塑料导线

电力18讯：    农村电网为降低导线成本常用裸线，在穿过树林、竹林时常引起漏电、短路，雨天更为严重。而且，近年来金属、金属导线涨价，增加了农村电网的成本。

为解决上述问题，许多人一直在探索。许多年前人们就开始研究用塑料来传输电能，以便节省昂贵的金属材料。目前相关的研究已经取得实质性的进展，塑料导线距实际应用已为期不远。

普通塑料是不导电的绝缘体，1997年美国宾夕法尼亚洲立大学的研究人员发现，在聚乙烯化合物中加入微量的碘，便可使塑料在保持可塑性的同时，还能如同金属那样导电。近年来技术进步，通过把非常纯的聚乙炔分子朝一个方向定向，使导电塑料达到与铜丝一样的导电性能，并合成了透明的导电塑料。将这些导电塑料按一定的工艺拉丝，便可制成塑料导线。

金属导电，是电子或空穴传导电流的结果。而塑料的导电机制，在于塑料的高分子聚合物分子中有很多个碳原子、氢原子，“手拉手”地连接成长链，即所谓“高分子链”。碳原子有相互“拉”着一个或几个电子的能力。拉几个电子的碳原子，控制电子的能力相对较弱，容易被掺杂物夺走电子而留下空位。当外界施加一定的电压后，聚合物分子中空位附近的电子就会进入空位，并造成新空位，这样交替持续就造成电流流动。

塑料导线具有许多特殊的性质，在某些方面即有普通塑料的共同特点，又兼有金属的特性，甚至还有光纤的某些特性。

单向导电性：金属的导电是各向同性的，而塑料中高分子材料的导电特性则是各向异性的。这表现在，沿高分子主链方向的导电率特别大，因此塑料导线只在导线纵向导电，而在横向依然绝缘。这种特性使其可在电网穿过池塘、河流时，可直接将导线埋入水中而不会产生触电、漏电、传输信号的分流损失，从而降低施工难度。

负温度特性：普通金属的导电性随着温度的升高而减弱，而导电塑料的导电性却相反，随着温度的升高而增大。

抗电磁干扰：金属导线在传输交流信号时，会在金属导线表面产生趋肤效应，频率越高趋肤效应越显著。集中在金属导线表面的电流在导线外侧产生大量电磁波辐射，不仅对其他通信线路形成干扰，也导致自身能量的损失。两种因素的共同作用，导致金属导线的交流特性随频率增加而迅速恶化。在塑料导线中，电信号以高分子链的方式在导线中传输，因而没有趋肤效应，不会产生电磁辐射，也不会受电磁辐射干扰，故有很好的抗电磁干扰能力。

宽带特性：塑料导线以高分子链的方式传输能量，它不像金属导线中电子流动形成磁场，频率越高辐射越强，因而传输性能与电磁辐射损耗有关。频率升高对塑料导线的影响，仅在于当频率超过某一阀值后，难以在塑料导线中形成基阶高分子链，使其失去导电特性。有资料表明，从0～700 MHz塑料导线的衰减值为0.3～0.4 dB，在700～890 MHz范围内衰减值较大，为30 dB，在890～2300 MHz的范围内衰减值为0.4 dB，此后衰减迅速增加，截止频率为6 GHz。目前，当将塑料导线用作通信传输线使用时，塑料导线的传输损耗可达到0.1 dB/km，导线接头损耗为0.3 dB/接头，这一指标已接近光纤的传输损耗值，但却避免了光电转换，可直接在电域与现有各种电气设备相接。

塑料导线将金属导线传输电能和光纤导线传输宽带信号的优点结合在一起，并兼有塑料的绝缘性、重量轻和机械强度好。

塑料导线节省了铜、铝等贵重金属，塑料中的高分子可人工合成，因此可低成本大量生产。

塑料导线的单向导电性使其可以在农村发挥特殊作用。如可将导线布放在鱼塘中、稻田中或埋入土中，而现在农田中有电线杆，影响耕作。

塑料重量轻且柔韧，可以方便施工，增加电杆间距。

塑料导线比金属导线有更宽的频率特性。利用这种特性，可以将电话线、闭路电视线、互联网+线合并在一对塑料导线上。

如果能将供电网、电话网、电视网、互联网合并，然后埋入地下，则可在消除农田中所有电杆的同时，塑料电线网布放到哪里，供电、电话、电视、互联网就延伸到哪里，从而为农村带来更多的服务机遇。实现上述功能，只需在塑料导线的两端增加一个高低通滤波器。低通滤波器接供电电源，高通滤波器接高频信号。现阶段，塑料导线还处于改进生产工艺，降低生产成本，广泛宣传和推广应用的阶段。尽管对塑料导线的研究还有待深入，然而塑料导线的应用前景必将是光明的。