JPS63132402A - 電圧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！！！遣方法に関するもので特に酸化亜
鉛に加える微量の８の分散性を改良した非直線抵抗体の
製造方法に関する。

（従来の技術） 電圧非直線抵抗体は、一般にはバリスタと呼ばれ、その
潰れた非直線電圧−電流特性が利用されて、電圧安定化
或いはサージ吸収を目的とした避雷器やサージアブソー
バに広く利用されている。

代表的なものとして、近年開発された酸化亜鉛バリスタ
がある。これは酸化亜鉛を主成分とし、これに少量のビ
スマス、アンチモン、コバル１〜、マンガン、クロム等
の酸化物を添加し、混合造粒、成形した後、空気中で高
温焼成し、その焼結体に￥！極を取り付けて（ｔ￥成さ
れるものでおる。その非直線抵抗特性は非常に優れてお
り、焼結体は酸化亜鉛粒子とその周囲をとりまく添加物
により形成される粒界層から成り、優れた非直線抵抗特
性は酸化亜鉛粒子と粒界層との界面に起因すると考えら
れており、電圧−電流特性をある程度任意に調節し冑る
等多くの特徴を備えている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、これら酸化亜鉛系バリスタを電力用避雷器と
して使用するには、次の様な欠点があった。

近年送変電設備の建設費を軽減する目的で送電電圧の超
高圧化、Ｉ８縁保護レベルの低減化が要求されており、
これに対して避雷器用素子について（ト）非直線特性の
改善、■高課電率での高々白化の添加物の添加邑を変化
させる、Ｑ９新しい添加物を加える、（→特に寿命特性
改善のために酸化ＴＪ′Ａ素を含むガラスを添加する方
法等が採られている。

（特公昭５８−１１０８４＞　シかし０）〜仁）の方法
では非直線特性あるいはスデ命特性のうち一方は改善で
きるがその時には他方の特性を悪化させる傾向があり両
方の特性を同時に改善する事は難しかった。また、最近
の研究でＢ成分を叩ｍ　（８３８０３）で用い水溶液で
添加して耐湿特性を改善した例（特開昭６０−２２３１
０１　＞などがある。しかし、一つの欠点を有している
事が明らかになった。すなわち、各製造ロフト、素子間
で寿命特性が変動することすなわち寿命のバラツキが大
きいという小である。これは避雷器用素子を安定して工
業的に生産する上から大きな問題となる。

本発明は上記要望に鑑みなされたもので、寿命特性の安
定した非直線抵抗体の製造方法を提供するものでおる。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本発明は、酸化亜鉛を主成
分とし副成分としてＢｉ２Ｏ３、５ｂ２Ｏ３などを添加
し、これを混合、成形、焼結する事によって非オーム性
を有する焼結体を得る工程において、少なくともＢをＢ
２Ｏ３に換算して少なくとも１１０００ＰＰ以下含み主
成分のｌｎＯとＢ２Ｏ３のみを必らかしめ混合しスプレ
ードライして得られたＺｎＯとＢ２Ｏ３の混合粉末に他
の添加物を混合する事を特徴とする。

（作　用） この方法により微はで寿命特性に効果のあるＢを他の成
分の間に均一分散させることにより寿命特性の安定した
しかも非直線特性の良好な非直線抵抗体を得ることがで
きる。

（発明の実施例） 以下、本発明の一実施例を詳細に説明する。酸化＋１：
’スマス（ＢｔｚＯ３＞、酸化コバルト（ＣＯ３０４）
、酸化マンガン（）１ｎＯ）を１．０モル％、酸化アン
チモン（Ｓ□ｂ２Ｏ３）、酸化ニッケル（Ｎｉｐ）を１
．５モル％、酸化硅素（Ｓｉ０２）、酸化クロム（Ｃｒ
ｚＯ３）を０．５モル％、酸化アルミニウム（＃２２Ｏ
３）を０．００４モル％とし残りを酸化亜鉛（ＺｎＯ）
とし正確に秤量する。さらに微量の酸化硼素（Ｂ２Ｏ３
）も秤量する。

この様な構成の非直線抵抗体を製造するにはまず、酸化
亜鉛（ＺｎＯ）の粉末と酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）を水、分
散剤と共に混合装置に入れ所定・時間混合しこの混合物
をスプレードライヤーで造粒した。この造粒粉と他の添
加物を再び混合装置に入れ水、分散剤、結合剤、′ＦＡ
潰剤と共に十分混合し再度スプレードライヤーで造粒し
た。この時最初のＺｎＯとＢ２Ｏ３の混合物造粒粉は結
合剤を含まないため混合装置で容易にほぐされＺｎＯと
Ｂ２Ｏ３の均一混合を保ちつつ他の添加物とも十分に混
合された。この粉末をプレスにかけ直径５０ｍ厚さ３０
履の円板に成形した。添加した分散剤、結合剤、潤滑剤
を予め除くため空気中で５００″Ｃで焼成後、１０２Ｏ
’Ｃで仮焼した素体に予め用意した高抵抗層形成用スラ
リーをスプレーガンを用いて塗布した。

この素体を空気雰囲気中で１２Ｏ０℃の温度で焼成した
。このようにして得た焼結素体の両面を平行に回層し厚
さ２Ｏｍとした俊、アルミニウムの溶射により電極を形
成して、電圧非直線抵抗体を得た。

ここで非直線特性はＶ　Ｉ　ＫＡ／　Ｖ　１　ｍＡを求
めた。更に寿命特性Ｉ　Ｒ／　Ｉ　ＲＱは温度１２Ｏ℃
、課Ｎ率９５９６で２Ｏ０時間課電し次の式より゛求め
た。

非直線特性は従来例、実施例共に１．４０±０．０２で
良好な値を示した。

第１図に寿命特性としての課電によるＩＲ／ＩＲＱを示
す。これはｇ！電による素子の安定性を示すもので必り
Ｂ２Ｏ３をｌｎｏおよび他の添加物と一緒に混合した従
来例υとＺｎＯとＢ２Ｏ３のみを混合して得られたｌｎ
Ｏ、Ｂ２Ｏ３の混合物を他の添加物と混合した実施例に
）の試料１０個について前述の条件で試験したものでお
る。これによれば実施例は試料間のバラツキが少なく全
試料共安定したしかも良好な寿命特性を示している事が
わかる。

これに対して従来例は１０個の試料中１個（ＮＯ７）の
みは良い寿命特性を示すが残りの９個はＩＲ／ＩＲＱが
１．０よりも大きくしかもバラツキが大きい事がわかっ
た。すなわち微すのＢ２Ｏ３を直接大組のＺｎＯおよび
他の添加物と一度に混合する従来の方法では不良率が多
く、安定した生産が望まれる製造用場では大きな問題で
必る。一方微覆のＢ２Ｏ３を必らかじめｌｎＯに分散ざ
ぜてから他の添加物と混合した本発明の実施例は安定し
た寿命特性を示す事がわかった。

本発明の実施例のか命特性が安定した直接の原因は明ら
かでないが大略的には次の事が考えられる。過去の朗究
によりＺｎＯを主成分とする非直線抵抗体の大多数の組
成系において寿命特性の改良又は安定化にはガラス相を
形成する成分の添加が有効である事が知られている。し
かし従来例に示した様に寿命特性の悪化又はバラツキが
大きいなど種々の問題がおり、寿命特性に満足できるも
のが得られていないのが実情でおる。これは寿命特性に
効果のあるガラス相を形成する成分の隅が総計でも高々
１０００　ＰＰＭ以下と非常に１ｒ’１ｔｆｌである事
がその大きな原因と考えられる。すなわち非常に微４の
ガラス相を形成する成分が他の成分と混合する混合工程
で十分に均一に分散され難い事が大きな要因であろう。

したがって、比較的分散が良好な素子は寿命特性も良好
でおるが、分散が悪い部分の素子は寿命特性も悪いもの
になってしまう。

本発明はこの分散性の問題に着目し、必らかしめＺｎＯ
とＢ２Ｏ３のみを十分混合、均一なＺｎＯとＢ２Ｏ３の
混合物を得た後、他の添加物を混合する方法により微量
のガラス相を形成する成分の分散性が良くなり寿命特性
が安定したものでおろう。

なおガラス相成分の添加量を単純に増やしても非直線特
性が悪化するのみで寿命特性も改善されず１り策ではな
い。

なお、実施例では酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）を用いた例を示
したが水に可溶な硼酸（８３ＢＯ３）を用いての比較実
験においても、従来例はバラツキが若干改善されるもの
の大略変わらず、又本発明の実施例はすぐれた安定性を
示すことを確認した。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、非直線特性、寿命
特性ともに優れた非直線抵抗体を得ることができる。従
って超高圧送電の様な優れた非直線特性、高課電率での
安定した寿命特性が要求される避雷器用素子に用いると
好適で必る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例に係る寿命特性の素子毎の分布を
示した図でおる。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　三俣弘文

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＺｎＯを主成分とし副成分として少なくとも硼素（Ｂ）
   を酸化硼素（Ｂ＿２Ｏ＿３）に換算して１０００ＰＰＭ
   以下を含有し、主成分の酸化亜鉛（ＺｎＯ）とＢ＿２Ｏ
   ＿３のみを混合しスプレードライして得られたＺｎＯと
   Ｂ＿２Ｏ＿３の混合粉末と他の添加物成分を混合する事
   を特徴とする電圧非直線抵抗体の製造方法。