[发明专利]电流-电压非线性电阻体

说明书

技术领域

本发明涉及应用于过电压保护装置的以氧化锌(ZnO)为主成分 的电流-电压非线性电阻体，特别涉及在高温下的热稳定性优良的电 流-电压非线性电阻体。

背景技术

通常，在电力系统以及电子设备电路中，为了保护这些电力系统 以及电子设备电路免受异常电压的影响而了使用避雷器或浪涌吸收 器(surge absorber)等过电压保护装置。在过电压保护装置中设有 电流-电压非线性电阻体。电流-电压非线性电阻体具有在正常的电 压下大致呈现绝缘特性、而如果被施加异常电压则呈现低电阻特性的 非线性电阻特性，由此对于抑制过电压是有效的。

参照图1对电流-电压非线性电阻体的结构进行说明。电流-电 压非线性电阻体包括烧结体1，在该烧结体1的侧面部上形成有侧面 高电阻层2。另外，在烧结体1的两个平坦面上设有电极3。下面， 对电流-电压非线性电阻体的具体制造工序进行说明。

此处，按照专利文献1中公开的步骤，制作电流-电压非线性电 阻体。首先，以氧化锌(ZnO)为主成分，添加预定量的Bi₂O₃、Sb₂O₃、 Co₂O₃、MnO以及NiO作为副成分，以此作为原料。在将该原料与水 以及粘合剂(binder)一起充分混合之后，使用喷雾干燥器(spray dryer)等来造粒并成形。

接着，为了预先去除所添加的粘合剂而在空气中以400～500℃ 的温度进行热处理，进而在1200℃下焙烧，从而获得烧结体1。之后， 在烧结体1的侧面上涂敷防止沿面闪络(surface flashover)的绝缘物 质，并实施热处理来形成侧面高电阻层2。在形成侧面高电阻层2之 后，对烧结体1的两个端面进行抛光，在抛光面上安装电极3，从而 制造电流-电压非线性电阻体。

近年来，由于对送电成本的要求日益严格，为了降低送电成本， 强烈期望实现送变电设备的小型化。因此，决定变电设备的绝缘等级 的过电压保护装置的小型化成为当务之急。过电压保护装置中采用的 电流-电压非线性电阻体本身是过电压保护装置中的保护等级，因此 成为左右过电压保护装置的小型化甚至送变电设备的小型化的极其 重要的技术要素。因此，关于电流-电压非线性电阻体，提出了各种 限定构成成分等而实施了各种改良的方案。

具体而言，在专利文献2中，提出了通过在限定了非线性电阻体 的构成成分的基础上限定尖晶石(spinel)粒子在烧结体中所占的比 例来实现非线性电阻体的高电阻化的技术。另外，在专利文献3记载 的非线性电阻体中，通过限定构成成分，并且限定铋(bismuth)的 结晶相及其烧结体中所占的比例，实现了高电阻化。根据这些技术， 可以通过非线性电阻体的高电阻化来减少其在过电压保护装置中的 使用个数，所以可以实现过电压保护装置的小型化。

另外，还提出了通过形成非线性电阻体的接合体单元，无需降低 放电耐受量即可实现避雷器等过电压保护装置的小型化的技术(例如 专利文献4)。在该技术中，通过进一步限定形成成分来降低气孔率， 从而获得了使非线性电阻体的元件强度得到提高的烧结体。如果元件 强度变强则放电耐受量特性提高，所以可以实现非线性电阻体本身的 小型化。另外，作为获得优良的放电耐受量的技术，例如有专利文献 5。此处通过限定非线性电阻体的构成成分并对非线性电阻体进行低 电阻化来提高放电耐受量特性，实现非线性电阻体的小型化。

专利文献1：日本特公平4-25681号公报

专利文献2：日本特开2002-217006号公报

专利文献3：日本特开2001-307909号公报

专利文献4：日本特开2001-28303号公报

专利文献5：日本特开2001-93705号公报

发明内容