容量化に伴い高抵抗層の形成及び分解
ガスの浸透によって電気特性の低下やバラツキの増大を
招くという問題があった。そこで本発明の目的は大容量
でしかも放電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にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては第一の発明として酸化亜鉛を主成分
とする成形体を焼成し、得られた焼結体の側面に高抵抗
層を形成する非直線抵抗体の製造方法において、前記焼
結体の側面にアラミド樹脂を塗布して加熱し、前記高抵
抗層を形成することを特徴とする非直線抵抗体の製造方
法を提供する。また第二の発明として酸化亜鉛を主成分
とする成形体を焼成し、得られた焼結体の側面に高抵抗
層を形成する非直線抵抗体の製造方法において、前記焼
結体の側面にアラミド樹脂とアラミドフィルムを層状に
配設して加熱し、２層の前記高抵抗層を形成することを
特徴とする非直線抵抗体の製造方法を提供する。

【０００８】

【作用】アラミド樹脂及びアラミドフィルムは400 ℃以
下の温度で熱硬化するため、高抵抗層を形成するための
加熱温度を従来より低くすることができる。このため所
定の形状の非直線抵抗体が得られやすくなり、放電耐量
特性が向上する。

【０００９】またアラミド樹脂及びアラミドフィルムは
気体透過性が極めて小さいため、ＳＦ₆ ガスの分解ガス
から焼結体の側面を保護することができ、非直線抵抗体
の電気特性の低下を防止できる。

【００１０】

【実施例】第一の実施例

【００１１】本発明の第一の実施例を図１乃至図６を参
照して説明する。主成分であるＺｎＯに副成分としてＢ
ｉ₂ Ｏ₃ ，ＭｎＯ₂ ，ＳｉＯ₂ ，Ｃｒ₂ Ｏ₃ を夫々0.5m
ol％加え、Ｃｏ₂ Ｏ₃ ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ ，ＮｉＯを夫々１mo
l ％加えて原料とする。この原料に水及び分散剤等の有
機バインダ類を加えて混合装置で混合し、得られた混合
物をスプレードライヤで例えば粒径100 μｍに噴霧造粒
する。この造粒粉を金型に入れて加圧し、例えば円板状
に成形して得られた成形体から有機バインダ類を除去す
るため空気中で焼成し、さらに高温で焼成して図１に示
すような焼結体１を得る。次に焼結体１の側面に以下に
示すようなメタ系のアラミド樹脂をロール塗布機を用い
て塗布する。

【００１２】

【化１】

【００１３】塗布時のアラミド樹脂の粘度は５〜30ポイ
ズに調整し、塗布時のアラミド樹脂の厚さは50〜300 μ
ｍに調整する。塗布したアラミド樹脂を焼結体１に焼付
けるため図２に示した焼成パターンで焼結体１を加熱す
る。即ち略１時間かけて150℃まで加熱し、150 ℃で２
時間保持し、さらに略１時間かけて350 ℃まで徐々に温
度を上げ350 ℃で２時間保持したのち放冷する。アラミ
ド樹脂の焼付けのための加熱速度は10℃／min 以下にな
るよう制御する。こうして図１に示すように高抵抗層２
を形成した後焼結体１の両端面を研磨し、アルミニウム
を溶射して両端面に電極３を形成し非直線抵抗体とす
る。次に作用について説明する。

【００１４】本実施例においては高抵抗層の焼付けのた
めの温度は350 ℃以下であり、従来の1000℃に比べて加
熱温度を大幅に低下させることができる。このため再焼
成による焼結体のゆがみが低減し非直線抵抗体の放電耐
量値（以下耐量値という）を向上させることができる。
図３に示すように従来の方法による非直線抵抗体の耐量
値は180J/CC であるのに対し、本実施例による非直線抵
抗体は220J/CC に向上した。

【００１５】アラミド樹脂の焼付け時に急激に温度を上
昇させると、アラミド樹脂中に気泡等が発生し高抵抗層
の表面に凹凸部が形成される。この凹凸部には電界が集
中しやすく、沿面閃絡を起こして耐量値が低下する可能
性がある。このため加熱速度は10℃／min 以下が望まし
い。

【００１６】図４は塗布時のアラミド樹脂の厚さと耐量
値との関係を示している。本実施例においてはアラミド
樹脂の厚さは50〜300 μｍの範囲であるが、比較のため
にこの範囲外の厚さのアラミド樹脂を塗布した非直線抵
抗体についても耐量値の測定を行った。図４から明らか
なように本実施例、即ち厚さ50〜300 μｍの範囲で耐量
値が向上することがわかる。このような結果が得られた
理由としては、厚さが50μｍ末満であると高抵抗層の表
面に凹部が形成されやすく、又厚さが300 μｍを越える
と高抵抗層内に含まれた10〜100 μｍ程度の気泡が拡散
しにくくなり高抵抗層の表面に凹凸部を生じることが挙
げられる。凹凸部や気泡の周囲には電界が集中しやすく
沿面閃絡を起こしやすくなる。

【００１７】図５は塗布時のアラミド樹脂の粘度と非直
線抵抗体の耐量値との関係を示している。焼結体にアラ
ミド樹脂を塗布する際のアラミド樹脂の粘度は本実施例
のように５〜30ポイズであることが望ましい。５ポイズ
未満の粘度で塗布すると高抵抗層に凹部が形成されやす
く、アラミド樹脂の厚さも２μｍ以下になって沿面閃絡
が起こりやすくなる。また30ポイズよりも高粘度のアラ
ミド樹脂を塗布するとアラミド樹脂中に含まれる気泡及
び塗布時に生じた気泡がアラミド樹脂の外へ拡散しきれ
ず沿面閃絡が起こりやすくなる。

【００１８】アラミド樹脂は耐熱性の樹脂として知られ
ているポリイミド樹脂と同様に、耐熱性、絶縁性及び耐
薬品性にすぐれ、しかもポリイミド樹脂に比較して気体
透過性が極めて小さく、ＳＦ₆ ガスの分解ガス浸透から
焼結体を保護することができる。図６は焼結体の側面に
アラミド樹脂を塗布した本実施例の非直線抵抗体と側面
にポリイミド樹脂を塗布した非直線抵抗体の電気特性の
変化をもれ電流比を例に比較したものである。もれ電流
Ｉ_R と初期もれ電流Ｉ_ROの比であるもれ電流比Ｉ_R ／Ｉ
_ROは非直線抵抗体が劣化すると１より小さくなってい
く。非直線抵抗体に電圧を印加し、80℃のＳＦ₆ ガス中
でのもれ電流比の変化を数千時間にわたって測定したと
ころ本実施例の非直線抵抗体のもれ電流比の低下はポリ
イミド樹脂を塗布した場合に比べて小さく、図６に示す
ように3000時間を経過してもほとんど変化しなかった。

【００１９】以上のように本実施例によれば、高抵抗層
をアラミド樹脂で形成することによって再焼成温度を低
くでき、ＳＦ₆ ガスの分解ガスから焼結体を保護するこ
とができ非直線抵抗体の耐量値が向上するという効果を
奏する。なおアラミド樹脂の塗布時の粘度は５〜30ポイ
ズ、厚さは50〜300 μｍ、焼付けのための加熱速度は10
℃／min 以下であることが望ましい。 第二の実施例 本発明の第二の実施例を図７乃至図９を参照して説明す
る。

【００２０】第一の実施例と同様に図７に示す焼結体１
を製造する。この焼結体１の側面に厚さ５〜20μｍのア
ラミド樹脂を塗布し、このアラミド樹脂の表面を覆う大
きさに加工した厚さ20〜100 μｍのアラミドフィルムを
アラミド樹脂の上から焼結体の側面に巻き付ける。アラ
ミド樹脂は第一の実施例に示したメタ系のアラミドから
成るものを用い、アラミドフィルムには以下に示すパラ
系のアラミドを用いる。

【００２１】

【化２】

【００２２】焼結体１にアラミドフィルムを巻付けた
後、図２に示した焼成パターンで焼結体１を加熱し、図
７に示すようにアラミド樹脂から成る高抵抗層２ａ及び
アラミドフィルムから成る高抵抗層２ｂを形成する。高
抵抗層２ａ，２ｂを形成した焼結体１の両端面を研磨
し、アルミニウムの溶射で電極３を形成し非直線抵抗体
とする。

【００２３】アラミドフィルムを焼結体１に配設する場
合、あらかじめアラミドフィルムにアラミド樹脂を塗布
しておき、この塗布面を焼結体１の側面に密着させても
よい。また焼結体１の両端面に電極３を形成した後高抵
抗層２ａ，２ｂを形成してもよい。次に作用について説
明する。

【００２４】本実施例においては高抵抗層２ａ，２ｂの
焼付けのための温度は第一の実施例と同様に350 ℃以下
であり、従来に比べて大幅に焼付け温度を低下させるこ
とができる。このため再焼成による焼結体のゆがみが低
減し、耐量値が約220J/CC に向上する。高抵抗層２ａ，
２ｂの焼付け時の加熱速度は第一の実施例と同様に10℃
／min 以下が望ましい。

【００２５】図８はアラミドフィルムの厚さを80μｍと
したときのアラミド樹脂の厚さと耐量値の関係を示した
ものである。本実施例に示したようにアラミド樹脂の厚
さが５〜20μｍの範囲にあるとき耐量値の向上が認めら
れる。一方アラミド樹脂の厚さが５μｍに満たない場
合、塗布されたアラミド樹脂が焼結体表面の微小な穴に
吸収されてしまいアラミド樹脂とアラミドフィルムとの
間に空隙が生じてアラミドフィルムの密着性が悪くな
る。また厚さが20μｍを越えるとアラミド樹脂中の有機
溶媒が拡散しにくく、アラミドフィルムとの間に空隙が
形成されたり高抵抗層２ｂの表面に凹凸部が生じたりす
る。アラミドフィルムが剥離したり、空隙や凹凸部が生
じると沿面閃絡が起こりやすくなり耐量値は低下する。

【００２６】図９はアラミド樹脂を10μｍ塗布したとき
のアラミドフィルムの厚さと耐量値の関係を示したもの
である。本実施例に示したようにアラミドフィルムの厚
さが20〜100 μｍの範囲にあるとき耐量値の向上が認め
られる理由としてはこの範囲外の厚さでは高抵抗層２ｂ
の表面に凹凸部が生じやすくなり沿面閃絡が起こりやす
いことが挙げられる。

【００２７】第二の実施例も第一の実施例と同様に耐量
値が向上し、しかも既にィルム状に形成されたアラミド
フィルムを用いるため所定の厚さの高抵抗層をより容易
に形成することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明の非直線抵抗体の製
造方法によれば高抵抗層をアラミド樹脂あるいはアラミ
ド樹脂とアラミドフィルムで構成することにより高抵抗
層の焼付け温度を低下させることができ、またＳＦ₆ ガ
スの分解ガスから焼結体を保護することができるので非
直線抵抗体の耐量値を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例による非直線抵抗体の断
面図

【図２】本発明の第一及び第二の実施例を示す高抵抗層
の焼成パターン

【図３】本発明の第一及び第二の実施例による非直線抵
抗体と従来の非直線抵抗体の耐量値の分布

【図４】本発明の第一の実施例を示すアラミド樹脂の厚
さと耐量値の関係

【図５】本発明の第一の実施例を示すアラミド樹脂の塗
布時の粘度と耐量値の関係

【図６】本発明の第一及び第二の実施例によるアラミド
樹脂あるいはアラミド樹脂とアラミドフィルムを焼付け
た非直線抵抗体と、ポリイミド樹脂を焼付けた非直線抵
抗体のもれ電流比の比較

【図７】本発明の第二の実施例による非直線抵抗体の断
面図

【図８】本発明の第二の実施例を示すアラミド樹脂の厚
さと耐量値の関係

【図９】本発明の第二の実施例を示すアラミドフィルム
の厚さと耐量値の関係

【符号の説明】

１…焼結体、２，２ａ，２ｂ…高抵抗層、３…電極。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化亜鉛を主成分とする成形体を焼成
   し、得られた焼結体の側面に高抵抗層を形成する非直線
   抵抗体の製造方法において、 前記焼結体の側面にアラミド樹脂を塗布して加熱し、前
   記高抵抗層を形成することを特徴とする非直線抵抗体の
   製造方法。
2. 【請求項２】 酸化亜鉛を主成分とする成形体を焼成
   し、得られた焼結体の側面に高抵抗層を形成する非直線
   抵抗体の製造方法において、前記焼結体の側面にアラミ
   ド樹脂とアラミドフィルムを層状に配設して加熱し、２
   層の前記高抵抗層を形成することを特徴とする非直線抵
   抗体の製造方法。