JPS6016085B2 - 非直線抵抗体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非直線抵抗体に関し、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に関する。

顕著な非直線電流−電圧特性を持つ抵抗は電気回路に発
生する過電圧を抑制する効果があり、各種の電子機器や
電気系統の過電圧保護に用いられている。

このような非直線抵抗のよく知られた例に炭化珪素非直
線抵抗体がある。

炭化珪素非直線抵抗体は低圧用から高圧用の広い電圧範
囲にわたって適用することが可能で、特に電気系統の過
電圧保護に使われる避電器に応用されている。避電器の
典型的な例は第１図に示すように、非直線抵抗体１と放
電ギャップ装置２が直列に接続されて碍子３に収納され
たものである。

避電器に使用される炭化珪素非直線抵抗体は第２図のよ
うに、焼成した炭化珪素円板４とその両端の金属電極５
及び側面の絶縁カラー６から成り立っている。

絶縁カラー６は避雷器が過電圧を抑制するべく放電ギャ
ップ装置２を放電した際、炭化珪素非直線抵抗体１の両
端に印加される高電圧によって炭化珪素非直線抵抗体１
の側面が閃絡することを防ぐ為に必要である。

このような炭化珪素非直線抵抗体１の絶縁カラー６は一
般的にはセラミック組成物であり、大略次のようにして
形成される。

即ち、粉末成形した多孔性の炭化珪素成形体の円板４の
側面にセラミック組成物の泥数を塗布した後、１０００
ｏｏ以上の温度で焼成してセラミック組成物を炭化珪素
非直線抵抗に融合させ、厚さ０．１〜０．５側程度の絶
縁性皮膜を得る。しかし、最近開発された酸化亜鉛系非
直線抵抗体に絶縁カラーを形成するには、上述の炭化珪
素非直線抵抗体とは異なった法を採用しなければならな
い。

その理由は、１０００ｑｏ以上の高温で酸化亜鉛系非直
線抵抗体にセラミック組成物を融合させるとセラミック
組成物の成分が非直線抵抗体の中に拡散して、酸化亜鉛
系非直線抵抗の特徴である高非直線性が著しく損なわれ
るからである。

これとは逆に、３５０００以下の低温で融合するセラミ
ック組成物を絶縁カラー材に使用するとセラミック組成
物の拡散は小さくなるが、一般にそのような低温で融合
するセラミック組成物はそれ自体の比抵抗が低くなり易
く、やはり高非直線性を損ねる結果になる。結局、酸化
亜鉛系非直線抵抗体の絶縁カラー材に用いるセラミック
組成物は‘１’３５０ｏｏ以上１０００℃以下の中程度
の温度で融合し【２｝それ自体が高比抵抗であるような
ものでなければならない。

本発明は非直線抵抗体の絶縁カラー材に対する上記の要
求を満たすもので、３５０３Ｃ以上１０００ｏｏ以下の
中程度の温度で融合し、かつ高比抵抗のセラミック絶縁
カラー材を施した非直線抵抗体を得ることを目的とする
ものである。

本発明の好ましい実施例を第３図に示した。

非直線抵抗円板７の２つの端面には金属熔射による電極
８が、又側面にはセラミック絶縁カラー９が施されてい
る。非直線抵抗本体は酸化亜鉛と酸化マグネシウムを主
成分とし、酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化コバル
ト、酸化マンガン、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化鉄
、二酸化珪素、その他の酸化物を数モル％以下ずつ含む
混合物を直径６．０肌、厚さ２．５仇の円板状に１１０
０〜１４００ｑ０で凝結したものである。セラミック絶
縁カラー材は鉛ガラスフリツトと充填剤を水及び有機結
合剤と共に均一に混合したスラリ−を原料とする。

充填剤の好ましい実施例ではアルミナ、シリカ、長石の
粉末、有機結合剤としてはポリビニールアルコール、メ
チルセルロースを用いた。上述の鉛ガラスと充填剤、有
機結合剤から成るスラリーは、既に暁結して両面を平行
研磨し終った円板状の非直線抵抗の側面に均一に０．１
〜１．０肋の厚さに吹付け塗装される。

塗面を充分乾燥した後に、３５０ご０以上１０００ごＣ
以下の温度で約２び分間焼成して、カラー９を融合固化
させる。その後非直線抵抗円板７の両端面に溶射によっ
て金属電極８を形成する。金台ガラスフリットと充填剤
の配合比についての実験結果を第１表に示した。

第１表 絶縁カラー材の配合比実験の結果第１表で非直
線抵抗体の非直線指数ｎを表わすのにｎ＝１／ｌｏｇ（
Ｖ，／ＶＭ）を用いた。

但し、Ｖ，、ＶＭは各々ＤＣ１ｍＡの電流が流れる時の
非直線抵抗体の印加電圧である。第１表の実験結果から
絶縁カラー材として使用可能な鉛ガラスフリット、充填
剤の配合比を決めることができる。

充填剤が１５重量％以下では非直線指数ｎが小さい。ま
た充填剤が９５重量％以上では絶縁カラー材の機械的強
度が小さくなるので、結局充填剤は１５〜９５重量％の
範囲が良い。それに応じて鉛ガラスフリットは５〜８５
重量％の配合比が適する。充填剤としては上述の好まし
い実施例で用いたアルミナ、シリカ、長石の粉末を用い
たがマグネシア、ジルコニア、ムライト、コーデイェラ
ィト、タルク、粘士などのような他の耐火性の粉末を使
うことができる。また、鉛ガラスフリットとしては軟化
温度が３５０００以上９００００以下のものならば使用
可能である。スラリー塗布方法としては好ましい実施例
では吹付け法によったが、泥糠浸漬法、ローラー及び刷
毛塗り法でもよい。但し、それらの場合にはスラリー粘
度を速度に調整する必要がある。第４図に本発明による
絶縁カラー材の微細構造を示したが、鉛ガラス１０中に
充填剤１１が均一に分散した構造をしている。

３５０こ○以上９００ｑｏ以下の軟化点の鉛ガラスを用
いたので、１００ぴ○以下で絶縁カラー材を形成するこ
とができ、非直線抵抗体１２の中への絶縁カラー材の成
分の拡散が最小に抑制されている。

しかし、例えば特開昭４９一２９４９１号公報に記載の
非直線抵抗体の製造方法で知られるような鉛ガラスだけ
では比抵抗が低いため非直線抵抗体の非直線性が損なわ
れるので、本発明は鉛ガラス中に耐火性の粉末充填物を
分散させて、実質的に鉛ガラスの比抵抗を高くさせて、
非直線性の低下を防止している。即ち前述の特開昭４９
一２９４９１号で知られた低融点結晶化ガラスはＰｂｏ
−Ｚｎ○−Ｂ２０３−ＡＩ２０３一Ｓｉ０２系でこの中
にＮ２０３、Ｓｉ０２が含まれているが、この成分は他
の成分と複合化された単一物として存在するもので、そ
の比抵抗は鉛ガラスとしての比抵抗である。これに対し
て本発明によるものは、ＡＩ２０３、Ｓｉ０２等の鉛ガ
ラスに含まれた成分とは別に、耐火性充填物を鉛ガラス
中に均一に分散させたものである。従ってこの耐火性充
填物はそれ自体鉛ガラス成分とは分離した単一組成物と
して存在しているものであり、これによって実質的に鉛
ガラスの比抵抗を高くさせ、非直線抵抗体に高電圧が印
加されたときの側面部における内絡事故を防止するもの
である。好ましい実施例では電極１３として溶射による
金属電極を用いたが、暁付金属電極を用いることも可能
である。

その場合には絶縁カラー材の焼成温度と金属電極凝付温
度を一致させることが容易なので絶縁カラーと金属電極
を同時に焼成することができるのも本発明の利点である
。また、安価な耐火性充填物を使用することにより、鉛
ガラスフリットの使用量を少なく抑えられるので環境対
策上、及びコスト上からも有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は典型的な避電器の断面図、第２図は炭化珪素非
直線抵抗体の断面図、第３図は本発明のセラミック絶縁
カラーを適用した非直線抵抗体の断面図、第４図は本発
明のセラミック絶縁カラーの微細構造の説明図である。 ７・・・・・・非直線抵抗円板、８・・・・・・金属電
極、９・・・・・・セラミック絶縁カラー、１０・・・
・・・鉛ガラス、１１…・・・充填材、１２……酸化亜
鉛系非直線抵抗体、１３・・・・・・金属電極。第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酸化亜鉛系非直線低抗体の側面に絶縁性材料をコー
   テイングしたものに於て、前記絶縁性材料を、３５０℃
   〜９００℃の軟化点をもつ５〜８５重量％の鉛ガラスと
   、アルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア、ムライ
   ト、コーデイエライト、長石、タルク、粘土などの一種
   または二種以上からなる１５〜９５重量％の耐火性充填
   物とで構成し、前記鉛ガラス中にはこの鉛ガラス成分と
   は分離した単一組成物として前記耐火性充填物が均一に
   分散したものであることを特徴とする非直線抵抗体。