英國(guó)演出燈光的臨時(shí)配電系統(tǒng)雜談

2011-12-30 10:15:18編譯

演藝科技 2011年8期

編譯/施端

發(fā)電設(shè)施與配電系統(tǒng)是所有演出活動(dòng)的關(guān)鍵設(shè)備，供電故障往往會(huì)引起很多不必要的麻煩，維修又相對(duì)繁瑣。供電故障還會(huì)導(dǎo)致公共秩序的混亂，現(xiàn)實(shí)表明即便觀眾的文明程度再高，等待演出繼續(xù)開(kāi)始的漫長(zhǎng)時(shí)光也會(huì)將他們的忍耐力完全消磨殆盡。

僅在2009年，綠洲樂(lè)隊(duì)（Oasis）、丁丁樂(lè)隊(duì)（The Ting Tings）與街頭小子（The Streets）的演唱會(huì)都曾因供電故障而被迫取消或中斷。當(dāng)然，演唱會(huì)并不是惟一的“受害者”，英國(guó)早安電視臺(tái)（GMTV）的電視節(jié)目畫面也曾因供電中斷而突然消失。而在英國(guó)的伍爾弗漢普頓地區(qū)，打算觀看賽馬的人們也曾因斷電而被拒之門外。

供電系統(tǒng)的問(wèn)題有其自身的特點(diǎn)。如果是吊掛系統(tǒng)出了問(wèn)題，至少可以預(yù)見(jiàn)故障隱患；如果是音響系統(tǒng)出了問(wèn)題，至少該系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行或者可以聽(tīng)出問(wèn)題所在。但如果是供電系統(tǒng)出了問(wèn)題，一般很難察覺(jué)出來(lái)——除非把連接器拆開(kāi)，否則很難發(fā)現(xiàn)故障原來(lái)是由連接器的接觸不良引發(fā)，當(dāng)然這種猜想的前提是要先聞到那種熟悉的電路燒焦的氣味才能想到去拆連接器。供電設(shè)備的金屬物體也不會(huì)發(fā)出耀眼的火光，讓工作人員注意到。因此，英國(guó)相關(guān)部門出臺(tái)了一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以確保供電系統(tǒng)安全運(yùn)行。筆者將通過(guò)本文詳細(xì)探討這些標(biāo)準(zhǔn)以及一些配電設(shè)備。

測(cè)試

《BS7909》在測(cè)試方面的規(guī)定與《BS7671》中的規(guī)定有所不同。依據(jù)《BS7671》的規(guī)定，測(cè)試工作需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，經(jīng)歷過(guò)這種測(cè)試的人員對(duì)此都深有體會(huì)。為此，《BS7909》在這方面做了很大改進(jìn)，使測(cè)試時(shí)間大大縮短，操作起來(lái)也更為便捷。但是，前提條件是所有設(shè)備都必須首先接受電氣安全測(cè)試，即PAT測(cè)試（Portable Appliance Test，便攜式設(shè)備測(cè)試）。

《BS7671》適用于那些由各種設(shè)備（諸如電纜、輔助布線設(shè)備以及配電板等）組合而成的供電系統(tǒng)。因此，測(cè)試的主要目的就是要確保所有的連接都是完好無(wú)損的。對(duì)臨時(shí)電氣系統(tǒng)而言，所有設(shè)備都是即插即用的，它們都是剛從卡車上卸下來(lái)的。設(shè)備之間都采用插頭、插座相連，無(wú)需螺絲刀和鋼絲鉗，所以，可以在外場(chǎng)先對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。

以上測(cè)試旨在確保所有的電纜和電氣設(shè)備在裝臺(tái)前都是安全可靠的。裝臺(tái)后，除了要察看其外觀還應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)某些方面，比如必須確保電路中的故障環(huán)路阻抗足夠小，以符合保護(hù)裝置及時(shí)動(dòng)作的要求。根據(jù)《BS7909》的規(guī)定，并不是每一個(gè)終端電路都要接受測(cè)試，這樣一來(lái)大大縮短了測(cè)試時(shí)間。就拿1個(gè)6-lamp bar（6路條狀插座盒）來(lái)說(shuō)，只要測(cè)試其中1個(gè)輸出插座即可，因?yàn)樗须娎|以及該插座盒自身都已通過(guò)了PAT的導(dǎo)線與絕緣電阻一致性測(cè)試， 6個(gè)輸出插座的故障環(huán)路阻抗幾乎都是一樣的（它們之間最多只差十分之幾歐姆）。所以，不必測(cè)試其他的輸出插座。

同樣，如果有1臺(tái)Socapex配電箱，它帶有6個(gè)輸出插座，它們分別與6個(gè)6-lamp bar相連，那么，在絕大多數(shù)的情況下（具體情況具體分析）只要測(cè)試與配電箱之間連線最長(zhǎng)的那個(gè)插座即可；如果這些測(cè)試結(jié)果都在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，其余插座的測(cè)試結(jié)果應(yīng)該是同樣的。但是這一切都要以嚴(yán)格的PAT測(cè)試為前提，而且當(dāng)其運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后還要再大致檢查一遍，以確保沒(méi)有因運(yùn)輸不當(dāng)而造成設(shè)備損壞。當(dāng)然，研發(fā)人員要首先制造出性能優(yōu)良的電氣設(shè)備，同時(shí)也有賴于測(cè)試人員嚴(yán)格地執(zhí)行測(cè)試任務(wù)。

工程公司應(yīng)按照設(shè)計(jì)師的要求，首先規(guī)劃出一套安全可靠的臨時(shí)供電系統(tǒng)方案并提供相關(guān)的技術(shù)文件，裝配完工后還要進(jìn)行測(cè)試工作，最好根據(jù)《EaWR》的規(guī)定記錄下測(cè)試結(jié)果。在技術(shù)層面上，英國(guó)的從業(yè)人員向來(lái)都是這么做的，只是新版《BS7909》對(duì)這方面提出了更具體的要求。

配電設(shè)備

這些年來(lái)，燈光設(shè)備發(fā)生了巨大的變化，說(shuō)它對(duì)臨時(shí)配電系統(tǒng)毫無(wú)影響肯定有失偏頗。在過(guò)去的20年里，電腦燈和LED燈具日益普及，配電系統(tǒng)已從早期的調(diào)光回路為主的模式發(fā)展到當(dāng)今的以直通回路為主、調(diào)光回路為輔的模式。然而，調(diào)光柜與插座之間依然采用電纜相連，就這點(diǎn)而言的確沒(méi)有什么變化，但是配電設(shè)備早已今非昔比了。

5）建立更新土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)：依據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范與流程，整理好所有變更測(cè)量圖形與記錄表，繼而形成變更數(shù)據(jù)交換文件后生成標(biāo)準(zhǔn)的土地利用現(xiàn)狀變更圖。在以上工作基礎(chǔ)上建立起數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，為便于用戶使用，系統(tǒng)不僅要具有查詢與輸出功能，還應(yīng)具有匯總、變更等功能。

單相接線模式的Socapex連接器正在逐步退出演出燈光市場(chǎng)，配電箱制造商時(shí)常得到客戶的提議，被要求提供三相接線模式的Socapex連接器，且每相應(yīng)帶有兩個(gè)插座以便實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡。

這種情況下，必須考慮諧波對(duì)布線帶來(lái)的影響，對(duì)于那些永久性的工程項(xiàng)目與大型演出而言更是如此。電纜的感抗電阻比隨電流諧波頻率的增加而增加，根據(jù)《BS7671》中的表格給出的數(shù)據(jù)，在頻率為50 Hz的電路中，電纜每米每安培的感抗電阻比為1。當(dāng)一根300 mm2的電纜中含有5次（250 Hz）諧波電流時(shí)，電阻感抗電阻比為1.63；而當(dāng)該電纜中含有13次（650 Hz）諧波電流時(shí)，感抗電阻比增加到2.42，其壓降比達(dá)到8.89，為此，必須采取措施以降低壓降。例如，有一根185 m2的電纜，含有的7次與9次諧波電流占總電流的10%，11次與13次諧波電流占總電流的5%，它的峰值壓降將達(dá)到基本壓降的1.6倍左右，阻抗越大這種現(xiàn)象越顯著。制造商沒(méi)有公布設(shè)備運(yùn)行時(shí)中線所含的諧波電流含量，這給布線規(guī)劃帶來(lái)一定困難，因此，最佳方案是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)獲取這些數(shù)據(jù)。

在使用一些所謂“骯臟”（有污染）的設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮其位置的選擇以及RCD（Residual Current Device，漏電保護(hù)器）的配置。許多設(shè)備在運(yùn)行時(shí)會(huì)對(duì)電源產(chǎn)生污染，而有些設(shè)備又對(duì)干擾非常敏感，為了將這些負(fù)面影響降到最低，這些設(shè)備都配有濾波器，它們通常會(huì)將干擾信號(hào)導(dǎo)入到已可靠接地的電路保護(hù)導(dǎo)體上。雖然這有助于制造商制造出滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，但隨之也帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題：會(huì)有幾十毫安的電流（即使不是上百毫安的電流）流入接地線，而導(dǎo)致RCD的誤動(dòng)作。因此，應(yīng)精心挑選合適的RCD，并采用把一個(gè)大系統(tǒng)分隔成若干個(gè)子系統(tǒng)的方式以使用盡可能多的RCD，把副作用降到最低。

制造商

租賃公司所需的配電設(shè)備通常都要與現(xiàn)有的電纜和設(shè)備相匹配，所以，這類設(shè)備大多以定做為主。但對(duì)終端電路而言，一般都選用單相32 A或63 A CEE插頭座轉(zhuǎn)13 A或16 A輸出插座等設(shè)備。針對(duì)13 A輸出插座，Indu-Electric Gerber、SES、Rubber Box與Kelsey等制造商生產(chǎn)16 A轉(zhuǎn)13 A“三角形”配電箱（13 A多芯插座板符合巡回演出的使用要求），也生產(chǎn)32 A三相輸入插座轉(zhuǎn)6×16 A單相輸出插座，這些設(shè)備中有些帶有電路保護(hù)裝置，有些不帶。Indu-Electric Gerber公司也提供可用于敷設(shè)400 A電纜的線槽，結(jié)實(shí)耐用。SES公司也銷售其自主研發(fā)的重型線槽。

低功率設(shè)備通常都安裝于桁架之上，如6-lamp bar、桁架配電設(shè)備、Socapex分支器等設(shè)備。盡管有些設(shè)備被閑置，但它們幾乎都是根據(jù)客戶的要求而度身定做的，無(wú)論是連接器還是標(biāo)簽的款式都有可能是獨(dú)一無(wú)二的。

組件

另一類電氣設(shè)備是放置于控制柜內(nèi)部的組件。LSC與Avolites等調(diào)光設(shè)備制造商已經(jīng)認(rèn)識(shí)到當(dāng)今的“調(diào)光”柜應(yīng)具備的直通回路數(shù)要與調(diào)光回路數(shù)一樣多，而且已經(jīng)付諸實(shí)踐。新版《BS7909》出臺(tái)后，Avolites公司積極響應(yīng)，依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的要求開(kāi)發(fā)出了Power Cube調(diào)光柜，它體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，別具特色，盡管規(guī)格不大卻能被用作一套完整的后臺(tái)系統(tǒng)。該調(diào)光柜總共可控制24個(gè)回路，其中12個(gè)調(diào)光回路，6個(gè)直通回路，其余6路為直通、調(diào)光兩用回路，另有兩路工作用電，為電水壺和電冰箱等設(shè)備供電。此外，該調(diào)光柜還有一個(gè)100 M以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)帶有兩個(gè)具有緩沖功能的DMX輸出接口以增添DMX數(shù)據(jù)鏈；還有12個(gè)可編程序存儲(chǔ)器，它們具有遠(yuǎn)程存儲(chǔ)和重演功能，可以通過(guò)其自帶的推桿在本地進(jìn)行控制，甚至可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置與控制。

同樣地，LSC公司也推出了Delta系列的3U組件，它兼具配電和DMX信號(hào)分配功能。一個(gè)63 A三相輸入插座（帶RCD保護(hù)），6 ～ 12個(gè)型號(hào)各異的輸出插座（根據(jù)不同的款式而定），并且6款產(chǎn)品中除兩款外其余各款都帶有5個(gè)具有緩沖功能的DMX輸出插座，別具特色。TMB公司也推出了ProPower HPS調(diào)光/配電系統(tǒng)（24路或48路），它由ETC公司的Smart Pack系列產(chǎn)品、Wieland公司的一整套接線架（配有直通輸出插座）以及與該接線架相連的ProSeries 6路連接器（與Socapex連接器相類似）所組成。

電流達(dá)到幾百安培以上的大型配電設(shè)備通常都是定做的。包括上文提到的Avolites、Rubber Box、Indu-Electric Gerber、GSL Power、SES與Link在內(nèi)的許多制造商都精于制造大功率配電柜，這種設(shè)備通常被稱為Intake Switch Units（進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜或電源開(kāi)關(guān)柜）或ISUs。

Link公司生產(chǎn)一系列機(jī)架組件，有了這些組件，客戶就可以輕易地構(gòu)建出一套定制系統(tǒng)。Indu-Electric和SES公司更勝一籌，他們擁有可連接發(fā)電機(jī)、控制高達(dá)3 200 A電流的獨(dú)立式鋼質(zhì)控制面板，并且擁有當(dāng)主電網(wǎng)斷電時(shí)可自動(dòng)切換到備用電源的AMF（Automatic Mains Failure）控制面板。SES公司既供應(yīng)現(xiàn)成設(shè)備也提供定制服務(wù)以滿足不同客戶的個(gè)性化需求。

其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

配電設(shè)備也必須滿足其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，《BS EN 60439 低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備與控制設(shè)備組件》（《BS EN 60439 Low-voltage switchgear and controlgear assemblies suite》）就是其中一個(gè)很重要的標(biāo)準(zhǔn)，盡管已被更符合當(dāng)代需求的《BS EN 61439∶2009》所取代，但它仍在發(fā)揮作用。從技術(shù)層面上看，這些標(biāo)準(zhǔn)也適用于普通的設(shè)備柜，比如AV rack以及其他類似的小眾產(chǎn)品。

這些標(biāo)準(zhǔn)通常都詳細(xì)規(guī)定了供電系統(tǒng)在發(fā)生短路故障時(shí)（經(jīng)常發(fā)生這種情況），帶電體間的隔離方式、電擊防護(hù)、隔熱與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)要求，此外還就標(biāo)識(shí)和測(cè)試等方面做出了規(guī)定。然而，對(duì)一款定做的配電箱而言，也應(yīng)在《BS7671》中對(duì)它的預(yù)期用途及其使用環(huán)境做出規(guī)定，比如所采取的電擊防護(hù)措施等方面的規(guī)定。演出行業(yè)所用的電氣設(shè)備幾乎都帶有自動(dòng)斷電功能，在《BS7671》第16版中稱為EEBADS（Earthed Equipotential Bonding and Automatic Disconnection of Supply，對(duì)地等電位連接與自動(dòng)斷電），而現(xiàn)在稱之為ADS（Automatic Disconnection of Supply，自動(dòng)斷電）。只有在良好的接地以及接地線與金屬構(gòu)架之間的連接是絕對(duì)可靠的條件下，過(guò)流保護(hù)裝置與RCD這兩個(gè)設(shè)備才能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作，并發(fā)揮應(yīng)有的作用。

《BS7909》的“附錄”部分就配電設(shè)備的設(shè)計(jì)給出了一些意見(jiàn)，包括在RCD失效的情況下應(yīng)采取哪些應(yīng)對(duì)措施。然而，大多數(shù)設(shè)備制造商會(huì)提供關(guān)于供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的意見(jiàn)。從業(yè)者在設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮其預(yù)期用途與裝配要求，如果所選配電設(shè)備在剛投入使用時(shí)就因短路而發(fā)生爆炸，將會(huì)造成損失。

（本文根據(jù)美國(guó)《Lighting & Sound International》2010年4月刊《Electrickery∶ Temporary Power distribution systems》一文編譯。）

附注：臨時(shí)供電系統(tǒng)還需遵守的其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

1．《IEE 電氣設(shè)備帶電檢驗(yàn)與測(cè)試操作規(guī)范》（《IEE Code of practice for in-service inspection and testing of electrical equipment》）

2．《HSE HSG107 便攜式電氣設(shè)備的維護(hù)》（《HSE HSG107 Maintaining portable and transportable electrical equipment》）

3．《BS 7430 接地操作規(guī)范》（重新修訂中）（《BS 7430 Code of Practice for earthing》）

4．《IEE 導(dǎo)則注解3：檢驗(yàn)與測(cè)試》（《IEE Guidance note 3：Inspection and testing》）

5．《OC 482/2 獨(dú)立可移動(dòng)交流低壓發(fā)電機(jī)及其系統(tǒng)安全》（《OC 482/2 Electrical safety of independent lowvoltage a.c. portable and mobile generators and connected systems》）

6．《INDG354 帶電系統(tǒng)測(cè)試安全》（《INDG354 Safety in electrical testing at work》）

7．《HSG195 演出活動(dòng)安全導(dǎo)則——音樂(lè)會(huì)與類似演出場(chǎng)所人身健康安全導(dǎo)則》（《HSG195 The event safety guide - A guide to health, safety and welfare at music and similar events》）

8．《GS50 娛樂(lè)場(chǎng)所電氣安全》（《GS50 Electrical safety at places of entertainment》）