英國演出燈光的臨時配電系統雜談

編譯/施 端

發電設施與配電系統是所有演出活動的關鍵設備，供電故障往往會引起很多不必要的麻煩，維修又相對繁瑣。供電故障還會導致公共秩序的混亂，現實表明即便觀眾的文明程度再高，等待演出繼續開始的漫長時光也會將他們的忍耐力完全消磨殆盡。

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

供電系統的問題有其自身的特點。如果是吊掛系統出了問題，至少可以預見故障隱患；如果是音響系統出了問題，至少該系統無法正常運行或者可以聽出問題所在。但如果是供電系統出了問題，一般很難察覺出來——除非把連接器拆開，否則很難發現故障原來是由連接器的接觸不良引發，當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。供電設備的金屬物體也不會發出耀眼的火光，讓工作人員注意到。因此，英國相關部門出臺了一系列相關標準，以確保供電系統安全運行。筆者將通過本文詳細探討這些標準以及一些配電設備。

相關標準

為使臨時供電系統（或任何用電場所）的設計、裝配與檢測合乎行業規程，設計者必須遵守《電氣系統工作守則》（《The Electricity at Work Regulations》，下文簡稱《EaWR》）中的各項規定，還要遵守《BS7671 電氣設備安裝要求》（《BS7671 Requirements for Electrical Installations》，下文簡稱《BS7671》，又名《IEE 布線規則》，《IEE Wiring regs》），與《BS7909 娛樂業及其類似行業臨時配電系統操作規范》（《BS7909 Code of practice for temporary electrical systems for entertainment and related purposes》，下文簡稱《BS7909》）。此外，還要根據實際情況遵守其他相關標準（筆者在本文的最后列舉了一些具體標準，供大家參考）。《BS7671》主要面向永久性的供電系統（展館、展廳、看臺等場所除外），此標準不適用于演出行業普遍采用的臨時供電系統，因此，中間存有一塊盲區。

為了彌補這種不足，加之第17版《BS7671》的出臺，相關部門對《BS7909》做了一次重新修訂，新版《BS7909》緊密結合了第17版《BS7671》中的“演出管理”部分——增加了演出活動的供電系統管理以及其他相關條例。

《BS7671》已經執行了很長一段時期（第1版頒布于1882），它就世界范圍內電氣設備的設計、裝配與檢驗/測試做出了具體規定，可最大限度確保電氣設備的安全可靠。該標準就供電系統的設計等方面做出了很好的規定，因此，不會因電纜尺寸、電路保護裝置、接地系統等選用不當而引發電擊事故和火災。所以，《BS7909》也毫無例外地要求人們遵守《BS7671》，尤其在測試和檢驗方面。當然也應牢記：標準并不是一成不變的，可以做一些必要的調整，只要這種調整是合理的。電纜的敷設和選取就是其中最典型的實例。在演唱會上敷設電纜時不會用到線槽和導管，也不會選用鎧裝電纜，但是在桁架上、場地上空與舞臺下方均可采用（至少在理論上）這些方法，以使電纜免受機械損傷。確切地講，上述方法是在永久性的工程項目中被采用的。

測試

《BS7909》在測試方面的規定與《BS7671》中的規定有所不同。依據《BS7671》的規定，測試工作需要花費很長時間，經歷過這種測試的人員對此都深有體會。為此，《BS7909》在這方面做了很大改進，使測試時間大大縮短，操作起來也更為便捷。但是，前提條件是所有設備都必須首先接受電氣安全測試，即PAT測試（Portable Appliance Test，便攜式設備測試）。

《BS7671》適用于那些由各種設備（諸如電纜、輔助布線設備以及配電板等）組合而成的供電系統。因此，測試的主要目的就是要確保所有的連接都是完好無損的。對臨時電氣系統而言，所有設備都是即插即用的，它們都是剛從卡車上卸下來的。設備之間都采用插頭、插座相連，無需螺絲刀和鋼絲鉗，所以，可以在外場先對其進行測試。

以上測試旨在確保所有的電纜和電氣設備在裝臺前都是安全可靠的。裝臺后，除了要察看其外觀還應重點檢測某些方面，比如必須確保電路中的故障環路阻抗足夠小，以符合保護裝置及時動作的要求。根據《BS7909》的規定，并不是每一個終端電路都要接受測試，這樣一來大大縮短了測試時間。就拿1個6-lamp bar（6路條狀插座盒）來說，只要測試其中1個輸出插座即可，因為所有電纜以及該插座盒自身都已通過了PAT的導線與絕緣電阻一致性測試， 6個輸出插座的故障環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，不必測試其他的輸出插座。

同樣，如果有1臺Socapex配電箱，它帶有6個輸出插座，它們分別與6個6-lamp bar相連，那么，在絕大多數的情況下（具體情況具體分析）只要測試與配電箱之間連線最長的那個插座即可；如果這些測試結果都在設計范圍內，其余插座的測試結果應該是同樣的。但是這一切都要以嚴格的PAT測試為前提，而且當其運到現場后還要再大致檢查一遍，以確保沒有因運輸不當而造成設備損壞。當然，研發人員要首先制造出性能優良的電氣設備，同時也有賴于測試人員嚴格地執行測試任務。

工程公司應按照設計師的要求，首先規劃出一套安全可靠的臨時供電系統方案并提供相關的技術文件，裝配完工后還要進行測試工作，最好根據《EaWR》的規定記錄下測試結果。在技術層面上，英國的從業人員向來都是這么做的，只是新版《BS7909》對這方面提出了更具體的要求。

配電設備

這些年來，燈光設備發生了巨大的變化，說它對臨時配電系統毫無影響肯定有失偏頗。在過去的20年里，電腦燈和LED燈具日益普及，配電系統已從早期的調光回路為主的模式發展到當今的以直通回路為主、調光回路為輔的模式。然而，調光柜與插座之間依然采用電纜相連，就這點而言的確沒有什么變化，但是配電設備早已今非昔比了。

5）建立更新土地利用現狀數據庫：依據相關技術規范與流程，整理好所有變更測量圖形與記錄表，繼而形成變更數據交換文件后生成標準的土地利用現狀變更圖。在以上工作基礎上建立起數據庫管理系統，為便于用戶使用，系統不僅要具有查詢與輸出功能，還應具有匯總、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，配電箱制造商時常得到客戶的提議，被要求提供三相接線模式的Socapex連接器，且每相應帶有兩個插座以便實現負載平衡。

這種情況下，必須考慮諧波對布線帶來的影響，對于那些永久性的工程項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《BS7671》中的表格給出的數據，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。當一根300 mm2的電纜中含有5次（250 Hz）諧波電流時，電阻感抗電阻比為1.63；而當該電纜中含有13次（650 Hz）諧波電流時，感抗電阻比增加到2.42，其壓降比達到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%，它的峰值壓降將達到基本壓降的1.6倍左右，阻抗越大這種現象越顯著。制造商沒有公布設備運行時中線所含的諧波電流含量，這給布線規劃帶來一定困難，因此，最佳方案是通過實驗來獲取這些數據。

在使用一些所謂“骯臟”（有污染）的設備時，應考慮其位置的選擇以及RCD（Residual Current Device，漏電保護器）的配置。許多設備在運行時會對電源產生污染，而有些設備又對干擾非常敏感，為了將這些負面影響降到最低，這些設備都配有濾波器，它們通常會將干擾信號導入到已可靠接地的電路保護導體上。雖然這有助于制造商制造出滿足電磁兼容標準的設備，但隨之也帶來了一個問題：會有幾十毫安的電流（即使不是上百毫安的電流）流入接地線，而導致RCD的誤動作。因此，應精心挑選合適的RCD，并采用把一個大系統分隔成若干個子系統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備通常都要與現有的電纜和設備相匹配，所以，這類設備大多以定做為主。但對終端電路而言，一般都選用單相32 A或63 A CEE插頭座轉13 A或16 A輸出插座等設備。針對13 A輸出插座，Indu-Electric Gerber、SES、Rubber Box與Kelsey等制造商生產16 A轉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32 A三相輸入插座轉6×16 A單相輸出插座，這些設備中有些帶有電路保護裝置，有些不帶。Indu-Electric Gerber公司也提供可用于敷設400 A電纜的線槽，結實耐用。SES公司也銷售其自主研發的重型線槽。

低功率設備通常都安裝于桁架之上，如6-lamp bar、桁架配電設備、Socapex分支器等設備。盡管有些設備被閑置，但它們幾乎都是根據客戶的要求而度身定做的，無論是連接器還是標簽的款式都有可能是獨一無二的。

組件

另一類電氣設備是放置于控制柜內部的組件。LSC與Avolites等調光設備制造商已經認識到當今的“調光”柜應具備的直通回路數要與調光回路數一樣多，而且已經付諸實踐。新版《BS7909》出臺后，Avolites公司積極響應，依據該標準的要求開發出了Power Cube調光柜，它體積小，結構緊湊，別具特色，盡管規格不大卻能被用作一套完整的后臺系統。該調光柜總共可控制24個回路，其中12個調光回路，6個直通回路，其余6路為直通、調光兩用回路，另有兩路工作用電，為電水壺和電冰箱等設備供電。此外，該調光柜還有一個100 M以太網網關，該網關帶有兩個具有緩沖功能的DMX輸出接口以增添DMX數據鏈；還有12個可編程序存儲器，它們具有遠程存儲和重演功能，可以通過其自帶的推桿在本地進行控制，甚至可以通過網絡進行遠程設置與控制。

同樣地，LSC公司也推出了Delta系列的3U組件，它兼具配電和DMX信號分配功能。一個63 A三相輸入插座（帶RCD保護），6 ～ 12個型號各異的輸出插座（根據不同的款式而定），并且6款產品中除兩款外其余各款都帶有5個具有緩沖功能的DMX輸出插座，別具特色。TMB公司也推出了ProPower HPS調光/配電系統（24路或48路），它由ETC公司的Smart Pack系列產品、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。

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

Link公司生產一系列機架組件，有了這些組件，客戶就可以輕易地構建出一套定制系統。Indu-Electric和SES公司更勝一籌，他們擁有可連接發電機、控制高達3 200 A電流的獨立式鋼質控制面板，并且擁有當主電網斷電時可自動切換到備用電源的AMF（Automatic Mains Failure）控制面板。SES公司既供應現成設備也提供定制服務以滿足不同客戶的個性化需求。

其他相關標準

配電設備也必須滿足其他相關標準中的規定，《BS EN 60439 低壓開關設備與控制設備組件》（《BS EN 60439 Low-voltage switchgear and controlgear assemblies suite》）就是其中一個很重要的標準，盡管已被更符合當代需求的《BS EN 61439∶2009》所取代，但它仍在發揮作用。從技術層面上看，這些標準也適用于普通的設備柜，比如AV rack以及其他類似的小眾產品。

這些標準通常都詳細規定了供電系統在發生短路故障時（經常發生這種情況），帶電體間的隔離方式、電擊防護、隔熱與動態設計要求，此外還就標識和測試等方面做出了規定。然而，對一款定做的配電箱而言，也應在《BS7671》中對它的預期用途及其使用環境做出規定，比如所采取的電擊防護措施等方面的規定。演出行業所用的電氣設備幾乎都帶有自動斷電功能，在《BS7671》第16版中稱為EEBADS（Earthed Equipotential Bonding and Automatic Disconnection of Supply，對地等電位連接與自動斷電），而現在稱之為ADS（Automatic Disconnection of Supply，自動斷電）。只有在良好的接地以及接地線與金屬構架之間的連接是絕對可靠的條件下，過流保護裝置與RCD這兩個設備才能在規定的時間內動作，并發揮應有的作用。

《BS7909》的“附錄”部分就配電設備的設計給出了一些意見，包括在RCD失效的情況下應采取哪些應對措施。然而，大多數設備制造商會提供關于供電系統設計方面的意見。從業者在設計供電系統時應考慮其預期用途與裝配要求，如果所選配電設備在剛投入使用時就因短路而發生爆炸，將會造成損失。

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

附注：臨時供電系統還需遵守的其他相關標準

1．《IEE 電氣設備帶電檢驗與測試操作規范》（《IEE Code of practice for in-service inspection and testing of electrical equipment》）

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

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

4．《IEE 導則注解3：檢驗與測試》（《IEE Guidance note 3：Inspection and testing》）

5．《OC 482/2 獨立可移動交流低壓發電機及其系統安全》（《OC 482/2 Electrical safety of independent lowvoltage a.c. portable and mobile generators and connected systems》）

6．《INDG354 帶電系統測試安全》（《INDG354 Safety in electrical testing at work》）

7．《HSG195 演出活動安全導則——音樂會與類似演出場所人身健康安全導則》（《HSG195 The event safety guide - A guide to health, safety and welfare at music and similar events》）

8．《GS50 娛樂場所電氣安全》（《GS50 Electrical safety at places of entertainment》）