陶瓷電阻器、其生產方法、中性接地電阻器及斷路器的製作方法
2023-10-09 13:25:39 2
專利名稱：陶瓷電阻器、其生產方法、中性接地電阻器及斷路器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種耐電流能力優良，並且用於電氣設備或裝置，尤其用於變壓器或斷路器的陶瓷電阻器。
常規電阻器是如JP A 5-41302中所公開那樣的基於碳的電阻器，如JP A 5-41302中所公開那樣的基於金屬硼化物的電阻器，以及如JP A 63-5590中所公開那樣的基於氧化鋅的電阻器。
基於碳的電阻器各具有把碳粉分散到由Al2O3組成的基體中的結構。這種電阻器有幾百Ωcm的電阻率。
基於金屬硼化物的電阻器各具有由金屬硼化物和非還原玻璃組成的燒結體，並且它們是具備有溫度特性、電流電壓特性，以及耐電流能力的電阻器。
從另一方面來說，基於氧化鋅的電阻器各為多晶物質，包括作為主要成分的ZnO，以及Al2O3，MgO，Y2O3，Sb2O3，SiO2等等。該電阻器具有10-1000Ωcm的電阻率，並且按照對其應用電阻器的設備或裝置來使用。在那些電阻器中，把至少兩種上述氧化物的原料粉加以混合，用加到那裡的有機粘合劑製成粒狀，並且然後用金屬鑄模成形。於是，成形體在電熔爐中燒結，並且然後裝上電極，由此生產出電阻器。
在基於氧化鋅的電阻器中，ZnO-Al2O3-MgO-SiO2適用於比如變壓器、斷路器的電氣設備和裝置。這種電阻器是通過混合粉末、形成粒狀、用金屬鑄模模壓、燒結，以及安裝電極生產出來的。JPA 4-64201中公開的電阻器把硼矽酸鹽玻璃加到ZnO-Al2O3-MgO三成分中，以減小電阻值的變化。JP A 6-168802中公開的電阻器用1-10mol％(0.6-6wt％)的CaO加到ZnO-Al2O3-MgO三成分中，以增大高電壓作用下的電阻值。
JP A 5-101907中公開了一種電力斷路器，其中結合了一種使用包括氧化鋅作為主要成分，以及氧化鈦和氧化鎳作為輔助或附加成分的燒結體的電阻器。
在電流流通的操作時間裡，在大量電流能量湧流到電阻器中，伴隨電阻器中快速產生的熱，由熱膨脹所引起的熱應變力使電力電阻器破碎。常規基於氧化鋅的電阻器具有增加到不被破碎的耐電流能力。然而，它並不足夠。
本發明的目的是提供一種耐電流能力優良的陶瓷電阻器，以及該陶瓷電阻器的生產方法。
為了實現上述目的，按照本發明的陶瓷電阻器包括作為主要成分的氧化鋅(ZnO)；以及作為必要成分的有，氧化鋁(Al2O3)3.0-40mol％，氧化鎂(MgO)2.0-40mol％，氧化矽(SiO2) 0.1-10mol％，從氧化鈣(CaO)、氧化鍶(SrO)和氧化鋇(BaO)組成的組合中至少選擇一種化合物，佔0.005-0.5mol％，並且其特徵在於該陶瓷電阻器具有正的(+)電阻溫度係數。
此外，按照本發明的另一陶瓷電阻器包括作為主要成分的氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂和氧化矽四種化合物，總共佔97.0-99.97wt％，以及包括至少一種CaO/SrO/BaO的硼矽酸鹽玻璃的添加物，佔0.03-0.3wt％，這四種化合物為氧化鋁3.0-40mol％，氧化鎂2.0-40mol％，氧化矽0.1-10mol％，以及氧化鋅為剩餘部分，添加物為至少一種佔1.0-40.0wt％的CaO/SrO/BaO，以及硼矽酸鹽玻璃為剩餘部分，並且在陶瓷電阻器的總共成分中包括至少一種CaO/SrO/BaO，佔0.003-0.3wt％，並且電阻的溫度係數為正。
為了實現上述目的，按照本發明的陶瓷電阻器的生產方法的特徵在於，把鋅、鋁、鎂和矽的各個氧化物粉末與至少包括一種鈣、鍶和鋇的各個氧化物粉末的硼矽酸鹽粉末玻璃(flit glass)相混合，把它模壓成板狀或圓柱狀，把它燒結形成電阻器本體，並且在電阻器本體的板體兩側或圓柱體兩端表面形成電極薄膜，以便形成上述的另一陶瓷電阻器。
本發明人發現對ZnO-Al2O3-MgO-SiO2電阻器附加少量的CaO、SrO、BaO，則顯著改善了耐電流能力。另外，他們發現對硼矽酸鹽玻璃使用添加劑CaO、SrO、BaO，則進一步增加了效果。即使添加兩種或三種這些添加劑CaO、SrO、BaO，效果不會受到破壞。至於硼矽酸鹽玻璃，當添加包含1.0-40wt％的CaO、SrO、BaO(至少那些氧化物中的一種)的硼矽酸鹽粉末玻璃時，以便硼矽酸鹽粉末玻璃是整個陶瓷電阻器(燒結體)的0.03-3.0wt％，並且包含在硼矽酸鹽粉末玻璃中的CaO、SrO、BaO(至少那些氧化物的一種)是整個陶瓷電阻器(燒結體)的0.003-3.0wt％時，則耐電流能力增加。
圖1是按照本發明的基於氧化鋅的圓柱狀電阻器的正面圖。該電阻器包括基於氧化鋅的燒結體1，以及在基於氧化鋅的燒結體1的兩端形成的鋁電極2。圖2是按照本發明的基於氧化鋅的環形電阻器的正面圖。該電阻器包括氧化鋅燒結體3、在燒結體3的兩端表面形成的鋁電極4，以及在電阻器中央形成孔5的一個部分，該孔穿過燒結體3及從一端到另一端的電極4。
此外，使用陶瓷電阻器，本發明用到中性接地電阻器及氣體斷路器。
也就是說，中性接地電阻器包括一個容器，含有多個分層的電阻器，以提供一種分層體，各個電阻器是按照本發明在其兩側表面形成電極薄膜的平板狀陶瓷電阻器；一個端子與分層體的一端連接，以便安排在容器的外部；以及其一端的導體與分層體的另一端連接，並且另一端接地。
此外，氣體斷路器包括一個閉合電阻器，裝有通過疊放陶瓷電阻器板而形成的分層體，按照本發明在其兩側各形成電極薄膜；以及一個包含合閘電阻器及與合閘電阻器並聯電氣連接的斷路部分的容器。
變壓器的中性接地電阻器是用於短時抑制接地故障電流。在這種耐電流能力試驗中，交流電流持續流過電阻器，由此直到發生熱擊穿並且獲得能量時為止。在這種情況下，電阻器總是加熱到200℃或以上的溫度，這樣成為擊穿的原因。
圖3表示電流隨時間的變化。曲線(6)表示按照本發明添加有氧化鈣的電阻器中的電流變化。曲線(7)表示按照本發明添加含有氧化鈣的硼矽酸鹽粉末玻璃的電阻器中的電流變化。曲線(8)表示常規電阻器中的電流變化。常規電阻器(8)包括15.0mol％的氧化鋁，5.0mol％的氧化鎂，3.0mol％的氧化矽，以及剩餘部分為氧化鋅。按照本發明的陶瓷電阻器(6)添加有0.15mol％的氧化鈣，以及按照本發明的另一種陶瓷電阻器(7)添加含有10wt％氧化鈣的0.5wt％硼矽酸鹽玻璃。這些電阻器為圓盤狀，它們各有44mm的直徑，10mm的厚度，以及40Ω的電阻。電阻器各在圓盤的兩側表面形成電極。
緊接電流開始流通之後的初始電流是3.5A，在電流通過期間改變電流。在電流減小之後，電流增加一段時間。在縱坐標最大電流8A處，電阻器的溫度達到幾百℃，並且一會兒發生熱擊穿。在圖3中，在按照本發明的添加有氧化鈣的電阻器(6)中電流直至達到8A的時間為52秒，在按照本發明的添加含有氧化鈣的硼矽酸鹽玻璃的電阻器(7)中為67秒，該時間比常規電阻器(8)中的長40秒，並且是常規電阻器(8)中時間的1.3倍和1.7倍。發現按照本發明的電阻器耐電流能力優良。
從另一方面來說，用於斷路器的電阻器在斷路操作期間有高電壓脈衝施加其上，因此按照這種現象，在耐電流能力試驗中施加了高電壓脈衝。圖3中按照本發明的電阻器的耐電流能力比常規電阻器的耐電流能力更好。
圖4表示電流通過時間按照氧化鈣的量所作的變化。曲線9表示其中對10.0mol％的氧化鋁、7.0mol％的氧化鎂、2.0mol％的氧化矽以及氧化鋅加入了0-0.7mol％的氧化鈣的電阻器。從另一方面來說，曲線10表示其中對氧化鋁—氧化鎂—氧化矽—氧化鋅加入了含有10wt％氧化鈣的0-4.0wt％硼矽酸鹽玻璃的電阻器。在這種情況下，氧化鈣的量用mol％標示。電阻器各有44mm的直徑，10mm的厚度，以及30Ω的電阻。在電流開始流動之後的初始電流為3.2A。在電阻器(9)中，當沒有添加氧化鈣時，電流通過時間為58秒，當添加0.2mol％氧化鈣時，為最長時間95秒，以及當添加0.5mol％的氧化鈣時，減小到61秒。當添加更多氧化鈣時，時間變得更短。此外，當添加0.005mol％或更少的氧化鈣時，通過時間不變得更長。因此，由曲線(9)表示的電阻器的氧化鈣的量適當為0.005-0.5mol％。從另一方面來說，在電阻器(10)中，當沒有添加氧化鈣時，通過時間是60秒，當添加0.07mol％(0.05wt％)氧化鈣時，為最長時間98秒，以及當添加0.43mol％(0.3wt％)氧化鈣時，減小到59秒。當添加更多氧化鈣時，時間變得更短。此外，當添加0.0043mol％(0.003wt％)或更少氧化鈣時，通過時間不變得更長。因此，由曲線(1 0)表示的電阻器的氧化鈣的量適當為0.0043-0.43mol％。
從另一方面來說，氧化鍶的量和氧化鋇的量適當與氧化鈣的量相同，即，0.005-0.5mol％。超出這個範圍電流通過時間變得更短。
本發明中使用的硼矽酸鹽玻璃包括作為主要成分的氧化矽和氧化硼，至少一種作為基本成分的氧化鈣、氧化鍶和氧化鋇，以及可選擇的一種或多種的氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀等。在硼矽酸鹽玻璃中添加1.0-40.0wt％的氧化鈣、氧化鍶和氧化鋇。待添加的硼矽酸鹽玻璃的最佳範圍是0.03-3.0wt％。超出這個範圍電流通過時間就小。
當電流在陶瓷電阻器中流通時，陶瓷電阻器的溫度上升到300℃或更高。其時，必須不因電流增加而引起熱擊穿。包括3-40.0mol％氧化鋁、2.0-40mol％氧化鎂和0.1-10mol％氧化矽的基於氧化鋅的電阻器具有正的電阻溫度係數。通過對基於氧化鋅的電阻器添加不同種類的粉末玻璃，觀察所得到的溫度特性，發現有正電阻溫度係數的電阻器和負電阻溫度係數的電阻器。因為發現按照本發明的電阻器屬於前種電阻器，所以耐電流能力能得到改善。
在本發明的含量範圍之內的氧化鋁(Al2O3)與氧化鋅(ZnO)起反應，以形成複雜的化合物晶體顆粒，由此增加了電阻。
氧化鎂(MgO)增加電阻，並且把電阻的溫度係數轉換成正。氧化矽(SiO)改善燒結性能。
從另一方面來說，氧化鈣(CaO)、氧化鍶(SrO)和氧化鋇(BaO)起燒結輔助劑的作用，以使燒結體緊湊。
按照X射線分析，那些燒結輔助氧化物促進了複雜化合物晶體顆粒ZnAl2O4的生產反應。結果，耐熱能力增加，並且電阻的溫度係數增加，由此耐電流能力增加。通過使用對其添加有這三種氧化物的硼矽酸鹽玻璃，效果進一步增加。對其添加有那三種氧化物的硼矽酸鹽玻璃存在於晶粒之間，以與燒結輔助劑起反應，並且促進ZnO和ZnAl2O4的晶體顆粒的生長。
圖1是按照本發明的基於氧化鋅的圓柱狀電阻器的正面圖；圖2是按照本發明的基於氧化鋅的環形電阻器的局部剖面正面圖；圖3是各表示添加有氧化鈣的陶瓷電阻器，添加含有氧化鈣的硼矽酸鹽玻璃的陶瓷電阻器等中的電流按照電流通過時間而作變化的曲線圖；圖4是各表示添加有氧化鈣的陶瓷電阻器和添加含有氧化鈣的硼矽酸鹽玻璃的陶瓷電阻器的耐電流能力按照氧化鈣的量而作變化的曲線圖；圖5是各表示添加有氧化鈣的陶瓷電阻器，添加含有氧化鈣的硼矽酸鹽玻璃的陶瓷電阻器等的電阻溫度特性的曲線圖；圖6是表示添加有氧化鈣的陶瓷電阻器的電阻按照燒結溫度而作變化的曲線圖；圖7是表示各添加含有氧化鈣的硼矽酸鹽粉末玻璃的電阻器的電阻按照燒結溫度而作變化的曲線圖；圖8是表示各添加有氧化鈣的電阻器和添加含有氧化鈣的硼矽酸鹽玻璃的電阻器的電阻溫度係數按照氧化鈣的量而作變化的曲線圖；圖9是使用按照本發明的陶瓷電阻器的中性接地電阻器的斷面圖；以及圖10是使用按照本發明的陶瓷電阻器，用於空氣斷路器的合閘電阻器的斷面圖。
本發明的實施例說明如下。
實施例1準備下列三種粉末(a)氧化鈣0.49g(0.07克分子比率)，添加到由氧化鋅766.3g(77.0克分子比率)、氧化鋁187.1g(15.0克分子比率)、氧化鎂24.6g(5.0克分子比率)和氧化矽22.0g(3.0克分子比率)組成的粉末中；(b)含有氧化鈣10wt％5.0g(0.5wt％)的硼矽酸鹽玻璃，添加到該粉末中；以及
(c)鋅硼矽酸鹽粉末玻璃5.0g(0.5wt％)，添加到該粉末中。這三種粉末各由一個球磨機混合。對這三種粉末各添加使用聚乙烯的醇粘合劑。用制粒機把這三種粉末製成粒狀。粒狀粉末由金屬鑄模模壓形成直徑為50mm、厚度為12mm的圓盤。模型在電熔爐中在1050-1300℃的溫度下燒結4小時。最終，燒結體的兩側接地，在兩側熱噴塗上鋁，以形成電極。這樣，形成各具有42-46mm直徑和10mm厚度的電阻器。電阻器按照收縮率各具有標度。
圖5表示按上述方式形成的三種陶瓷電阻器的電阻溫度特性。在圖5中，曲線11表示其添加有氧化鈣的電阻器(a)，曲線12表示含有氧化鈣的硼矽酸鹽粉末玻璃的電阻器(b)，曲線13表示其添加有鋅硼矽酸鹽粉末玻璃的電阻器(c)，以及曲線14表示常規氧化鋅—氧化鋁(15mol％)—氧化鎂(5mol％)—氧化矽(3mol％)電阻器。常規電阻器具有正溫度係數。曲線14的電阻的溫度係數在20℃與200℃之間為+2.1×10-3/℃。相反，在如上那樣相同溫度範圍內，其添加有氧化鈣的電阻器的曲線11的電阻的溫度係數為+3.4×10-3/℃，以及在如上那樣相同溫度範圍內，其添加含有氧化鈣的硼矽酸鹽玻璃的電阻器的曲線12的電阻的溫度係數更高，即，+3.9×10-3/℃。從另一方面來說，在如上那樣相同溫度範圍內，其添加有鋅硼矽酸鹽玻璃的電阻器的曲線13的電阻的溫度係數為一1.6×10-3/℃，這是負的電阻溫度係數。這樣，按照所添加的粉末玻璃的種類，電阻的溫度係數不相同。例如，在添加有鋅硼矽酸鹽玻璃的電阻器中通過交流電時，耐電流能力要比三種具有正電阻溫度係數的電阻器小許多。
實施例2
準備下列兩種粉末(d)SrCO31.93g(等效於氧化鍶0.10克分子比率)，添加到由氧化鋅837g(79.0克分子比率)、氧化鋁66.4g(5.0克分子比率)、氧化鎂63.0g(12.0克分子比率)和氧化矽31.2g(4.0克分子比率)組成的粉末中，以及(e)含有SrCO310wt％的硼矽酸鹽粉末玻璃5.0g(0.5wt％)，添加到該粉末中。兩種準備的粉末(d)和(e)各自混合，並且然後按實施例1那樣相同的方法形成電阻器。通過添加SrCO3製成含有氧化鍶的電阻器的溫度係數為+3.3×10-3/℃，從另一方面來說，通過添加含有SrCO3的鋅硼矽酸鹽玻璃，與玻璃一起製成的含有氧化鍶的電阻器的溫度係數為+4.8×10-3/℃，並且後者具有大的電阻溫度係數。這些電阻器各具有比常規氧化鋅—氧化鋁—氧化鎂—氧化矽電阻器更大的交流通過時的耐電流能力。
實施例3準備下列兩種粉末，其一種是氧化鋇0.99g(0.05克分子比率)，添加到由氧化鋅859g(81.5克分子比率)、氧化鋁66.0g(5.0克分子比率)、氧化鎂62.6g(12.0克分子比率)和氧化矽11.6g(1.5克分子比率)組成的粉末中；以及另一種是包含10wt％氧化鋇的硼矽酸鹽粉末玻璃5.0g(0.5wt％)，添加到該粉末中。這兩種粉末各自混合，並且然後按實施例1那樣相同方法形成電阻器。其添加有氧化鋇的電阻器的電阻溫度係數為+3.5×10-3/℃，其添加含有氧化鋇的硼矽酸鹽粉末玻璃的電阻器的電阻溫度係數為+5.0×10-3/℃，並且獲得了大的電阻溫度係數。這些電阻器各有比常規氧化鋅—氧化鋁—氧化鎂—氧化矽電阻器更大的交流通過時的耐電流能力。
實施例4圖6表示添加有氧化鈣的陶瓷電阻器的電阻按照燒結溫度而作的變化。特性曲線16表示其中對79.5氧化鋅-12.0氧化鋁-7.0氧化鎂-1.5氧化矽(按克分子比率)添加0.02克分子比率氧化鈣的電阻器，特性曲線17表示其中對該粉末添加0.3克分子比率氧化鈣的電阻器，以及特性曲線18表示常規氧化鋅—氧化鋁—氧化鎂—氧化矽電阻器。用於中性接地電阻器的電阻器的電阻值為25Ω到40Ω。當燒結溫度增大時各特性曲線的電阻減小。由特性曲線16表示的電阻器其燒結溫度比曲線18所表示的常規電阻器低大約50℃。從另一方面來說，在曲線17所表示的電阻器中，電阻按照燒結溫度而作的變化在1150℃以上時緩慢。這是因為燒結性能按照添加的氧化鈣的量而不同。
實施例5圖7表示添加含有氧化鈣的硼矽酸鹽粉末玻璃的陶瓷電阻器的電阻按照燒結溫度而作的變化。特性曲線19表示其中對79.5氧化鋅-12.0氧化鋁-7.0氧化鎂-1.5氧化矽(按克分子比率)添加含有15wt％氧化鈣的總共為0.2wt％的硼矽酸鹽粉末玻璃的電阻器。曲線20表示其中添加1.5wt％的如曲線19那樣相同粉末玻璃的電阻器。曲線21表示常規氧化鋅—氧化鋁—氧化鎂—氧化矽電阻器。在曲線19表示的電阻器中，電阻變化比曲線21表示的常規電阻器更急劇，相反，曲線20平緩。曲線19的電阻器難以實現電熔爐的溫度調節，相反，曲線20的電阻器易於做到這一點。這是因為燒結按照添加的粉末玻璃的量而不同。在批量生產時電阻按照燒結溫度的變化量會影響產出率。具有大的電阻變化的電阻器和具有小的變化的電阻器按照所添加的含有氧化鈣的硼矽酸鹽粉末玻璃來生產。
實施例6分別生產一種其中對氧化鋅-10.0氧化鋁-7.0氧化鎂-2.0氧化矽(按克分子比率)添加0-0.7克分子比率氧化鈣的電阻器，以及一種其中對氧化鋅-10.0氧化鋁-7.0氧化鎂-2.0氧化矽(按克分子比率)添加含有10wt％氧化鈣的0-4.0wt％硼矽酸鹽玻璃的電阻器。電阻為30Ω。
圖8表示電阻的溫度係數按照氧化鈣的量而作的變化。特性曲線23為添加有氧化鈣的電阻器，從另一方面來說，特性曲線24為添加含有氧化鈣的硼矽酸鹽玻璃的電阻器。氧化鈣的量用克分子百分率表示。緊接電流通過之後的初始電流為3.2A。由曲線23表示的電阻的溫度係數在0.22mol％氧化鈣處為最高，以及由曲線24表示的電阻的溫度係數在0.07mol％氧化鈣處為最高。在曲線23中，電阻的溫度係數為1.6×10-3/℃而沒有添加氧化鈣，而在添加0.22mol％氧化鈣它為最大，為3.0×10-3/℃。然而，當氧化鈣添加多於0.22mol％時，電阻的溫度係數減小，即使當添加0.5mol％的氧化鈣，電阻的溫度係數為1.0×10-3/℃，並且它沒有變為負。從另一方面來說，在曲線24中，當添加0.007mol％氧化鈣(硼矽酸鹽玻璃0.5wt％)，電阻的溫度係數變為最大，為4.0×10-3/℃，並且它按照進一步添加氧化鈣而減小。此外，在添加0.43mol％氧化鈣(3.0wt％硼矽酸鹽玻璃)時，電阻的溫度係數轉換成負值。
從圖5和圖8的結果注意到，用於增加正的電阻溫度係數的粉末玻璃受到其種類和其數量的限制。
實施例7圖9表示對一臺變壓器的中性接地電阻器應用圖2所示的環形陶瓷電阻器的例子。該中性接地電阻器使用電阻率為450Ωcm的大比例的電阻器，它是使用添加有在實施例過程中生產的含有氧化鈣的硼矽酸鹽粉末玻璃的粉末而生產出來的。
在圖9中，數字31表示電阻器部件，數字32表示絕緣棒，數字33表示絕緣套管，數字34表示容器，以及數字35表示接地點。多個電阻器部件31疊放在容器24中以形成分層體，並且它們電氣串聯連接。電阻器部件各在其中形成一個通孔，並且它們由穿過其通孔的絕緣棒32固定在容器34的內部。安裝在容器34的上表面的絕緣套管33由電線與一個用於鄰近變壓器的中性點的套管連接，並且進一步與容器34中的電阻器部件31的分層體的一端連接。電阻器部件31的分層體的另一端由導線與地電氣連接。當中性接地電阻器的輸電線中一條線路發生接地故障時，通過把所產生的接地故障電流抑制到100-300A，並且由斷路器在10-15秒內斷開閉合電路，而使變壓器得到保護。
因為使用各有100mm外徑和15Ω的電阻器部件的中性接地電阻器具有高強度，所以允許溫度能增加21％，並且耐熱能力能增加25％。因此，電阻值能增加17.8Ω的25％，結果，每列電阻器部件的數目能減少20％。雖然常規中性接地電阻器在10行中使用620個電阻器部件，但是本發明能提供496個電阻器部件的中性接地電阻器。
實施例8
圖10表示對一臺雙斷路吹氣式的空氣斷路器的的合閘電阻器應用圖2所示的環形電阻器的例子。這裡，應用了使用在實施例過程中生產的添加有0.2克分子比率氧化鈣的粉末的電阻率為200Ωcm的電阻器。參考數字31′表示電阻器部件，數字32′表示絕緣棒，數字37表示絕緣圓筒，數字38表示電阻器裝置，數字39表示電阻性觸頭，數字40表示主觸頭，數字41表示活塞，數字42表示空氣容器，數字43表示絕緣棒，數字44表示絕緣套管，數字45表示固定導體，數字46表示可動導體，以及數字47表示機械裝置。它製成為斷路電阻是500Ω。固定導體45安裝在電阻器部件31′的一側，以形成電阻性觸頭39。從另一方面來說，可動導體46的端部是電阻性觸頭39。空氣容器42在電磁閥門(沒有示出)操作下輸出空氣，以驅動活塞41，從而由絕緣棒43使電阻性觸頭39及主觸頭40斷開還閉合。
斷開操作如下所述1)主觸頭40斷開，由此電流通過電阻器裝置38，2)電阻性觸頭39斷開，由此完成斷路操作。
從另一方面來說，閉合操作如下所述1)電阻性觸頭39閉合，並且電流流入電阻器裝置38，以及2)主觸頭40閉合，由此完成閉合操作。當主觸頭為斷開時，幾十秒的交流放電電流流過電阻器部件31′，並且過電壓被吸收。
按照本發明，因為耐電流能力和溫度特性優良，所以與一臺常規氣體斷路器相比，能減小氣體斷路器中所使用的電阻器的數目。
按照本發明，因為陶瓷電阻器由作為主要成分的氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂和氧化矽四種化合物；以及包括至少一種氧化鈣(CaO)、氧化鍶(SrO)和氧化鋇(BaO)的添加劑所構成，並且它具有正的電阻溫度係數，所以該電阻器具有這樣效果，即通過至少一種氧化鈣、氧化鍶和氧化鋇，能增加耐電流能力。
此外，按照本發明，另外陶瓷電阻器由上述四種化合物及含有至少一種氧化鈣、氧化鍶和氧化鋇的硼矽酸鹽玻璃所構成，並且它製成以便電阻的溫度係數為正，因此該陶瓷電阻器具有這樣效果，即通過硼矽酸鹽玻璃，能進一步增加由至少一種氧化鈣、氧化鍶和氧化鋇來增加陶瓷電阻器的耐電流能力的效果。
通過使用這樣高耐電流能力的陶瓷電阻器，與常規電阻器相比，所使用的電阻器的數目能得到減小，通過使用其數目減小的電阻器，能使中性接地電阻器和空氣斷路器的合閘電阻器製得小。
權利要求
1.一種陶瓷電阻器，包括作為主要成分的氧化鋅，以及作為基本成分的氧化鋁3.0-40mol％、氧化鎂2.0-40mol％、氧化矽0.1-10mol％，及至少一種從氧化鈣、氧化鍶和氧化鋇組成的組中所選擇的化合物0.005-0.5mol％。
2.按照權利要求1的一種陶瓷電阻器，其中所述陶瓷體具有正的電阻溫度係數。
3.一種陶瓷電阻器，包括四種化合物，有作為主要成分的氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂和氧化矽，總共為97.0-99.97wt％，所述四種化合物為氧化鋁3.0-40mol％，氧化鎂2.0-40mol％、氧化矽0.1-10mol％，以及氧化鋅為剩餘部分，以及作為一種添加劑，含有至少一種從氧化鈣、氧化鍶和氧化鋇組成的組中選擇的化合物的硼矽酸鹽玻璃0.03-0.3wt％，所述添加劑為從所述組中選擇的所述至少一種化合物1.0-40.0mol％，並且硼矽酸鹽玻璃為剩餘部分，從所述組合中選擇的所述至少一種化合物佔所述陶瓷電阻器的總成分的0.003-0.3wt％，以及具有正的電阻溫度係數。
4.一種生產陶瓷電阻器的方法，包括四種化合物，有作為主要成分的氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂和氧化矽，總共為97.0-99.97wt％，所述四種化合物為氧化鋁3.0-40mol％，氧化鎂2.0-40mol％、氧化矽0.1-10mol％，以及氧化鋅為剩餘部分，以及作為一種添加劑，含有至少一種從氧化鈣、氧化鍶和氧化鋇組成的組中選擇的化合物的硼矽酸鹽玻璃0.003-0.3wt％，所述添加劑為從所述組中選擇的所述至少一種化合物1.0-40.0mol％，並且硼矽酸鹽玻璃為剩餘部分，從所述組中選擇的所述至少一種化合物佔所述陶瓷電阻器的總成分的0.003-0.3wt％，所述方法包括的步驟為把鋅、鋁、鎂和矽的各個氧化物粉末，與包括至少一種鈣、鍶和鋇的各個氧化物的硼矽酸鹽粉末玻璃相混合；把混合物模壓成板狀或圓柱狀；燒結模製體以形成電阻器本體；以及在電阻器本體的板體兩側或圓柱體兩端表面形成電極薄膜。
5.一種中性接地電阻器，包括一個容器，其中包含多個成層狀疊放的電阻器，各包括如權利要求1、2或3所述的形成平板狀的陶瓷電阻器，並且在所述平板的兩側表面安裝電極薄膜；一個端子，與所述分層體的一端連接，並且安排在所述容器的外部表面；以及一個導電部件，其一端與所述分層體的另一端連接，以及另一端與地連接。
6.一種氣體斷路器，包括一個合閘電阻器，有多個電阻器疊放形成的分層體，各包括如權利要求1、2或3所述的陶瓷電阻器平板，並且在所述平板的兩側表面形成電極薄膜；一個斷路部分，與所述合閘電阻器並聯電氣連接；以及一個容器，其中用於包含所述合閘電阻器及所述斷路部分。
全文摘要
一種陶瓷電阻器包括作為主要成分的氧化鋅，以及作為基本成分的氧化鋁3.0-40mol％、氧化鎂2.0-40mol％、氧化矽0.1-10mol％，以及至少一種從由氧化鈣、氧化鍶和氧化鋇組成的組中選擇的化合物0.005-0.5mol％，並且它正的電阻溫度係數。公開了一種中性接地電阻器和一種空氣斷路器，各使用上述的陶瓷電阻器。
文檔編號H01H33/64GK1138204SQ96103328
公開日1996年12月18日 申請日期1996年3月27日 優先權日1995年3月27日
發明者庄司守孝, 北見史, 山田誠一, 高橋研, 白川晉吾, 山崎武夫, 田中滋, 元脅成久 申請人:株式會社日立製作所