英国演出灯光的临时配电系统杂谈

编译/施 端

发电设施与配电系统是所有演出活动的关键设备，供电故障往往会引起很多不必要的麻烦，维修又相对繁琐。供电故障还会导致公共秩序的混乱，现实表明即便观众的文明程度再高，等待演出继续开始的漫长时光也会将他们的忍耐力完全消磨殆尽。

仅在2009年，绿洲乐队（Oasis）、丁丁乐队（The Ting Tings）与街头小子（The Streets）的演唱会都曾因供电故障而被迫取消或中断。当然，演唱会并不是惟一的“受害者”，英国早安电视台（GMTV）的电视节目画面也曾因供电中断而突然消失。而在英国的伍尔弗汉普顿地区，打算观看赛马的人们也曾因断电而被拒之门外。

供电系统的问题有其自身的特点。如果是吊挂系统出了问题，至少可以预见故障隐患；如果是音响系统出了问题，至少该系统无法正常运行或者可以听出问题所在。但如果是供电系统出了问题，一般很难察觉出来——除非把连接器拆开，否则很难发现故障原来是由连接器的接触不良引发，当然这种猜想的前提是要先闻到那种熟悉的电路烧焦的气味才能想到去拆连接器。供电设备的金属物体也不会发出耀眼的火光，让工作人员注意到。因此，英国相关部门出台了一系列相关标准，以确保供电系统安全运行。笔者将通过本文详细探讨这些标准以及一些配电设备。

相关标准

为使临时供电系统（或任何用电场所）的设计、装配与检测合乎行业规程，设计者必须遵守《电气系统工作守则》（《The Electricity at Work Regulations》，下文简称《EaWR》）中的各项规定，还要遵守《BS7671 电气设备安装要求》（《BS7671 Requirements for Electrical Installations》，下文简称《BS7671》，又名《IEE 布线规则》，《IEE Wiring regs》），与《BS7909 娱乐业及其类似行业临时配电系统操作规范》（《BS7909 Code of practice for temporary electrical systems for entertainment and related purposes》，下文简称《BS7909》）。此外，还要根据实际情况遵守其他相关标准（笔者在本文的最后列举了一些具体标准，供大家参考）。《BS7671》主要面向永久性的供电系统（展馆、展厅、看台等场所除外），此标准不适用于演出行业普遍采用的临时供电系统，因此，中间存有一块盲区。

为了弥补这种不足，加之第17版《BS7671》的出台，相关部门对《BS7909》做了一次重新修订，新版《BS7909》紧密结合了第17版《BS7671》中的“演出管理”部分——增加了演出活动的供电系统管理以及其他相关条例。

《BS7671》已经执行了很长一段时期（第1版颁布于1882），它就世界范围内电气设备的设计、装配与检验/测试做出了具体规定，可最大限度确保电气设备的安全可靠。该标准就供电系统的设计等方面做出了很好的规定，因此，不会因电缆尺寸、电路保护装置、接地系统等选用不当而引发电击事故和火灾。所以，《BS7909》也毫无例外地要求人们遵守《BS7671》，尤其在测试和检验方面。当然也应牢记：标准并不是一成不变的，可以做一些必要的调整，只要这种调整是合理的。电缆的敷设和选取就是其中最典型的实例。在演唱会上敷设电缆时不会用到线槽和导管，也不会选用铠装电缆，但是在桁架上、场地上空与舞台下方均可采用（至少在理论上）这些方法，以使电缆免受机械损伤。确切地讲，上述方法是在永久性的工程项目中被采用的。

测试

《BS7909》在测试方面的规定与《BS7671》中的规定有所不同。依据《BS7671》的规定，测试工作需要花费很长时间，经历过这种测试的人员对此都深有体会。为此，《BS7909》在这方面做了很大改进，使测试时间大大缩短，操作起来也更为便捷。但是，前提条件是所有设备都必须首先接受电气安全测试，即PAT测试（Portable Appliance Test，便携式设备测试）。

《BS7671》适用于那些由各种设备（诸如电缆、辅助布线设备以及配电板等）组合而成的供电系统。因此，测试的主要目的就是要确保所有的连接都是完好无损的。对临时电气系统而言，所有设备都是即插即用的，它们都是刚从卡车上卸下来的。设备之间都采用插头、插座相连，无需螺丝刀和钢丝钳，所以，可以在外场先对其进行测试。

以上测试旨在确保所有的电缆和电气设备在装台前都是安全可靠的。装台后，除了要察看其外观还应重点检测某些方面，比如必须确保电路中的故障环路阻抗足够小，以符合保护装置及时动作的要求。根据《BS7909》的规定，并不是每一个终端电路都要接受测试，这样一来大大缩短了测试时间。就拿1个6-lamp bar（6路条状插座盒）来说，只要测试其中1个输出插座即可，因为所有电缆以及该插座盒自身都已通过了PAT的导线与绝缘电阻一致性测试， 6个输出插座的故障环路阻抗几乎都是一样的（它们之间最多只差十分之几欧姆）。所以，不必测试其他的输出插座。

同样，如果有1台Socapex配电箱，它带有6个输出插座，它们分别与6个6-lamp bar相连，那么，在绝大多数的情况下（具体情况具体分析）只要测试与配电箱之间连线最长的那个插座即可；如果这些测试结果都在设计范围内，其余插座的测试结果应该是同样的。但是这一切都要以严格的PAT测试为前提，而且当其运到现场后还要再大致检查一遍，以确保没有因运输不当而造成设备损坏。当然，研发人员要首先制造出性能优良的电气设备，同时也有赖于测试人员严格地执行测试任务。

工程公司应按照设计师的要求，首先规划出一套安全可靠的临时供电系统方案并提供相关的技术文件，装配完工后还要进行测试工作，最好根据《EaWR》的规定记录下测试结果。在技术层面上，英国的从业人员向来都是这么做的，只是新版《BS7909》对这方面提出了更具体的要求。

配电设备

这些年来，灯光设备发生了巨大的变化，说它对临时配电系统毫无影响肯定有失偏颇。在过去的20年里，电脑灯和LED灯具日益普及，配电系统已从早期的调光回路为主的模式发展到当今的以直通回路为主、调光回路为辅的模式。然而，调光柜与插座之间依然采用电缆相连，就这点而言的确没有什么变化，但是配电设备早已今非昔比了。

5）建立更新土地利用现状数据库：依据相关技术规范与流程，整理好所有变更测量图形与记录表，继而形成变更数据交换文件后生成标准的土地利用现状变更图。在以上工作基础上建立起数据库管理系统，为便于用户使用，系统不仅要具有查询与输出功能，还应具有汇总、变更等功能。

单相接线模式的Socapex连接器正在逐步退出演出灯光市场，配电箱制造商时常得到客户的提议，被要求提供三相接线模式的Socapex连接器，且每相应带有两个插座以便实现负载平衡。

这种情况下，必须考虑谐波对布线带来的影响，对于那些永久性的工程项目与大型演出而言更是如此。电缆的感抗电阻比随电流谐波频率的增加而增加，根据《BS7671》中的表格给出的数据，在频率为50 Hz的电路中，电缆每米每安培的感抗电阻比为1。当一根300 mm2的电缆中含有5次（250 Hz）谐波电流时，电阻感抗电阻比为1.63；而当该电缆中含有13次（650 Hz）谐波电流时，感抗电阻比增加到2.42，其压降比达到8.89，为此，必须采取措施以降低压降。例如，有一根185 m2的电缆，含有的7次与9次谐波电流占总电流的10%，11次与13次谐波电流占总电流的5%，它的峰值压降将达到基本压降的1.6倍左右，阻抗越大这种现象越显著。制造商没有公布设备运行时中线所含的谐波电流含量，这给布线规划带来一定困难，因此，最佳方案是通过实验来获取这些数据。

在使用一些所谓“肮脏”（有污染）的设备时，应考虑其位置的选择以及RCD（Residual Current Device，漏电保护器）的配置。许多设备在运行时会对电源产生污染，而有些设备又对干扰非常敏感，为了将这些负面影响降到最低，这些设备都配有滤波器，它们通常会将干扰信号导入到已可靠接地的电路保护导体上。虽然这有助于制造商制造出满足电磁兼容标准的设备，但随之也带来了一个问题：会有几十毫安的电流（即使不是上百毫安的电流）流入接地线，而导致RCD的误动作。因此，应精心挑选合适的RCD，并采用把一个大系统分隔成若干个子系统的方式以使用尽可能多的RCD，把副作用降到最低。

制造商

租赁公司所需的配电设备通常都要与现有的电缆和设备相匹配，所以，这类设备大多以定做为主。但对终端电路而言，一般都选用单相32 A或63 A CEE插头座转13 A或16 A输出插座等设备。针对13 A输出插座，Indu-Electric Gerber、SES、Rubber Box与Kelsey等制造商生产16 A转13 A“三角形”配电箱（13 A多芯插座板符合巡回演出的使用要求），也生产32 A三相输入插座转6×16 A单相输出插座，这些设备中有些带有电路保护装置，有些不带。Indu-Electric Gerber公司也提供可用于敷设400 A电缆的线槽，结实耐用。SES公司也销售其自主研发的重型线槽。

低功率设备通常都安装于桁架之上，如6-lamp bar、桁架配电设备、Socapex分支器等设备。尽管有些设备被闲置，但它们几乎都是根据客户的要求而度身定做的，无论是连接器还是标签的款式都有可能是独一无二的。

组件

另一类电气设备是放置于控制柜内部的组件。LSC与Avolites等调光设备制造商已经认识到当今的“调光”柜应具备的直通回路数要与调光回路数一样多，而且已经付诸实践。新版《BS7909》出台后，Avolites公司积极响应，依据该标准的要求开发出了Power Cube调光柜，它体积小，结构紧凑，别具特色，尽管规格不大却能被用作一套完整的后台系统。该调光柜总共可控制24个回路，其中12个调光回路，6个直通回路，其余6路为直通、调光两用回路，另有两路工作用电，为电水壶和电冰箱等设备供电。此外，该调光柜还有一个100 M以太网网关，该网关带有两个具有缓冲功能的DMX输出接口以增添DMX数据链；还有12个可编程序存储器，它们具有远程存储和重演功能，可以通过其自带的推杆在本地进行控制，甚至可以通过网络进行远程设置与控制。

同样地，LSC公司也推出了Delta系列的3U组件，它兼具配电和DMX信号分配功能。一个63 A三相输入插座（带RCD保护），6 ～ 12个型号各异的输出插座（根据不同的款式而定），并且6款产品中除两款外其余各款都带有5个具有缓冲功能的DMX输出插座，别具特色。TMB公司也推出了ProPower HPS调光/配电系统（24路或48路），它由ETC公司的Smart Pack系列产品、Wieland公司的一整套接线架（配有直通输出插座）以及与该接线架相连的ProSeries 6路连接器（与Socapex连接器相类似）所组成。

电流达到几百安培以上的大型配电设备通常都是定做的。包括上文提到的Avolites、Rubber Box、Indu-Electric Gerber、GSL Power、SES与Link在内的许多制造商都精于制造大功率配电柜，这种设备通常被称为Intake Switch Units（进线开关柜或电源开关柜）或ISUs。

Link公司生产一系列机架组件，有了这些组件，客户就可以轻易地构建出一套定制系统。Indu-Electric和SES公司更胜一筹，他们拥有可连接发电机、控制高达3 200 A电流的独立式钢质控制面板，并且拥有当主电网断电时可自动切换到备用电源的AMF（Automatic Mains Failure）控制面板。SES公司既供应现成设备也提供定制服务以满足不同客户的个性化需求。

其他相关标准

配电设备也必须满足其他相关标准中的规定，《BS EN 60439 低压开关设备与控制设备组件》（《BS EN 60439 Low-voltage switchgear and controlgear assemblies suite》）就是其中一个很重要的标准，尽管已被更符合当代需求的《BS EN 61439∶2009》所取代，但它仍在发挥作用。从技术层面上看，这些标准也适用于普通的设备柜，比如AV rack以及其他类似的小众产品。

这些标准通常都详细规定了供电系统在发生短路故障时（经常发生这种情况），带电体间的隔离方式、电击防护、隔热与动态设计要求，此外还就标识和测试等方面做出了规定。然而，对一款定做的配电箱而言，也应在《BS7671》中对它的预期用途及其使用环境做出规定，比如所采取的电击防护措施等方面的规定。演出行业所用的电气设备几乎都带有自动断电功能，在《BS7671》第16版中称为EEBADS（Earthed Equipotential Bonding and Automatic Disconnection of Supply，对地等电位连接与自动断电），而现在称之为ADS（Automatic Disconnection of Supply，自动断电）。只有在良好的接地以及接地线与金属构架之间的连接是绝对可靠的条件下，过流保护装置与RCD这两个设备才能在规定的时间内动作，并发挥应有的作用。

《BS7909》的“附录”部分就配电设备的设计给出了一些意见，包括在RCD失效的情况下应采取哪些应对措施。然而，大多数设备制造商会提供关于供电系统设计方面的意见。从业者在设计供电系统时应考虑其预期用途与装配要求，如果所选配电设备在刚投入使用时就因短路而发生爆炸，将会造成损失。

（本文根据美国《Lighting & Sound International》2010年4月刊《Electrickery∶ Temporary Power distribution systems》一文编译。）

附注：临时供电系统还需遵守的其他相关标准

1．《IEE 电气设备带电检验与测试操作规范》（《IEE Code of practice for in-service inspection and testing of electrical equipment》）

2．《HSE HSG107 便携式电气设备的维护》（《HSE HSG107 Maintaining portable and transportable electrical equipment》）

3．《BS 7430 接地操作规范》（重新修订中）（《BS 7430 Code of Practice for earthing》）

4．《IEE 导则注解3：检验与测试》（《IEE Guidance note 3：Inspection and testing》）

5．《OC 482/2 独立可移动交流低压发电机及其系统安全》（《OC 482/2 Electrical safety of independent lowvoltage a.c. portable and mobile generators and connected systems》）

6．《INDG354 带电系统测试安全》（《INDG354 Safety in electrical testing at work》）

7．《HSG195 演出活动安全导则——音乐会与类似演出场所人身健康安全导则》（《HSG195 The event safety guide - A guide to health, safety and welfare at music and similar events》）

8．《GS50 娱乐场所电气安全》（《GS50 Electrical safety at places of entertainment》）