舞臺(tái)燈光供電系統(tǒng)的發(fā)展方向

[摘要]針對(duì)舞臺(tái)光源的多樣化、舞臺(tái)燈光供電系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜、利用率不高的特點(diǎn)，提出了舞臺(tái)燈光分布式調(diào)光的思路，并給出了實(shí)現(xiàn)的設(shè)備和系統(tǒng)。

[關(guān)鍵詞]舞臺(tái)燈光；供電系統(tǒng)；分布式調(diào)光；單路調(diào)光器；智能供電系統(tǒng)

文章編號(hào)：

10.3969/j.issn.1674—8239.2016.09.013

1.當(dāng)前舞臺(tái)燈光供電系統(tǒng)的缺點(diǎn)。

現(xiàn)在舞臺(tái)上應(yīng)用的供電（強(qiáng)電）系統(tǒng)是在白熾燈占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，每個(gè)白熾燈都由可控硅進(jìn)行調(diào)光的年代形成的。

舞臺(tái)燈光強(qiáng)電系統(tǒng)：變壓器一供配電柜一調(diào)光立柜一燈具。

供配電柜、調(diào)光立柜集中安裝在調(diào)光機(jī)房，一路調(diào)光器通過(guò)一對(duì)電纜與一個(gè)燈光回路相連接。

國(guó)內(nèi)目前新建的1000回路左右的一個(gè)省級(jí)劇場(chǎng)大約要用60km～80km的燈線。燈線電纜的投資會(huì)占到舞臺(tái)燈光工程總投資的8%～15%，達(dá)到150萬(wàn)～300萬(wàn)。燈具、燈線之規(guī)模從圖1、圖2可見(jiàn)一斑。

美國(guó)還有一些超大的場(chǎng)館，鹽湖城圣徒會(huì)會(huì)議中心21000座，6 000個(gè)調(diào)光回路，燈線就更多，如圖3所示。

美國(guó)的走線規(guī)范，舞臺(tái)上到處都是管線，走進(jìn)這樣的劇場(chǎng)有進(jìn)入化工廠的感覺(jué)，如圖4所示。

這樣的供電方式不僅需要一個(gè)相當(dāng)面積的調(diào)光柜機(jī)房，燈線電纜的消耗大，燈線壓降引起的電能損耗大，還會(huì)增加可控硅調(diào)光干擾的傳播。

為了改善這種狀況，筆者在1993年曾經(jīng)提出舞臺(tái)燈光分布式調(diào)光方案。調(diào)光器設(shè)到燈具附近，不用長(zhǎng)距離的燈線；并在浙江音樂(lè)廳做了一次探索，成功地得到了實(shí)施。

為給燈光設(shè)計(jì)師提供自由的創(chuàng)作空間，美國(guó)大型劇場(chǎng)曾設(shè)2000～2500回路。后經(jīng)調(diào)查，27%的調(diào)光器處于閑置狀態(tài)，甚至從來(lái)沒(méi)接過(guò)負(fù)載，三分之一以上的回路幾乎從來(lái)不用。于是分布式調(diào)光器引起了重視，ETC也開(kāi)始生產(chǎn)，將它作為固定式調(diào)光器的補(bǔ)充，可以方便地安裝在吊桿、吊籠等一些地方，如圖5所示。固定式與分布式調(diào)光器相結(jié)合的模式，既可減少調(diào)光器的總數(shù)量，節(jié)省成本，又能提高燈光回路的靈活性。對(duì)燈光系統(tǒng)起到了局部改善的作用。

隨著電腦燈、LED燈等需直接供電的燈具走上舞臺(tái)，供電系統(tǒng)中又出現(xiàn)了直通柜。舞臺(tái)燈具一部分由調(diào)光柜供電，一部分由直通柜供電。隨著電腦燈、LED燈的大量應(yīng)用，劇場(chǎng)中的直通回路一直在增加，為增加調(diào)光回路與直通回路配置的靈活性，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠首先研發(fā)了調(diào)光與直通兩用模組，后來(lái)ETC生產(chǎn)了功能更強(qiáng)的Thrupower modules兩用模組，即使負(fù)載接錯(cuò)也能自動(dòng)保護(hù)，不會(huì)燒燈，模組的使用狀態(tài)可以通過(guò)控制臺(tái)RDM來(lái)設(shè)定。這樣隨著舞臺(tái)光源的多樣化，舞臺(tái)燈光供電系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜了，而且成了用一半、閑一半的系統(tǒng)。

2.ETC舞臺(tái)燈光供電系統(tǒng)的新技術(shù)

2.1 ETC為白熾燈具配置的單路調(diào)光器可全面實(shí)現(xiàn)直接供電

舞臺(tái)上使用的白熾燈正在進(jìn)一步減少，預(yù)計(jì)相當(dāng)部分劇場(chǎng)舞臺(tái)上所用白熾燈的比例在不太長(zhǎng)的時(shí)間里就會(huì)逐漸下降到10%，甚至5%，讓為數(shù)不多的白熾燈具自帶調(diào)光器，就能對(duì)舞臺(tái)上的所有燈具采用直接供電的形式，這顯然在技術(shù)上更為合理。

ETC生產(chǎn)的單路調(diào)光器，見(jiàn)圖6，先將交流轉(zhuǎn)換為直流，再進(jìn)行直流調(diào)光，其原理在調(diào)光過(guò)程中不產(chǎn)生干擾。220V輸入，可選115V輸出，此時(shí)的750w比220V時(shí)的750w光效更高。

ETC的單路調(diào)光器規(guī)格為：1500w（230V），750w（115V）。在近年上海大劇院改造中，用了80個(gè)ETC的單路調(diào)光器，以補(bǔ)充有些位置調(diào)光回路的不足，因原系統(tǒng)中一大批調(diào)光回路調(diào)整成了直通回路。

國(guó)內(nèi)斯全德也推出了多種規(guī)格的單路可控硅調(diào)光器和單路正弦波調(diào)光器。從2013年起，在中央電視臺(tái)400 m²、800m²演播廳，上海東方衛(wèi)視，伊犁大劇院等場(chǎng)所已使用了200多個(gè)單路調(diào)光器。

2.2 ETC全新的Sensor Q智能供電系統(tǒng)

Sensor IQ是一個(gè)綜合的供電控制系統(tǒng)，供電對(duì)象不僅包括白熾（鎢絲）燈、LED、電腦燈、視頻投影，還可包括建筑照明、音頻系統(tǒng)等。

Sensor IQ系列中有12路柜、24路柜、48路柜（以上均采用3相5線制）及單路等多種規(guī)格的產(chǎn)品，不需要專門的機(jī)房，就可以方便地組成各種供電系統(tǒng)，如圖7所不。

每個(gè)單元有一個(gè)繼電器和空氣開(kāi)關(guān)一體化的組件，過(guò)載會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)。

繼電器有單刀、雙刀、三刀三種，單刀控制火線，雙刀控制火、零線，三刀控制火、零、地線。無(wú)論幾刀都控制一個(gè)回路，這是為不同的應(yīng)用場(chǎng)合設(shè)計(jì)的。在系統(tǒng)內(nèi)既有燈光設(shè)備負(fù)載，又有音頻設(shè)備負(fù)載時(shí)，可以保證地線相互隔離，不會(huì)相互干擾。

繼電器電流有15A、20A、30A三種規(guī)格。

目前還在研發(fā)一種能在Senso IQ上使用帶300w～1 000win光的模組，正向調(diào)光和反向調(diào)光能自動(dòng)選擇。

除了供電，Sensor IQ還具有強(qiáng)大的綜合控制功能。支持多種控制方式：sACN、0～10V輸出、干接點(diǎn)輸入、DALI、DMX5 12-A。

在12路柜、24路柜、48路柜中可選配0～10V輸出、DALI、干結(jié)點(diǎn)三種板卡，每張卡控制24回路。這是一些智能開(kāi)關(guān)，用于控制建筑類燈具的調(diào)光等用途。

0～10V是無(wú)源輸出，用于調(diào)節(jié)四線熒光燈和一些LED燈。

DALI類似DMX，建筑照明中用于燈具自動(dòng)尋址。

干結(jié)點(diǎn)是無(wú)源的開(kāi)關(guān)信息，接收開(kāi)或者關(guān)的信號(hào)，從而觸發(fā)某些場(chǎng)景，比如火災(zāi)信號(hào)、開(kāi)應(yīng)急燈、游樂(lè)設(shè)施啟動(dòng)、開(kāi)某一場(chǎng)景等。

Sensor IQ通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（sACN、DMX、RDM）與控制臺(tái)相連，如圖8所示，所有回路可受控制臺(tái)控制，還能向控制臺(tái)及時(shí)反饋各種數(shù)據(jù)，如各繼電器的實(shí)時(shí)負(fù)載大小，還可以從瀏覽器查看系統(tǒng)，每一回路負(fù)載的訪問(wèn)級(jí)別、狀態(tài)和控制源等，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)燈光系統(tǒng)全面監(jiān)控，輕松應(yīng)對(duì)排除故障。

Sensor IQ還能實(shí)現(xiàn)sACN、DMX、sequences場(chǎng)景之間的優(yōu)先級(jí)控制，因此可以把系統(tǒng)給需要的人來(lái)控制，不需要的人不讓進(jìn)入。

使用分布式Sensor IQ設(shè)備比使用原集中安裝設(shè)備不僅功能更強(qiáng)，還可節(jié)省投資10%～15%，不用專用機(jī)房。

3.ETC其他新的專用供電設(shè)備

（1）Uni son Echo RoomController Echo空間控制器

它特別適合用于獨(dú)立中等大小的房間做控制用，可選天文時(shí)鐘和傳感器自動(dòng)控制，或按鈕面板人為控制。

最大支持8個(gè)20A繼電器，8個(gè)0～10V調(diào)光輸出。

（2）Uni son Echo RelayPanel Echo繼電器柜

該繼電器柜標(biāo)配24個(gè)繼電器和24個(gè)空氣開(kāi)關(guān)，可選3種不同規(guī)格的主斷路器。

支持多種控制方式。按鈕面板、傳感器、DMX、ACN、天文時(shí)鐘控制、0～10V調(diào)光、DALI輸出、干接點(diǎn)輸入。

（3）ColorSource Relay-ColorSource繼電器

ColorSource Relay是集無(wú)線DMX和電源管理于一體的新一代繼電器。推薦用于小型會(huì)場(chǎng)或需要實(shí)時(shí)變化光位的場(chǎng)所。

最大支持單個(gè)16 A輸出。

同一電源下的多個(gè)ColorSource Relay會(huì)自動(dòng)延時(shí)交錯(cuò)執(zhí)行，避免啟動(dòng)電流過(guò)大引起跳閘。

ColorSource Relay可為燈光設(shè)備同時(shí)提供電源和DMX信號(hào)，在流動(dòng)演出中使用極為方便。

無(wú)線發(fā)射器和Relay無(wú)需設(shè)置，只要將DMX線插入發(fā)射器，兩個(gè)設(shè)備的表盤撥同樣的數(shù)字即可，然后DMX、RDM的控制、配置、反饋信息就可在控制臺(tái)和燈具之間傳輸。

控制臺(tái)開(kāi)啟并運(yùn)行時(shí)，只要無(wú)線Relay接收到DMX信號(hào)便自動(dòng)給燈具供電并發(fā)送DMX信號(hào)，Relay采用隨機(jī)延時(shí)程序，過(guò)零觸發(fā)通斷，最大限度減少瞬時(shí)電流以免跳閘。

總而言之，以上這些新技術(shù)的推廣，使得舞臺(tái)供電系統(tǒng)得到升級(jí)換代。

作者簡(jiǎn)介：

俞健，研究員，清華大學(xué)工程物理系畢業(yè)。歷任文化部科技委員會(huì)委員，文化部舞臺(tái)技術(shù)專家組組長(zhǎng)，全國(guó)劇場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)顧問(wèn)，浙江舞臺(tái)設(shè)計(jì)研究院院長(zhǎng).名譽(yù)院長(zhǎng)，中國(guó)演藝設(shè)備技術(shù)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)兼演出場(chǎng)館設(shè)備專業(yè)委員會(huì)副主任。曾擔(dān)任多個(gè)大型劇院建設(shè)項(xiàng)目的舞臺(tái)設(shè)備工程總顧問(wèn)、舞臺(tái)工藝設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)、咨詢專家。曾負(fù)責(zé)起草多項(xiàng)舞臺(tái)設(shè)備、工藝方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在多個(gè)專業(yè)期刊發(fā)表了大量的專業(yè)技術(shù)文章。