(19) |
 |
|
(11) |
EP 0 147 607 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
04.05.1988 Patentblatt 1988/18 |
(22) |
Anmeldetag: 16.11.1984 |
|
(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)4: H01C 7/10 |
|
(54) |
Zinkoxid-Varistor
Zinc oxide varistor
Varistance en oxyde de zinc
|
(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
CH DE GB LI SE |
(30) |
Priorität: |
22.12.1983 CH 6851/83
|
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
10.07.1985 Patentblatt 1985/28 |
(73) |
Patentinhaber: BBC Brown Boveri AG |
|
CH-5401 Baden (CH) |
|
(72) |
Erfinder: |
|
- Jülke, Elias, Dr.
CH-5430 Wettingen (CH)
- Kaiser, Tony, Dr.
CH-8107 Buchs (CH)
- Osman, Maged A., Dr.
CH-8046 Zürich (CH)
- Perkins, Roger S., Dr.
CH-5406 Baden-Rütihof (CH)
|
(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A- 3 116 573 US-A- 4 100 588
|
FR-A- 2 485 245
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Zinkoxid-Varistor gemäss dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
[0002] Es ist bekannt, dass sich die Eigenschaften von Zinkoxid-Varistoren, wenn sie in
sauerstoffloser Umgebung betrieben werden, nach verhältnismässig kurzer Zeit merklich
verschlechtern. Insbesondere steigt der Leckstrom und damit die Energieaufnahme, was
zur Erwärmung und in der Folge zu weiterer Erhöhung des Leckstroms führt und in letzter
Konsequenz zur thermischen Zerstörung des Varistors. Man hat festgestellt, dass die
Degradation des Varistormaterials vor allem in einer dünnen seitlichen Randschicht
auftritt und vermutet daher, dass sie auf Bildung unterstöchiometrischen Zinkoxids
durch Abdiffusion von Sauerstoff aus der Randschicht in die Umgebung des Varistors
zurückzufüren ist.
[0003] Aus der DE-31 23 552 AI ist ein Varistor bekannt, weicher zwecks Verhinderung oder
Verlangsamung der Sauerstoffabdiffusion auf der zwischen seinen Kontaktflächen umlaufenden
Seitenfläche mit einer Beschichtung aus einem organischen Polymer versehen ist, welches
gasundurchlässig sein soll.
[0004] Nun ist bei üblichen Betriebstemperatur von Zinkoxid-Varistoren, nämlich ca. 120-130
°C, die Sauerstoffdurchlässigkeit von organischen Polymeren allgemein ziemlich hoch
und es erscheint zweifelhaft, ob eine reine Polymerbeschichtung eine die Degradation
des Zinkoxid-Varistors wesentlich verlangsamende Sauerstoffbarriere bilden kann.
[0005] Aus der genannten Schrift, wie auch bereits aus der US-PS 3 959 543, ist es auch
bekannt, Zinkoxid-Varistoren seitlich mit einem Glasüberzug zu versehen. Wie insbesondere
aus der zuletzt genannten Schrift deutlich wird, weisen Gläser, deren thermischer
Ausdehnungskoeffizient hinreichend nahe bei demjenigen des Varistormaterials liegt,
verhältnismässig hohe Schmelzpunkte auf. Der Varistor muss nach seiner Fertigstellung
zum Zweck der Aufbringung des Glasüberzugs noch einmal auf ca. 650 °C erwärmt werden,
was sich auf seine elektrischen Eigenschaften ungünstig auswirken kann. Weitere Nachteile
liegen in der die Handhabung des Varistors erschwerenden Sprödigkeit des Glasüberzugs
sowie unter Umständen in seiner chemischen Korrodierbarkeit durch Flussäure.
[0006] Gemäss JP-PS 957 072 kann die Degradation von Zinkoxid-Varistoren in SF
6 durch Zugabe von 10-30 % Sauerstoff wesentlich verlangsamt werden. Diese Methode
hat, abgesehen davon, dass sie nicht anwendbar ist, wenn die Varistoren von einem
flüssigen oder festen Medium umgeben sind, den Nachteil, dass sie eine gasdichte Abschottung
des die Varistoren enthaltenden Raums gegen andere Anlagenteile erfordert und die
Wartung kompliziert. Dazu kommt die Verringerung der dielektrischen Festigkeit.
[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemässen Zinkoxid-Varistor bezüglich
der Sauerstoffundurchlässigkeit der die umlaufende seitliche Fläche bedeckenden Beschichtung
zu verbessern.
[0008] Diese Aufgabe wird durch die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet
ist, gelöst.
[0009] Die Vorteile der Erfindung sind vor allem darin zu sehen, dass die mindestens eine
im Ueberzug eines erfindungsgemässen Zinkoxid-Varistors enthaltene Sauerstoffsperrschicht
einer Abdiffusion von Sauerstoff aus der Randschicht des Varistorteils wegen des im
wesentlichen sauerstoffundurchlässigen, die Diffusionswege drastisch verlängernden
oder selbst Sauerstoff abgebenden anorganischen Füllstoffs wesentlich stärker entgegenwirkt
als die Beschichtung bekannter gattungsgemässer Zinkoxid-Varistoren. Dabei ist die
Beschichtung eines erfindungsgemässen Zinkoxid-Varistors kaum schwieriger herzustellen.
[0010] Dadurch, dass die Funktion, die Sauerstoffdiffusion durch die Beschichtung zu sperren
oder doch stark zu verringern, im wesentlichen von dem in der Sauerstoffsperrschicht
feinverteilten anorganischen Füllstoff übernommen wird, kann zudem das organische
Matrixmaterial, das die mechanischen, thermodynamischen und chemischen Eigenschaften
besagter Sauerstoffsperrschicht wesentlich bestimmt, bezüglich Hitzebeständigkeit,
Elastizität, thermischen Ausdehnungskoeffizienten, Korrosionsbeständigkeit, mechanischer
Festigkeit etc. optimiert und insbesondere auch an die durch die jeweiligen Einsatzbedingungen
wie z.B. das umgebende Medium gegebenen speziellen Anforderungen im wesentlichen ohne
Rücksicht auf seine Sauerstoffdurchlässigkeit angepasst werden.
[0011] Im folgenden wird die Erfindung anhand von nur Ausführungswege darstellenden Zeichnungen
näher erläutert.
[0012] Es zeigen :
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch einen gattungsgemässen Zinkoxid-Varistor,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Randzone eines erfindungsgemässen Zinkoxid-Varistors
gemäss einer ersten Ausführungsform,
Fig. 3 einen gleichartigen Schnitt bei einem erfindungsgemässen Zinkoxid-Varistor
gemäss einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 4 einen gleichartigen Schnitt bei einem erfindungsgemässen Zinkoxid-Varistor
gemäss einer dritten Ausführungsform, und
Fig. 5 die relative zeitliche Aenderung der Verlustleistung verschiedener gattungsgemässer
Zinkoxid-Varistoren beim Betrieb derselben in SF6- Atmosphäre.
[0013] In den Figuren 1 - 4 sind Zinkoxid-Varistoren dargestellt, welche in ihrem grundsätzlichen
Aufbau jeweils einen zylindrischen Aktivteil 1 aus einer gesinterten Masse, welche
aus Metalloxiden mit einem überwiegenden Anteil an Zinkoxid besteht, enthält sowie
auf Grund- und Deckfläche des Aktivteils 1 Kontaktschichten 2a, b aus leitendem Material,
z.B. Aluminium, welche einander gegenüberliegende Kontaktflächen 3a, b bilden. Die
zwischen den Kontaktflächen 3a, b umlaufende Seitenfläche ist mit einer mindestens
teilweise aus einem organischen Polymer bestehenden Beschichtung 4 bedeckt.
[0014] Gemäss einer ersten, in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform ist erfindungsgemäss
die Beschichtung 4 zur Gänze als Sauerstoffsperrschicht 5 ausgebildet. Dabei sind
in einem organischen Matrixmaterial 6 Füllstoffpartikel 7 verteilt. Sie sind plättchenförmig
und bestehen aus einem der folgenden Materialien : Naturglimmer, Kunstglimmer, Vermiculit,
Eisenglimmer, Glas. Als organisches Matrixmaterial 6 eignen sich Epoxidharze, Alkydharze,
Polyurethane, Siliconharze, ungesättigte Polyesterharze, Acrylate. Diese Substanzen
sind auch als Lacke im Handel. Sie können mit dem Füllstoff vermischt und die Seitenfläche
des unbeschichteten Aktivteils mit dieser Mischung mehrere Male gespritzt werden.
Wirbelsintern oder elektrostatisches Pulverbeschichten Kommen als Verfahren zur Aufbringung
der Sauerstoffsperrschicht ebenfalls in Frage. Auch Umgiessen ist möglich, aber für
die Serienfertigung weniger geeignet.
[0015] Die degradationshemmende Wirkung der Sauerstoffsperrschicht 5 dürfte darauf beruhen,
dass sich die für Sauerstoff praktisch undurchlässigen Füllstoffpartikel 7 im wesentlichen
parallel zur Seitenfläche des Aktivteils 1 orientieren und dadurch ein dichtes Gefüge
bilden, in weichem ausschliesslich im organischen Matrixmaterial 6 verlaufende Diffusionswege
durch die Sauerstoffsperrschicht 5 verglichen mit der Dicke derselben sehr lang sind.
Von der Randschicht des Aktivteils 1 abdiffundierter Sauerstoff wird dadurch in der
Umgebung derselben zurückgehalten, wodurch sich der Sauerstoffpartialdruck dort erhöht
und weitere Abdiffusion von Sauerstoff aus dem Aktivteil 1 verhindert wird.
[0016] Erfindungsgemässe Zinkoxid-Varistoren gemäss der ersten Ausführungsform wurden etwa
in den folgenden Varianten hergestellt :
[0017] Bei einer ersten Variante (Typ I) wurde die Seitenfläche des Aktivteils 1 drei Mal
mit Wacotop@ (eingetragene Marke der Firma Heinrich Wagner & Co., Zürich, Schweiz),
einem Eisenglimmer enthaltenden Epoxidharzlack gespritzt. Die Dicke der Sauerstoffsperrschicht
5 betrug 0,5 mm.
[0018] Bei einer zweiten Variante (Typ II) wurde die Seitenfläche des Aktivteils 1 mit Synodur@
(eingetragene Marke der Firma Dold AG, Wallisellen, Schweiz), einem Glimmer enthaltenden
Epoxidharzlack drei Mal gespritzt. Die Dicke der Sauerstoffsperrschicht 5 wiederum
0,5 mm.
[0019] Gemäss einer zweiten, in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform werden erfindungsgemäss
eine oder mehrere Sauerstoffsperrschichten 5 durch die Beschichtung eines Glimmerbandes
mit einem Träger 8 aus Papier, Kunststoff oder Glasgewebe gebildet, welches in einer
oder mehreren Lagen um den Aktivteil 1 gewickelt ist. Die Beschichtung ist dabei dem
Aktivteil 1 zugewandt, der Träger 8 liegt aussen. Die Beschichtung besteht wiederum
aus einem organischen Matrixmaterial 6 mit eingebetteten Füllstoffpartikeln 7. Als
Füllstoff eignet sich vorzugsweise Glimmer, jedoch ist auch die Verwendung anderer
im Zusammenhang mit den bereits geschilderten oder der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform
aufgeführter Substanzen möglich.
[0020] Die Wirkungsweise der Sauerstoffsperrschicht oder -schichten 5 ist natürlich gleich
wie bei den übrigen Ausführungsformen. Der Träger 8 ermöglicht jedoch, Sauerstoffsperrschichten
5 sehr einfach und rasch durch maschinelles Wickeln aufzubringen.
[0021] Ein erfindungsgemässer Varistor gemäss der zweiten Ausführungsform wurde folgendermassen
hergestellt (Typ III) :
[0022] Das zylindrische Aktivteil 1 wurde mit einer Lage Glimmer-Glasgewebeband Samicatherm@
(eingetragene Marke der Firma Isola, Breitenbach, Schweiz) bedeckt, verklebt und 16
h bei 130 °C ausgehärtet. Die Dicke des Bandes betrug 0,2 mm.
[0023] Gemäss einer dritten, in Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsform ist erfindungsgemäss
die Beschichtung 4 wiederum zur Gänze als Sauerstoffsperrschicht 5 ausgebildet. Dabei
sind in einem organischen Matrixmaterial 6 Füllstoffpartikel 7 verteilt, welche aus
einem der folgenden Metalloxide bestehen : Iridiumoxid (IrO
2), Osmiumoxid (OsO
2), Telluroxid (TeO
2), Kupferoxid (Cu
20), Wismuthoxid (Bi
20
3), Bleioxid (PbO), Antimonoxid (Sb
20
3), Kobaltoxid (Co0), Nickeloxid (NiO), Manganoxid (Mn0
2, Mn
20
3), Kadmiumoxid (CdO), Molybdänoxid (Mo03), Zinnoxid (SnO
2), Wolframoxid (W0
3), Eisenoxid (Fe
30
4), Vanadiumoxid (V
20
5), Zinkoxid (ZnO). Auch pulverisiertes Aktivteilmaterial kommt in Frage. Als organische
Matrixmaterialien eignen sich die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform aufgeführten
Stoffe.
[0024] Die degradationsverzögernde Wirkung der Beschichtung dürfte darauf zurückgehen, dass
die Füllstoffpartikel 7 Sauerstoff abgeben und den Umgebungssauerstoffpartialdruck
in der unmittelbaren Umgebung der Randschicht des Aktivteils 1 auf einem Niveau halten,
bei welchem das Aktivteilmaterial nicht oder nur geringfügig Sauerstoff abgibt. Dabei
dürfte auch die physikalische Wirkung des meist wenig sauerstoffdurchlässigen Füllstoffs
als Diffusionsbarriere eine Rolle spielen.
[0025] Ein erfindungsgemässer Zinkoxid-Varistor gemäss der dritten Ausführungsführungsform
wurde in folgender Form realisiert (Typ IV) :
[0026] Epoxidformstoff Araldit@ (eingetragene Marke der Firma Ciba Geigy, Basel, Schweiz)
Cy 227 wurde mit dem entsprechenden Härter Cy 227 und auf 160° erhitztem Zinkoxid
(ZnO) der Qualität Weissiegel vermischt. Das Mischungsverhältnis Lack : Härter : Zinkoxid
betrug in Gewichtsprozenten 25 : 25: 50. Mit dieser Mischung wurde das Aktivteil 1
in einer Silikongiessform umgossen. Anschliessend wurde 16 h bei 130 °C ausgehärtet.
Die Dicke der Sauerstoffsperrschicht 5 nach dem Aushärten betrug 2 mm.
[0027] Die Herstellung einer ähnlichen Beschichtung durch Spritzen der Seitenfläche des
Aktivteils 1 mit einem zinkoxidhaltigen Epoxidharzlack wurde ebenfalls mit befriedigendem
Resultat erprobt.
[0028] Beim Betrieb von bekannten gattungsgemässen und von wie beschrieben realisierten
erfindungsgemässen Zinkoxid-Varistoren während 48 h in SF
6-Atmosphäre bei 1 bar, 130 °C und 0,34-facher Restspannung ergaben sich folgende Resultate
für die prozentuelle Aenderung der Verlustleistung :

[0029] Die zeitliche Entwicklung der Verlustleistung im Vergleich zur Anfangsverlustleistung
Pv(t)/Pv(O) beim Betrieb in SF
6-Atmosphäre bei 1 bar, 115°C und bei 0,34-facher Restspannung wurde gemessen und ist
in Fig. 5 dargestellt für unbeschichtete Aktivteile (punktierte Kurve), bekannte gattungsgemässe
Zinkoxid-Varistoren mit Polyimidbeschichtung (durchgezogene Kurve), wie oben beschrieben
realisierte erfindungsgemässe Zinkoxid-Varistoren vom Typ I (kurzgestrichelte Kurve),
vom Typ II (langgestrichelte Kurve) und vom Typ IV (strichpunktierte Kurve). Wie aus
der Darstellung ersichtlich, kann die Degradation von gattuhgsgemässen Zinkoxid-Varistoren
durch die erfindungsgemässen Massnahmen wesentlich verlangsamt werden. Die besten
Resultate wurden dabei mit erfindungsgemässen Zinkoxid-Varistoren vom Typ II erzielt.
1. Zinkoxid-Varistor mit einem Aktivteil (1), welcher zwei einander gegenüberliegende
Kontaktflächen (3a, 3b) und eine zwischen denselben umlaufende Seitenfläche aufweist,
sowie mit einer die Seitenfläche bedeckenden, mindestens teilweise aus einem organischen
Polymer bestehenden Beschichtung (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung
(4) mindestens eine Sauerstoffsperrschicht (5) enthält aus einer Suspension von Füllstoffpartikeln
(7) eines anorganischen Füllstoffs in einem organischen Matrixmaterial (6), das wenigstens
vorwiegend aus einem oder mehreren organischen Polymeren besteht, wobei der anorganische
Füllstoff jeweils im wesentlichen aus einem oder mehreren Bestandteilen besteht, welche
jeweils mindestens einer der folgenden Stoffgruppen angehören :
- anorganische nichtmetallische Stoffe, deren Sauerstoffdiffusionskoeffizient kleiner
ist als derjenige des organischen Matrixmaterials,
- anorganische Stoffe, welche Sauerstoff abgeben, wenn der Umgebungssauerstoffpartialdruck
einen bestimmten positiven Grenzwert unterschreitet.
2. Zinkoxid-Varistor nach Anspruch 1, bei welchem mindestens eine Sauerstoffsperrschicht
(5) einen oder mehrere Bestandteile aus der Gruppe der anorganischen, nichtmetallischen
Stoffe, deren Sauerstoffdiffusionskoeffizient kleiner ist als derjenige des organischen
Matrixmaterials, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bestandteile vorwiegend
in Form von Plättchen oder Schuppen vorliegen und vorzugsweise aus folgenden Stoffen
oder Stoffgruppen ausgewählt sind : Naturglimmer, Kunstglimmer, Vermiculit, Eisenglimmer,
Glas.
3. Zinkoxid-Varistor nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem mindestens eine Sauerstoffsperrschicht
(5) einen oder mehrere Bestandteile aus der Gruppe der anorganischen Stoffe, welche
Sauerstoff abgeben, wenn der Umgebungssauerstoffpartialdruck einen bestimmten Grenzwert
unterschreitet, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einem dieser
Bestandteile der Grenzwert des Umgebungssauerstoffpartialdrucks, bei dessen Unterschreiten
er Sauerstoff abgibt, nicht tiefer liegt als beim Material des Aktivteils (1).
4. Zinkoxid-Varistor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens
eine Bestandteil mindestens einer Sauerstoffsperrschicht (5), bei welchem der Grenzwert
des Umgebungssauerstoffpartialdrucks, bei dessen Unterschreiten er Sauerstoff abgibt,
nicht tiefer liegt als beim Material des Aktivteils (1), aus folgenden Stoffen gewählt
ist: Iridiumoxid (IrO2), Osmiumoxid (OsO2), Telluroxid (TeO2), Kupferoxid (Cu20), Wismuthoxid (Bi203), Bleioxid (PbO), Antimonoxid (Sb203), Kobaltoxid (Co0), Nickeloxid (NiO), Manganoxid (Mn02, Mn203), Kadmiumoxid (CdO), Molybdänoxid (Mo03), Zinnoxid (SnO2), Wolframoxid (W03), Eisenoxid (Fe304), Vanadiumoxid (V205), Zinkoxid (ZnO), Aktivteilmaterial in Pulverform.
5. Zinkoxid-Varistor nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, dass
das organische Matrixmaterial (6) wenigstens vorwiegend aus einem Polymer besteht,
das aus einer der folgenden Stoffgruppen ausgewählt ist : Epoxidharze, Alkydharze,
Polyurethane, Siliconharze, ungesättigte Polyesterharze, Acrylate.
6. Zinkoxid-Varistor nach den Ansprüchen 4 und 5, mit einer Sauerstoffsperrschicht
(5), dadurch gekennzeichnet, dass das organische Matrixmaterial ein Epoxidharz und
der anorganische Füllstoff Zinkoxid (ZnO) ist.
7. Zinkoxid-Varistor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die mindestens eine Sauerstoffsperrschicht (5) durch eine Beschichtung eines Bandes
mit einem Träger (8) aus Papier, Kunststoff oder Glasgewebe, von welchem mindestens
eine Lage auf die Seitenfläche des Aktivteils (1) aufgebracht ist, gebildet ist.
8. Zinkoxid-Varistor nach Ansprüch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Band ein Glimmer-Glasgewebeband
ist.
1. Zinc oxide varistor having an active part (1), which has two mutually opposite
contact faces (3a, 3b) and a side face going all round between the latter, and having
a coating (4) which covers the side face and consists at least partially of an organic
polymer, characterized in that the coating (4) contains at least one oxygen barrier
layer (5) consisting of a suspension of filler particles (7) of an inorganic filler
in an organic matrix material (6) which consists at least predominantly of one or
more organic polymers, the inorganic filler consisting in each case essentially of
one or more constituents which each belong to at least one of the following groups
of materials :
- inorganic non-metallic materials, the oxygen diffusion coefficient of which is smaller
than that of the organic matrix material,
- inorganic materials which release oxygen when the oxygen partial pressure in the
surroundings falls below a defined positive limit.
2. Zinc oxide varistor according to Claim 1, in which at least one oxygen barrier
layer (5) contains one or more constituents from the group comprising inorganic non-metallic
materials, the oxygen diffusion coefficient of which is smaller than that of the organic
matrix material, characterized in that these constituents are predominantly in the
form of platelets or flakes and are preferably selected from the following materials
or groups of materials : natural mica, artificial mica, vermiculite, iron .mica and
glass.
3. Zinc oxide varistor according to Claim 1 or 2, in which at least one oxygen barrier
layer (5) contains one or more constituents from the group comprising inorganic materials
which release oxygen when the oxygen partial pressure in the surroundings falls below
a defined limit, characterized in that, in the case of at least one of these constituents,
the limit of the oxygen partial pressure in the surroundings, below which oxygen is
released, is not lower than in the case of the material of the active part (1).
4. Zinc oxide varistor according to Claim 3, characterized in that the constituent,
of which there is at least one, of at least one oxygen barrier layer (5), in the case
of which the limit of the oxygen partial pressure in the surroundings, below which
oxygen is released, is not lower than in the case of the material of the active part
(1), is selected from the following materials : iridium oxide (Ir02), osmium oxide (OsO2), tellurium oxide (Te02), copper oxide (Cu20), bismuth oxide (Bi203), lead oxide (PbO), antimony oxide (Sb203), cobalt oxide (CoO), nickel oxide (NiO), manganese oxide (Mn02, Mn203), cadmium oxide (CdO), molybdenum oxide (Mo03), tin oxide (Sn02), tungsten oxide (W03), iron oxide (Fe304), vanadium oxide (V205), zinc oxide (ZnO), and the material of the active part in powdered form.
5. Zinc oxide varistor according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the
organic matrix material (6) consists at least predominantly of a polymer selected
from one of the following groups of materials ; epoxide resins, alkyd resins, polyurethanes,
silicone resins, unsaturated polyester resins and acrylates.
6. Zinc oxide varistor according to Claims 4 and 5, having an oxygen barrier layer
(5), characterized in that the organic matrix material is an epoxide resin and the
inorganic filler is zinc oxide (ZnO).
7. Zinc oxide varistor according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the
oxygen barrier layer (5), of which there is at least one, is formed by coating a tape
with a carrier (8) of paper, plastic or glass fabric, of which at least one ply has
been applied to the side face of the active part (1).
8. Zinc oxide varistor according to Claim 7, characterized in that the tape is a mica/glass
fabric tape.
1. Varistor à l'oxyde de zinc ayant une partie active (1), qui possède deux faces
de contact opposées l'une à l'autre (3a, 3b) et une face latérale entourant entièrement
ces dernières, et ayant un revêtement (4) qui couvre la face latérale et est constitué
au moins en partie d'un polymère organique, caractérisé en ce que le revêtement (4)
contient au moins une couche barrière pour l'oxygène (5) constituée d'une suspension
de particules de charge (7) d'une charge minérale dans un matériau matrice organique
(6) qui est constitué au moins en prédominance d'un ou de plusieurs polymères organiques,
la charge minérale étant constituée dans chaque cas sensiblement d'un ou de plusieurs
constituants qui appartiennent chacun à l'un au moins des groupes de matériaux suivants
:
- les matériaux minéraux non métalliques dont le coefficient de diffusion d'oxygène
est inférieur à celui du matériau matrice organique,
- les matériaux minéraux qui libèrent de l'oxygène lorsque la pression partielle d'oxygène
dans l'atmosphère environnante tombe en dessous d'une limite positive définie.
2. Varistor à l'oxyde de zinc selon la revendication 1, dans lequel au moins une couche
barrière pour l'oxygène (5) contient un ou plusieurs constituants choisis parmi le
groupe comprenant les matériaux minéraux non métalliques, dont le coefficient de diffusion
de l'oxygène est inférieur à celui du matériau matrice organique, caractérisé en ce
que ces constituants sont en prédominance sous forme de plaquettes ou de paillettes
et sont de préférence choisis parmi les matériaux ou les groupes de matériaux suivants
: le mica naturel, le mica artificiel, la vermiculite, le mica de fer et le verre.
3. Varistor à l'oxyde de zinc selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins
une couche barrière pour l'oxygène (5) contient un ou plusieurs constituants choisis
parmi le groupe comprenant les matériaux minéraux qui libèrent de l'oxygène lorsque
la pression partielle d'oxygène dans l'atmosphère environnante tombe en dessous d'une
limite définie, caractérisé en ce que, dans le cas de l'un au moins de ces constituants,
la limite de la pression partielle d'oxygène dans l'atmosphère environnante en dessous
de laquelle de l'oxygène est libéré, n'est pas inférieure à celle dans le cas du matériau
de la partie active (1).
4. Varistor à l'oxyde de zinc selon la revendication 3, caractérisé en ce que le constituant,
dont il y a au moins un exemplaire, d'au moins une couche barrière pour l'oxygène
(5), pour lequel la limite de la pression partielle d'oxygène dans l'atmosphère environnante
en dessous de laquelle de l'oxygène est libéré, n'est pas inférieure à celle dans
le cas du matériau de la partie active (1) est choisi parmi les matériaux suivants
: l'oxyde d'iridium (IrO2), l'oxyde d'osmium (OsO2), l'oxyde de tellure (TeO2), l'oxyde de cuivre (Cu20), l'oxyde de bismuth (Bi203) l'oxyde de plomb (PbO), l'oxyde d'antimoine (Sb203), l'oxyde de cobalt (Co0), l'oxyde de nickel (NiO), l'oxyde de manganèse (MnO2, Mn2O3), l'oxyde de cadmium (CdO), l'oxyde de molybdène (MoOa), l'oxyde d'étain (SnO2), l'oxyde de tungstène (WO3), l'oxyde de fer (Fe304), l'oxyde de vanadium (V2O5), l'oxyde de zinc (ZnO), et le matériau de la partie active sous forme de poudre.
5. Varistor à l'oxyde de zinc selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en
ce que le matériau matrice organique (6) est constitué au moins en prédominance d'un
polymère choisi parmi l'un des groupes de matériaux suivants : les résines époxy,
les résines alkydes, les polyuré- thanes, les résines silicones, les résines de polyesters
insatures et les acrylates.
6. Varistor à l'oxyde de zinc selon les revendications 4 et 5, ayant une couche barrière
pour l'oxygène (5), caractérisé en ce que le matériau matrice organique est une résine
époxy et la charge minérale est de l'oxyde de zinc (ZnO).
7. Varistor à l'oxyde de zinc selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé
en ce que la couche barrière pour l'oxygène (5), dont il y a au moins un exemplaire,
est formée par revêtement d'une bande à l'aide d'un support (8) de papier, de plastique
ou de tissu de verre, dont on a appliqué au moins une épaisseur à la face latérale
de la partie active (1).
8. Varistor à l'oxyde de zinc selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bande
est une bande de mica/de tissu de verre.