專利名稱：：電壓非直線電阻體組件和避雷器組件的制作方法
技術領域：
：本發明涉及電力系統設備中所使用的電壓非直線電阻體組件和避雷器組件。一般，電力系統設備采用各種電阻體。比如，在避免電力系統受到異常電壓影響的電路中所采用的避雷器中，采用電壓非直線電阻體。該電壓非直線電阻體的基體采用作為陶瓷材料的氧化鋅(ZnO)系材料。具體來說，以下述燒結體作為基體，該燒結體是這樣形成的，以氧化鋅(ZnO)為主成分，添加下述副成分，水和有機粘接劑，該副成分由鉍(Bi)，銻(Sb)，鎳(Ni)，鈷(Co)，錳(Mn)，鉻(Cr)，硅(Si)的氧化物等形成，對它們進行充分攪拌，之后通過噴霧式干燥機等，形成顆粒，進行成形，進行焙燒。另外，在燒結體的側面，根據需要，涂敷用于防止表面閃絡的高電阻物質，對其再次焙燒，形成高電阻層。接著，對燒結體的兩個端面進行研磨，安裝電極外層膜，制造成電壓非直線電阻體。避雷器按照下述方式形成，該方式為設置1個或以疊置方式設置多個這樣的電壓非直線電阻體的基體，通過絕緣物，對端子件施加壓力。還有，在避雷器中，設置有用于以導通方式連接該端子件的彈簧結構。按照上述方式，由于避雷器采用彈簧結構，這樣部件數量較多，會增加成本。另外，近年來，電力系統中的設備結構正在實現小型化，以便降低輸送電成本，這樣就要求這些絕緣物質的設置結構實現小型化。于是，如JP特開平10-270214號公報或JP特開平10-275737號公報所述，人們開發了下述電壓非直線電阻體組件，在該組件中，在多個氧化鋅燒結體之間，通過導電性材料，將這些燒結體連接，對連接體的兩個端部進行金屬噴鍍處理，通過低熔點金屬材料，與端子件連接，使基體與端子件形成一體，從而使部件數量減少，并且使成本降低。但是，在這種形式的電壓非直線電阻體組件中，如果各電壓非直線電阻體之間的，以及各電壓非直線電阻體與端子件之間的連接不良，則難于獲得均勻的導電性。即，各電壓非直線電阻體之間的，以及各電壓非直線電阻體與端子件之間的連接必須在不損害通電性的情況下，保持牢固狀態。在過去的連接方法中，作為導電性材料，采用由銀粉末，玻璃粉末，有機粘接劑形成的導電性膏，由于有助于連接強度的玻璃粉末為絕緣物質，這樣所形成的連接面的導電性較差，難于獲得均勻的導電性。為此，具有下述問題，即在放電抵抗值時，容易產生電流集中，放電抵抗值降低。本發明的目的在于提供一種在放電抵抗值不降低的情況下，實現體積減小的電壓非直線電阻體組件和避雷器組件。權利要求1的發明電壓非直線電阻體組件，其特征在于包括1個或按照疊置方式設置的多個電壓非直線電阻體，在該電阻體中，由原料形成，通過燒結，呈圓柱狀燒結體的兩個端面表面粗糙度的中心線平均粗糙度Ra在1～2μm的范圍內，在該燒結體上形成電極外層膜；端子件，其加工成規定形狀，安裝于上述電壓非直線電阻體上；焊錫材料，其設置于上述電壓非直線電阻體之間，以及上述電壓非直線電阻體與上述端子件之間的連接面之間，使熱源與上述焊錫材料相接觸，對該焊錫材料進行加熱，在旋轉的同時，沿垂直方向對連接面施加荷載，實現連接。在權利要求1的發明中，權利要求2的發明電壓非直線電阻體組件，特征在于在將上述電壓非直線電阻體之間，或上述電壓非直線電阻體與端子件之間連接時，如果連接面較小的一個的直徑由R5表示，則其中一個連接面的中心軸與另一連接面的中心軸的偏移量在0．1×R5以下的范圍內。在權利要求1的發明中，權利要求3的發明電壓非直線電阻體組件，特征在于在上述電壓非直線電阻體中，在上述燒結體的側面，預先形成具有下述高電阻層的無機系絕緣涂料，該高電阻層以富鋁紅柱石(Al6Si2O13)作為主成分，其中AlPO4的含量在5．0～20wt％的范圍內，TiO2或Fe2O3的含量在0．2～5wt％的范圍內。在權利要求3的發明電壓非直線電阻體組件中，不僅具有權利要求1的發明作用，電壓非直線電阻體中的無機系絕緣涂料形成以富鋁紅柱石(Al6Si2O13)作為主成分的高電阻層，使與燒結體的連接強度提高。在權利要求3的發明中，權利要求4的發明電壓非直線電阻體組件特征在于在上述無機系絕緣涂料上，還具有以SiO2，Al2O3為主成分的非晶質的高電阻膜。在權利要求4的發明電壓非直線電阻體組件，電壓非直線電阻體組件中，不僅具有權利要求3的發明的作用，在無機系絕緣涂料上，還形成以SiO2，Al2O3為主成分的非晶質的高電阻膜，從而使疏水性提高。在權利要求1的發明中，權利要求5的發明電壓非直線電阻體組件，特征在于形成于上述燒結體上的電極外層膜由下述電極外層膜形成，該電極外層膜由作為第1層的Al或Al合金，以及作為第2層的Cu或Cu合金構成的多層形成。在權利要求5的發明電壓非直線電阻體組件中，不僅具有權利要求1的發明作用，在燒結體的表面上，設置有由作為第1層的Al或Al合金，以及作為第2層的Cu或Cu合金形成的多層，形成電極外層膜。在權利要求1的發明中，權利要求6的發明電壓非直線電阻體組件，特征在于上述電極外層膜的厚度小于300μm。在權利要求6的發明電壓非直線電阻體組件中，不僅具有權利要求1的發明作用，在燒結體的表面上，形成厚度小于300μm的電極外層膜。在權利要求1的發明中，權利要求7的發明電壓非直線電阻體組件，特征在于上述焊錫材料以Sn為主成分，作為副成分，包含有Cu，Ag，Sb中的至少一種，Sn的含量在70～99％的范圍內，Ag的含量在3～20％的范圍內，Cu和Sb的含量小于5％，鉛的含量小于0．1wt％。在權利要求7的發明電壓非直線電阻體組件中，不僅具有權利要求1的發明作用，采用鉛的含量小于0．1wt％的焊錫材料。由此，防止環境污染。此外，采用以Sn為主成分，還具有規定的副成分的焊錫材料，則確保楊氏模數和抗拉強度。權利要求8的發明避雷器組件，特征在于該組件包括權利要求1～7中的任何一項所述的電壓非直線電阻體組件；熱硬化性的多孔主絕緣性管，其覆蓋上述電壓非直線電阻體組件中的兩個端部的除了端子件以外的部分；金屬圓板，其設置于上述電壓非直線電阻體組件中的端子件部分，夾持上述多孔主絕緣性管的端部；第2端子件，其與下述突起狀的螺紋部以螺紋方式嵌合，該螺紋部通過上述金屬圓板設置，其直徑比與形成于上述端子件的中心部的，連接面一側的端子件直徑的1／3大。權利要求8的發明避雷器組件通過熱硬化性的多孔狀絕緣性管，覆蓋權利要求1～7中的任何一項所述的電壓非直線電阻體組件兩個端部中的除了端子件以外的部分，夾持多孔狀絕緣性管端部的金屬圓板設置于電壓非直線電阻體組件的端子件部分。另外，該避雷器組件按照下述方式形成，即通過金屬圓板，設置第2端子件，通過彈性絕緣性覆蓋體，覆蓋多孔狀絕緣性管的外周。在權利要求8的發明中，權利要求9的發明避雷器組件，特征在于上述金屬圓板在與上述電壓非直線電阻體組件中的端子件相對一側，設置有多個凸狀的突起部。在權利要求9的發明避雷器組件中，不僅具有權利要求8的發明作用，還通過金屬圓板的突起部，牢固地夾住絕緣性管。在權利要求8的發明中，權利要求10發明的避雷器組件，特征在于上述彈性絕緣性覆蓋體沿一個方向具有厚度較薄部。在權利要求10的發明避雷器組件中，除了具有權利要求8的發明作用，通過彈性絕緣性覆蓋體中的厚度較薄部，將電弧的釋放控制在1個方向。圖1為本發明實施例的電壓非直線電阻體組件的說明圖；圖2為表示本發明實施例的電壓非直線電阻體的一個實例正面圖；圖3為本發明實施例的電壓非直線電阻體組件制造時的正面圖；圖4為本發明實施例的電壓非直線電阻體組件制造時的平面圖；圖5為本發明實施例的電壓非直線電阻體的另一實例正面圖；圖6為本發明實施例的電壓非直線電阻體組件的再一實例正面圖；圖7為表示本發明實施例的電極外層膜的厚度，與放電抵抗值之間關系的曲線圖8為表示本發明實施例的電極外層膜的材質和結構，與抗拉強度之間關系的曲線圖；圖9為表示本發明實施例的電壓非直線電阻體之間的偏移量，與放電抵抗值之間關系的曲線圖；圖10為表示本發明實施例的端子件和電壓非直線電阻體的位置，與放電抵抗值之間關系的曲線圖；圖11為表示距本發明實施例的電壓非直線電阻體中的連接部的中心部偏移量，與放電抵抗值之間關系的曲線圖；圖12為表示本發明的實施例的電壓非直線電阻體的形狀，與放電抵抗值之間關系的曲線圖；圖13為表示本發明實施例的電壓非直線電阻體的平行度，與放電抵抗值之間關系的曲線圖；圖14為表示本發明實施例的膏狀焊錫材料中低熔點金屬的直徑，與連接強度之間關系的曲線圖；圖15為表示本發明實施例的膏狀焊錫材料中低熔點金屬的厚度，與連接強度之間關系的曲線圖；圖16為表示本發明實施例的膏狀焊錫材料的涂敷條件，與放電抵抗值之間關系的曲線圖；圖17為表示本發明實施例的電壓非直線電阻體組件制造時的壓力荷載，與連接強度之間關系的曲線圖；圖18為表示本發明實施例的電壓非直線電阻體組件連接時，焊錫加熱時的升溫速度，與連接強度之間關系的曲線圖；圖19為表示本發明實施例的電壓非直線電阻體組件中端子固定件的厚度，與連接強度之間關系的曲線圖；圖20為表示本發明的實施例的避雷器組件的剖面圖；圖21為表示本發明實施例的避雷器組件中第2端子固定件的一個實施例正面圖；圖22為表示本發明實施例的避雷器組件彈性絕緣性覆蓋體的一個實例剖面圖23為表示本發明實施例的避雷器組件彈性絕緣覆蓋體的另一實例剖面圖。下面對本發明的實施例進行描述。圖1為本發明實施例的電壓非直線電阻體組件說明圖。該電壓非直線電阻體組件1可安裝于柱狀變壓器內部或配電盤內部。該電壓非直線電阻體組件1按照下述方式形成，該方式為其設置有1個或以疊置方式設置有多個電壓非直線電阻體2，在其兩端部，安裝有包括突起狀螺紋部的端子件4。另外，在各電壓非直線電阻體2之間，以及在電壓非直線電阻體2與端子件4之間，設置有焊錫材料3。圖1示出了疊置有5個電壓非直線電阻體2的電壓非直線電阻體組件1。各電壓非直線電阻體2按照下述方式形成。在主成分ZnO中，添加按照規定量秤量的，作為副成分的Bi等微量添加物，以其作為原料。通過混合器，將該原料，與水和分散劑等有機粘接劑一起混合。接著，通過比如，噴霧式干燥機對該混合物，進行噴霧處理，而形成規定粒徑，比如100μm的顆粒。然后，將該顆粒粉放入模具中，對其施加壓力，形成圓柱狀，獲得成形體。在比如，500℃的溫度下，在空氣中對按照上述方式獲得的成形體進行焙燒，以便去除所添加的有機粘接劑類的成分，接著在空氣中，在1200℃的溫度下，焙燒2個小時，由此，如圖2所示，可獲得燒結體5。之后，采用下述磨刀石，對上述燒結體5的兩個端面進行研磨加工，形成電極外層膜面，該磨刀石的表面粗糙度中的中心線平均粗糙度Ra在1～2μm范圍內。另外，將按照規定配合比預先調整的銀糊6涂敷于兩個端面，獲得形成有電極外層膜的電壓非直線電阻體2。此后，再次在形成電壓非直線電阻體2的電極外層膜面上，設置焊錫材料3，將規定個數的，比如5個電壓非直線電阻體2疊置，并且將規定形狀的端子件4疊置于上述疊置體的兩個端面上。此外，如圖3和圖4所示，使焊錫3熔化。圖3為本發明實施例的電壓非直線電阻體組件制造時的正面圖，圖4為其平面圖。如圖3和圖4所示，采用支承臺7和支承桿8，在與電壓非直線電阻體2之間的，以及電壓非直線電阻體2與端子件4之間的連接面不同的部分，將支承臺7和支承桿8與電壓非直線電阻體2接觸，按照支承電壓非直線電阻體組件1的方式進行設置。接著，通過接觸熱源9的方式，對設置有焊錫材料3的連接部的局部進行加熱，在進行旋轉的同時，沿連接方向和垂直方向施加荷載。在此場合，從60℃／min的升溫速度升溫到最高溫度，使最高溫度增加到高出焊錫材料3的熔點30℃以上的程度，之后，按照10℃／min的速度進行降溫，獲得電壓非直線電阻體組件1。對于按照上述方式獲得的電壓非直線電阻體組件1的電氣特性，已確認獲得與按照已有方式將5個電壓非直線電阻體2疊置，在它們之間設置絕緣材料的場合相同的特性。在上面的描述中，在制作電壓非直線電阻體2時，采用磨刀石，對燒結體5的表面粗糙度進行控制，但是，也可在研磨之后，采用規定粒徑的粉體，進行噴射加工。在此場合，還可進行均勻的控制。另外，如果燒結體5的表面孔隙率小于15％，則提高該燒結體基體的強度，在磨刀石研磨與噴射加工時，燒結體基體處于不造成脫粒的狀態，形成電極外層膜時的燒結體基體的表面與電極外層膜表面之間連接強度良好。除了這些控制以外，還具有下述最佳效果，即雖然具有焙燒時的升溫速度，保持時間，焊錫的配合比等因素，但是仍可對構成電壓非直線電阻體2的配合比進行選擇。因此，按照下述方式選擇構成電壓非直線電阻體2的配合比。以ZnO為主成分，作為副成分，將鉍，鈷，錳，銻，鎳分別轉換為Bi2O3，MnO，Co2O3，Sb2O3，NiO，Bi2O3的含量在0．1～5mol％的范圍內，Co2O3的含量在0．1～5mol％的范圍內，MnO的含量在0．1～5mol％的范圍內，Sb2O3的含量在0．1～5mol％的范圍內，NiO的含量在0．1～5mol％的范圍內，相對這些基本成分，硼轉換為B2O3，其含量在0．001～1wt％的范圍內，鋁轉換為Al3+，其含量小于0．05mol％，MnO／Sb2O3的比率在0．3～1的范圍內，Sb2O3／Bi2O3的比例在1～7的范圍內，根據這樣的配合比，制作燒結體5。按照上述方式制造的燒結體可降低其孔隙率，可提高基體強度。由此，在磨刀石研磨和噴射加工時，燒結體基體材料難于產生脫粒情況，形成電極外層膜的面與電極外層膜表面之間的連接強度良好。電壓非直線電阻體2除了圖2所示的形式以外，還可按照圖5所示的方式形成。即，在燒結體5的側面，涂敷以低熔點的玻璃為主成分的無機系絕緣涂料10，進行焙燒，按照規定的表面粗糙度，對兩個表面進行研磨，形成電極外層膜表面。之后，通過采用電弧放電的電弧噴鍍方式，形成Cu電極外層膜11代替銀糊6，獲得電壓非直線電阻體2。對于按照上述方式獲得的電壓非直線電阻體2，由于側面的無機系絕緣涂料10的作用，這樣放電時的絕緣特性優良，抵抗特性提高。另外，由于Cu電極外層膜11的導電率優良，這樣在放電時，發熱受到抑制，可抑制傳送給焊錫材料3的熱應力。在這里，采用電弧噴鍍法，形成Cu電極外層膜11，代替銀糊6，但是作為電極外層膜材料，采用Cu合金，比如Cu-Zn合金，并且通過下述的等離子體噴鍍法，或下述的高速氣體火炎噴鍍法或高速噴鍍法，形成電極外層膜，也可具有相同的效果，該等離子體噴鍍法指通過等離子體熱源，使材料熔化，在燒結體基體的表面上，形成電極外層膜，該高速氣體火炎噴鍍法或高速噴鍍法指采用高速氣體火炎，以高速將熔化的材料附著于燒結體基體的表面，由此形成電極外層膜。此外，如圖6所示，也可形成電壓非直線電阻體2，從而使放電抵抗特性與連接強度提高。即，在燒結體5的側面，作為側面絕緣涂料，以富鋁紅柱石作為主成分，按照規定量添加磷酸鋁，與TiO2或Fe2O3，在400℃的溫度下，對其進行焙燒，在燒結體側面，形成下述高電阻層12，該高電阻層12以富鋁紅柱石作為主成分，其中AlPO4的含量在5．0～20wt％的范圍內，TiO2或Fe2O3的含量在0．2～5wt％的范圍內。此外，根據需要，在高電阻層12上，還形成非晶質的高電阻膜15，該膜15以SiO2，Al2O3為主成分。按照規定的表面粗糙度，對燒結體5進行研磨，在該研磨面上，通過等離子體噴鍍法，形成作為第1電極外層膜13的Al或Al合金，接著在其上，形成作為第2電極外層膜14的，由Cu或Cu合金形成的層，從而獲得電壓非直線電阻體2。由此，由于側面絕緣涂層采用上述高電阻層12的無機系涂料，這樣提高該涂層與燒結體5之間的連接強度。另外，由于側面絕緣涂料的孔隙率減小，這樣可提供放電抵抗值優良的電壓非直線電阻體2。此外，在設置有高電阻膜15的場合，可提供疏水性高，耐濕特性優良的電壓非直線電阻體2。還有，由于第1電極外層膜13采用熔點較低的，楊氏模數較小的鋁或鋁合金，其設置于作為由第2電極外層膜14的Cu或Cu合金形成的層之間，這樣可提供連接強度保持穩定的電壓非直線電阻體2。在上面的描述中，采用具有形成電極外層膜的材質或側面絕緣涂料的電壓非直線電阻體2，對連接強度與放電抵抗特性進行了描述，但是形成電極外層膜的狀態或電極外層膜的厚度也對放電抵抗特性造成影響。于是，采用圖2的電壓非直線電阻體組件2，預先制作電極外層膜厚度不同的電壓非直線電阻體組件，對放電抵抗特性的關系進行分析。圖7為表示本發明實施例的電極外層膜的厚度與放電抵抗值之間關系的曲線圖。以電極外層膜的厚度作為橫軸，以通脈沖電流時破壞前的電流值作為縱軸。從圖7顯然知道，如果電極外層膜的厚度超過300μm，則放電抵抗特性大大降低。在上述實例中，列舉的是采用圖2所示的電壓非直線電阻體2的實例，但是已確認采用其它的圖5，圖6的電壓非直線電阻體2，也具有相同的效果。接著，為了對電壓非直線電阻體組件1的連接強度進行分析，進行拉伸試驗。具體來說，在形成于端子件4的絲錐上，安裝夾具，測定拉伸強度。作為比較實例(已有實例)，導電性材料采用由銀粉末，玻璃粉末，有機粘接劑形成的導電性糊，制備電壓非直線電阻體2連接在一起的電壓非直線電阻體組件1。作為本發明，制備下述電壓非直線電阻體組件1，該電壓非直線電阻體組件1分別采用圖2的電壓非直線電阻體2(銀糊+焊錫)，圖5的電壓非直線電阻體2(Cu+焊錫)，圖6的電壓非直線電阻體2(Al+Cu／Zn+焊錫)，進行比較試驗。圖8表示其比較結果。在圖8中，黑點表示平均值，上下的直線表示誤差。從圖8顯然知道，在導電性材料采用由銀粉末，玻璃粉末，有機粘接劑形成的導電性糊的已有實例中，強度為0．5MPa，與此相對，在電壓非直線電阻體2采用銀糊的場合，本發明的電壓非直線電阻體組件1的連接強度為1．0MPa，在Cu電極外層膜的場合，其強度為1．2MPa，在Al噴鍍膜／Cu-Zn噴鍍膜的場合，其強度大于1．4MPa，從而獲得良好的特性。在上述電壓非直線電阻體組件1的實例中，通過采用圖3和圖4所示支承臺7與支承桿8的夾具而獲得的電壓非直線電阻體組件1，但是，隨制造方法的不同，端子件的形狀，連接狀態的形狀等，放電抵抗特性也有較大差別。即，在連接電壓非直線電阻體2時，在不采用圖3和圖3所示支承臺7與支承桿8的夾具的場合，電壓非直線電阻體2之間的連接會產生偏移，另外電壓非直線電阻體2與端子件4的連接會產生偏移，從而放電抵抗特性降低。于是，對連接的偏移量與放電抵抗特性之間的關系進行分析。圖9為表示電壓非直線電阻體2之間的偏移量，與放電抵抗值之間關系的曲線圖。在圖9中，未采用圖3和圖4所示支承臺7和支承桿8的夾具，將電壓非直線電阻體2連接，不連接端子件4，進行放電抵抗值試驗。電壓非直線電阻體2中的較大直徑由R1表示，較小的直徑由R2表示，以(R1-R2)／R2作為橫軸，以通脈沖電流時破壞前的電流值作為縱軸。從圖9顯然知道，如果(R1-R2)／R2超過0．05，則放電抵抗特性大大降低。另外，圖10表示端子件4和電壓非直線電阻體2的位置，與放電抵抗值之間關系的曲線圖。在圖10中，在電壓非直線電阻體2的部分，設置圖3和圖4所示支承臺與支承桿8的夾具，進行固定，在端子件4的連接部不設置夾具，對其進行連接，進行放電抵抗值試驗。端子件4的直徑由R3表示，電壓非直線電阻體2的連接面的直徑由R4表示，以(R3-R4)／R4作為橫軸，以通脈沖電流時破壞前的電流值作為縱軸。從圖10顯然知道，在端子件4的直徑大于電壓非直線電阻體2的場合，放電抵抗特性下降，當(R3-R4)／R4超過0．3時，則放電抵抗特性大大降低。此外，圖11表示距電壓非直線電阻體中連接部的中心部的偏移量，與放電抵抗值之間關系的曲線圖。在圖11中，其中一個連接面中的較小直徑由R5表示，以其中一個連接面的中心軸與另一個連接面的中心軸的偏差作為橫軸，以通脈沖電流時破壞前的電流值作為縱軸。從圖11顯然知道，如果連接之間的偏差大于0．1×R5，則放電抵抗特性大大降低。還有，對電壓非直線電阻體組件1的放電抵抗特性造成的影響，除了連接時的偏移量和端子件4的形狀，制造條件以外，還考慮電壓非直線電阻體2本身的形狀。于是，對電壓非直線電阻體2的形狀與放電抵抗值之間的關系進行分析。圖12表示電壓非直線電阻體2的形狀，與放電抵抗值之間關系的曲線圖。在圖12中，在電壓非直線電阻體2的厚度方向上中間部的直徑由R6表示，端部的直徑由R7表示，對比值R6／R7進行測定，之后采用圖3和圖4所示支承臺7與支承桿8的夾具進行固定，制作電壓非直線電阻體組件1。接著，對該電壓非直線電阻體組件1進行試驗。以這些比值R6／R7作為橫軸，以通脈沖電流時破壞前的電流值作為縱軸。從圖12顯然知道，如果比值R6／R7超出0．9≤R6／R7≤1的范圍，則放電抵抗特性大大降低。再有，不僅電壓非直線電阻體2的側面形狀，而且兩端面的平行度也與放電抵抗特性具有密切關系。于是，對電壓非直線電阻體2的平行度與放電抵抗值之間的關系進行分析。圖13表示電壓非直線電阻體2的平行度，與放電抵抗值之間關系的曲線圖。從圖13顯然知道，如果平行度超過20／100，則放電抵抗特性大大降低。下面對采用特殊的焊錫材料3時的電壓非直線電阻體進行描述。一般，焊錫材料3采用Sn-Pb系共晶焊錫。從防止環境污染的方面來說，最好采用Pb含量較少的焊錫材料。于是，采用Pb含量小于0．1wt％，熔點大于210℃的焊錫材料3，提供對環境有利的電壓非直線電阻體組件1。即，采用下述低熔點金屬形成的焊錫材料，在焊錫材料中，以Sn為主成分，含有Cu，Ag，Sb中的至少一種，Sn的含量在70～99％的范圍內，Ag的含量在3～20％的范圍內，Cu，Sb的含量在小于5％的范圍內。該焊錫材料3的楊氏模數和拉伸強度特別優良，采用這些焊錫材料的電壓非直線電阻體組件1即使在高溫環境下，仍具有穩定的連接強度。對下述電壓非直線電阻體組件1的，在120℃時的連接強度的差別，與比較實例一起進行試驗，該電壓非直線電阻體組件1采用上述焊錫材料3和作為一般的低熔點金屬的，Sn的含量為60％，Pb的含量為40％的已有的焊錫材料。如圖表1所示，制備包含比較實例的，16個焊錫材料3，對電壓非直線電阻體1組件的連接強度進行試驗。另外，表1中的★號表示比較實例。表1單位wt％在120℃的溫度下<tablesid="table1"num="001"><table>序號SnCuAgSbPb連接強度(MPa)196．993．0000．010．88298．0002．000．85390．0010．0000．874*94．06．00000．45*94．0006．000．416*69．0031．0000．45788．54．03．54．000．888*87．06．03．04．000．49*65．02．031．02．000．410*83．03．04．010．000．41194．02．04．0000．861293．04．003．000．851388．00102．000．8614*67．02．031．0000．4115*91．06．003．000．4216*96．001．03．000．45</table></tables>在這里，當進行試驗時，將表1所示的各焊錫材料3制成圓板狀箔，將該材料設置于圖6所示的電壓非直線電阻體2與端子件4之間，涂敷焊劑，采用圖3和圖4所示支承臺7與支承桿8的夾具，在規定的條件下進行加熱，制作電壓非直線電阻體組件1。具體來說，在形成于端子件4的絲錐上，安裝夾具，放入120℃的恒溫層，測定拉伸強度。上面的試驗結果列于表1中。從表1顯然知道，通過Pb的含量小于0．1％，Ag的含量在3～20％的范圍內，或Cu與Sb的含量小于5％，剩余部分為Sb的電壓非直線電阻體組件1，可提供高溫下的連接強度為0．85MPa，強度特性優良，并且穩定性也優良的電壓非直線電阻體組件1。在上面的描述中，焊錫材料3采用低熔點金屬箔，在電壓非直線電阻體2的電極外層膜形成面上涂敷焊劑，將電阻體2連接，但是，也可采用下述焊錫材料，其是將低熔點金屬與焊劑成一體形成的，呈糊狀。該糊狀的焊錫材料最好由下述焊劑部形成，該焊劑部以直徑小于60μm的球狀的低熔點金屬部與氯化鋅為主成分。由于采用該糊狀焊錫材料，作業效率提高。圖14表示糊狀焊錫材料中低熔點金屬的直徑，與連接強度之間關系的曲線圖。從圖14顯然知道，如果低熔點金屬部的直徑大于60μm，由于焊劑事先揮發，濕潤性變差，則連接強度降低。圖15表示糊狀焊錫材料中的低熔點金屬的厚度，與連接強度之間關系的曲線圖。在圖15中，給出了將糊狀焊錫涂敷于電壓非直線電阻體2上，在規定的條件下將電阻體2連接時低熔點金屬的厚度，與放電抵抗特性之間的關系。從圖15顯然知道，如果低熔點金屬的厚度大于300μm，則放電抵抗特性大大降低。圖16表示糊狀焊錫材料的涂敷條件，與放電抵抗值與放電抵抗值之間關系的曲線圖。圖16中斜線部內為放電抵抗特性大于100kA的區域。如圖16所示，按照下述方式設定涂敷條件，該方式為糊狀焊錫材料占電壓非直線電阻體2中連接面面積的60～90％，并且涂敷厚度在0．2～1mm的范圍內，另外在連接面面積在60～70％的范圍，涂敷厚度位于連接該范圍端點的直線之上，在80～90％的范圍內，涂敷厚度位于連接該范圍端點的直線之下，由此可將連接后的低熔點金屬厚度控制在300μm。由于在圖16中斜線部內的涂敷條件下，涂敷糊狀焊錫，這樣可提供放電抵抗特性優良的電壓非直線電阻體2。另外，在連接時，在沿與連接面相垂直方向施加荷載的同時，使電阻體與熱源接觸，將電阻體2連接，這種方式為提高連接強度的有效措施。圖17表示電壓非直線電阻體組件1制造時的壓荷載，與連接強度之間關系的曲線圖。在圖17中，以連接時的壓力作為橫軸，以連接強度作為縱軸。從圖17顯然知道，如果連接時的壓力大于5kgf，則連接強度為1．0MPa，連接強度提高，可提供優良的基體為ZnO的組件。可認為，其原因在于由于在施加連接時的荷載的同時，進行加熱，這樣可減少焊錫中的氣孔。另外，連接后的焊錫材料形狀也會對連接強度造成較大影響。因此，可采用下述的方法，在該方法中，必須在電壓非直線電阻體2與端子件4之間的整個連接外周面上，涂敷焊錫材料3，從端子件4的側面，到電壓非直線電阻體2的連接面，形成平滑的連續圓弧形狀，在連接焊錫材料3以便獲得這些形狀時，使熱源與連接部的局部相接觸，在旋轉的同時，進行連接。采用該方式的原因在于提高在連接部的局部集中地施加熱源，熱量不為電壓非直線電阻體2奪取，這樣可高效率地使焊錫材料3熔化。另外，通過施加旋轉，可將熱量均勻地傳遞給連接部，可按照連續的平滑圓弧狀進行施工。此時，在施加荷載的同時，進行連接，由此可獲得進一步的效果。此時，可在局部對下述熱進行控制，該熱為作為熱源9，在端子件4的周圍，布置線圈，利用高頻電流的感應加熱，利用鹵燈等熱源的聚光加熱，利用燃燒器的燃燒器熱，通過利用電熱線的加熱風扇產生的熱。下面對這些加熱條件進行描述。通過利用上述熱源，可加快升溫速度。之所以這樣，是因為如果升溫速度較慢，則焊劑先揮發，不能夠充分地使低熔點金屬與基材濕潤。圖18表示升溫速度與連接強度之間的關系。從圖18顯然知道，在升溫速度小于10℃／min的場合，連接強度大大降低。下面對端子件4的材質和其形狀對電壓非直線電阻體2的影響進行描述。最好，端子件4采用鋼，銅，銅合金。形成采用這些成分的電壓非直線電阻體組件1，與比較實例，對采用鋁材料的電壓非直線電阻體1的連接強度進行分析。對于試驗方法，在形成于端子件4的絲錐上，安裝夾具，測定拉伸強度。其結果列于表2中。表2中★號表示比較實例。表2<tablesid="table2"num="002"><table>序號端子的材質強度(MPa)1*鋁合金(AA2011)0．452鋼材1．103鋼(JISC1020)1．054鋼合金(JISC5212)1．125黃銅(JISC2680)1．15</table></tables>根據該結果顯然知道，當將采用鋼，銅，銅合金的端子件4連接時，連接強度大于1．0MPa，可提供連接強度較高的，優良的基體為ZnO的組件。另外，即使在表2中所示的第2～5實施例以外的鋼，銅，銅合金的情況下，已確認獲得相同的效果。在上述第2～5實施例中，如果端子件4采用鋁材料，則連接強度大大降低，但是通過對端子接頭4進行電鍍處理，可提高連接強度。因此，在由鋁，鋁合金形成的端子件4上，形成Ni，Sn，或Zn鍍層，之后制作電壓非直線電阻體組件1。與上述第1～5實施例相同，對按照上述方式獲得的電壓非直線電阻體組件1，進行連接強度試驗。其結果列于表3中。表3基體材料鋁(AA1050)<tablesid="table3"num="003"><table>序號鍍層材質強度(MPa)1Ni1．052Sn1．123Zn1．05</table></tables>根據該結果顯然知道，由于在端子件4上，形成Ni，Sn，或Zn鍍層，這樣連接強度大于1．0MPa，可提供連接強度較高的，優良的基體為ZnO的組件。另外，已確認即使在表3所示的第1～3實施例以外的材質，鋁，鋁合金，鋼，銅，或銅合金的情況下，仍可獲得相同的效果。下面對端子件4的形狀對電壓非直線電阻體2造成的影響進行描述。該端子件4適合用于電壓非直線電阻體2，該端子件4的結構與電壓非直線電阻體的形狀保持一致，將連接面加工成圓板狀，在與連接面相對一側面的中心部，包括其直徑為端子件4的1／3以上的突起狀螺紋部。由此，可制作下述的避雷器組件，其中在這些端子件4上，以螺紋方式緊固有后面將要描述的第2端子件4。在此場合，上述突起狀螺紋部的直徑必須大于連接部端子件4的1／3，以便防止沿橫向施加荷載時變形。另外，對端子件4距電壓非直線電阻體2的連接面的最小厚度對連接強度造成影響進行分析。具體來說，制作安裝部分厚度改變的多個電壓非直線電阻體組件1，進行試驗。對于該試驗方法，在形成于端子件4上，安裝夾具，測定拉伸強度。其結果示于圖19中。在圖19中，以端子件4的最小厚度為橫軸，以連接強度為縱軸。從該結果顯然知道，由于端子件4的連接部分最小厚度大于2mm，這樣連接強度大于1．0MPa，可獲得連接強度較高的，優良的ZnO基體的組件。對于端子件4，可形成將連接面周圍加工成C狀，或加工成R狀，可在連接面周圍，形成槽，從而容易保留焊錫材料3，可在端子件4的周圍，均勻地涂敷焊錫材料3。由此，可提供連接強度保持穩定的電壓非直線電阻體組件1。采用將連接面周圍加工成C狀或加工成R狀的端子件4，對所獲得的電壓非直線電阻體組件1的連接強度進行分析。其結果列于表4中。表4<tablesid="table4"num="004"><table>序號端子加工強度(MPa)1C加工(0．5mm)1．232R加工(0．5mm)1．25</table></tables>從該結果顯然知道，由于將端子件4的連接面周圍加工成C狀或加工成R狀，這樣連接強度大于1．0MPa，可提供連接強度較高的，優良的電壓非直線電阻體組件。由此，可確實將電壓非直線電阻體2連接，可提供能夠有助于使變電設備的體積減小的電壓非直線電阻體組件1。下面對采用這些電壓非直線電阻體的避雷器組件實施例進行描述。圖20表示本發明實施例的避雷器組件16的剖面圖。該避雷器組件16可適合用于柱狀避雷器，配電避雷器，輸送電線用避雷器等。如圖20所示，避雷器組件16由電壓非直線電阻體組件1，覆蓋電壓非直線電阻體組件1的多孔狀絕緣性管17，具有通孔的金屬圓板18，安裝于電壓非直線電阻體組件1的端子件4上的第2端子件19，覆蓋第2端子件19以外區域的彈性絕緣性覆蓋體20構成。電壓非直線電阻體組件1采用由上述實施例中任何一個制作的形式。在該電壓非直線電阻體組件1上，覆蓋熱硬化性的多孔狀絕緣性管17，使金屬圓板18穿過電壓非直線電阻體組件1兩端側的端子件4的突起狀螺紋部，將多孔狀絕緣性管夾住，通過第2端子件19，以螺紋方式實現緊固。接著，將它們放入燒結爐中，在小于200℃的溫度下，對其進行熱硬化處理，然后，將其固定于規定形狀的模具內，通過彈性絕緣性覆蓋體20，進行覆蓋。之后，在小于200℃的溫度下，獲得避雷器組件16。在這里，由于金屬圓板18在與電壓非直線電阻體組件1相對的一側，設置有多個凸狀的突起部，這樣還可牢固地將多孔狀絕緣性管17夾住。另外，在以串聯方式設置多個避雷器組件16的場合，如圖12所示，采用在兩側具有螺紋部21的第2端子件19。即，采用下述第2端子件19，其具有螺紋部21，該螺紋部21可與電壓非直線電阻體組件1中的端子件4以螺紋方式連接，該螺紋部21從連接底部，呈圓柱狀延伸，其頂面側的中心部由凹部形成。由此，可以直接串聯方式將避雷器組件16組合。此外，由于第2端子件19側面部的中心線平均粗糙度大于100μm，這樣彈性絕緣性覆蓋體20的嵌合度良好，即使在受到外力，周圍溫度，內部發熱的作用的情況下，彈性絕緣性覆蓋體20仍不會剝離掉，不會發生因剝離造成的吸濕等絕緣性降低。在該避雷器組件16中，熱硬化性的多孔狀絕緣性管17覆蓋于電壓非直線電阻體組件1上。之所以這樣，是為了在過大的電涌侵入，避雷器破壞的場合，防止避雷器中的各部位飛散開。另外，這樣做是為了在過大的電涌侵入造成內部壓力增加的場合，使其內部壓力均勻地分散開，防止破壞時的應力集中。還有，如圖22和23所示，在彈性絕緣性覆蓋體20中，沿1個方向設置厚度較薄部22。在圖22中，設置有狹縫狀的縱向厚度較薄部22，在圖23中，呈圓形狀，形成有縱向厚度較薄部。由于具有該厚度較薄部22，這樣可沿1個方向，對電弧的釋放進行控制。如果按照上面描述的方式采用本發明，由于在形成有電極外層膜的電壓非直線電阻體之間，以及在其兩個端面與端子件之間采用焊錫材料，實現連接，這樣可提供體積較小的，成本較低的電壓非直線電阻體組件。另外，電壓非直線電阻體的連接強度較高，可提供下述電壓非直線電阻體組件，其即使在外力，周圍溫度，內部發熱的作用的情況下，仍不會產生剝離。還有，由于從結構上，這些電壓非直線電阻體組件完全連接，這樣當制造避雷器組件時，在通過多孔狀絕緣性管，與絕緣性彈性覆蓋體覆蓋的場合，這些部件不會嵌入連接界面，因此，可在不損害電氣特性的情況下，防止在施加電壓時產生的電暈。權利要求1．一種電壓非直線電阻體組件，其特征在于包括1個或按照疊置方式設置的多個電壓非直線電阻體，在該電阻體中，由原料成形，通過燒結，呈圓柱狀的燒結體兩個端面的表面粗糙度的中心線平均粗糙度在1～2μm的范圍內，在該燒結體上形成有電極外層膜；端子件，其加工成規定形狀，安裝于上述電壓非直線電阻體上；焊錫材料，其設置于上述電壓非直線電阻體之間，以及上述電壓非直線電阻體與上述端子件之間的連接面之間，使熱源與上述焊錫材料相接觸，對該焊錫材料進行加熱，在旋轉的同時，沿垂直方向對連接面施加荷載，實現連接。2．根據權利要求1所述的組件，其特征在于在將上述電壓非直線電阻體之間，或上述電壓非直線電阻體與端子件之間連接時，如果連接面較小一個的直徑由R5表示，則其中一個連接面的中心軸與另一連接面的中心軸的偏移量在小于0．1×R5的范圍內。3．根據權利要求1所述的組件，其特征在于在上述電壓非直線電阻體中，在上述燒結體的側面，預先形成具有下述高電阻層的無機系絕緣涂料，該高電阻層以富鋁紅柱石(A16Si2O13)作為主成分，其中AlPO4的含量在5．0～20wt％的范圍內，TiO2或Fe2O3的含量在0．2～5wt％的范圍內。4．根據權利要求3所述的組件，其特征在于在上述無機系絕緣涂料上，還具有以SiO2，Al2O3為主成分的非晶質高電阻膜。5．根據權利要求1所述的組件，其特征在于形成于上述燒結體上的電極外層膜由下述電極外層膜形成，該電極外層膜由作為第1層的Al或Al合金，以及作為第2層的Cu或Cu合金構成的多層形成。6．根據權利要求1所述的組件，其特征在于上述電極外層膜的厚度小于300μm。7．根據權利要求1所述的組件，其特征在于上述焊錫材料以Sn為主成分，作為副成分，包含有Cu，Ag，Sb中的至少一種，Sn的含量在70～99％的范圍內，Ag的含量在3～20％的范圍內，Cu和Sb的含量小于5％，鉛的含量小于0．1wt％。8．一種避雷器組件，其特征在于該組件包括權利要求1～7中任何一項所述的電壓非直線電阻體組件；熱硬化性多孔主絕緣性管，其覆蓋上述電壓非直線電阻體組件中的兩個端部，除了端子件以外的部分；金屬圓板，其設置于上述電壓非直線電阻體組件中的端子件部分，夾持上述多孔主絕緣性管的端部；第2端子件，其與下述突起狀的螺紋部以螺紋方式嵌合，該螺紋部通過上述金屬圓板設置，其直徑比與形成于上述端子件中心部的，連接面一側的端子件直徑的1／3大。9．根據權利要求8所述的組件，其特征在于上述金屬圓板在與上述電壓非直線電阻體組件中的端子件相對一側，設置有多個凸狀的突起部。10．根據權利要求9所述的組件，其特征在于上述彈性絕緣性覆蓋體沿一個方向具有厚度較薄部。全文摘要本發明提供一種在放電抵抗值不降低的情況下,實現體積減小的電壓非直線電阻體組件和避雷器組件。電壓非直線電阻體按照下述方式制作,該方式為:使下述燒結體的兩個端面具有規定的表面粗糙度,該燒結體這樣形成,即原料成形,對其進行焙燒,之后形成圓柱狀。接著,設置1個或以疊置方式設置多個電壓非直線電阻體,將端子件安裝于其兩個端部。通過焊錫材料,將電壓非直線電阻體之間以及電壓非直線電阻體與端子件之間連接。文檔編號H01C7/105GK1281230SQ00120779公開日2001年1月24日申請日期2000年7月14日優先權日1999年7月15日發明者宇田川剛,菅雅弘,石崎義弘,清水信行,鈴木洋典,成田廣好,平野嘉彥,安藤秀泰,谷口安彥,花井正廣,蝦名雅彥,島上圭祐,伊藤義康,新藤尊彥申請人:株式會社東芝