專利名稱：影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及供電系統(tǒng)，具體是一種適用于影視、劇場、舞臺等專業(yè)用光場合的燈光供電系統(tǒng)設計方法。
背景技術：
基于藝術效果的要求，影視、劇場、舞臺等專業(yè)燈光照明系統(tǒng)通常需要對部分甚至全部燈光進行調整。這些專業(yè)燈光照明系統(tǒng)的供電系統(tǒng)，普遍采用調光柜進行集中的調光和供電控制。例如對于大型的劇場(或演播室)，其調光、直通回路數(shù)量可達到幾百路，甚至幾千路，這些回路的配電設備和調光設備(即調光柜)全部集中安裝在一個專門設置的房間——硅控室內。供電部門把全部電量輸送至硅控室，然后在這里進行電量的分配、調整、控制，最后再輸送至各回路的燈具上。 現(xiàn)有專業(yè)燈光供電系統(tǒng)原理見附圖1，其中供電方式為從建筑的總配電室引來電源進入硅控室的電源進線配電柜I,電源進線配電柜I通過電纜9把電分配給若干個配電柜3，各個配電柜3再通過電纜9把電分配給若干個調光柜4，而各個調光柜4則通過內部的分配部件13將三相電轉換為單相電，并分配到各個調光、直通回路。調光柜輸出回路的數(shù)量、性質和規(guī)格決定了該回路插座的數(shù)量、性質和規(guī)格。下面以每個調光柜設有兩個調光模組和兩個直通模組為例進行說明，具體是每個調光柜都設有功率較小(例如2-3kW)的第一調光模組16和第一直通模組18，以及功率較大(例如5-6kW)的第二調光模組17和第二直通模組19。其中，額定功率較小的調光、直通模組16、18對應額定電流較小的第一插座7 (例如16A)，而額定功率較大的調光、直通模組17、19則對應額定電流較大的第二插座8 (例如32A)。對于面光、耳光、柱光、地面流動、備用回路等固定位置，功率較小的第一調光模組16和第一直通模組18直接通過3X4mm2規(guī)格(銅芯允許長期工作電流為31A)的電纜10接額定電流較小的第一插座7 ;功率較大的第二調光模組17和第二直通模組19直接通過3X6mm2規(guī)格(銅芯允許長期工作電流為39A)的電纜11接額定電流較大的第二插座8。對于頂光、側光等移動位置，各調光、直通回路依次通過柵頂上的柵頂端子箱5和吊桿上的桿上端子箱6間接連接至對應插座。其中，柵頂端子箱5與桿上端子箱6之間通過多芯排纜或圓纜12連接，除此之外，功率較小的第一調光模組16和第一直通模組18采用規(guī)格為3X4mm2的電纜10作為連接線(接第一插座7)，功率較大的第二調光模組17和第二直通模組19采用規(guī)格為3X6mm2的電纜11作為連接線(接第二插座8)。然而上述專業(yè)燈光供電系統(tǒng)本質上采用的是回路供電方式，早在硅控室就已經(jīng)把進線電源分配為最終使用回路的數(shù)量、規(guī)格、性質(調光或直通)全部確定，然后據(jù)此進行供電系統(tǒng)布線，后面只能對供電系統(tǒng)進行微調，很難進行大的調整。但是藝術燈光無一定之規(guī)，不同劇種，劇目，藝術家之間存在很大差異。在哪里用燈，用多少燈，什么性質的燈，多大功率，都是要根據(jù)劇目要求，導演、舞美、燈光師的藝術見解，由燈光師或藝術家臨時設定，并不斷調整完善。因此造成預設點無法覆蓋實際應用點，以及無法滿足實際使用的回路規(guī)格、性質要求的情況，從而產(chǎn)生一系列的問題
(I)回路數(shù)量的相對不足和絕對過剩。由于供電系統(tǒng)各個回路的位置已經(jīng)固定好，但是實際燈光位置布局是靈活多變的，這就導致了 一方面，供電系統(tǒng)回路位置無法全面覆蓋實際回路位置，造成部分需要用電的位置沒有電，而部分無需用電的位置卻有電的尷尬狀況，以至于實際使用時回路數(shù)量相對不足；另一方面，不是每次演出都需要使用全部或大部分供電系統(tǒng)回路，普通演出使用的總回路數(shù)量僅占供電系統(tǒng)總回路數(shù)量的109Γ20%，回路數(shù)量絕對過剩，造成電纜、設備資源浪費。(2)各性質回路數(shù)量相對不足和絕對過剩。由于供電系統(tǒng)各回路的性質(調光還是直通)已經(jīng)被事先確定，可能會存在系統(tǒng)調光回路(或直通回路)數(shù)量與實際需要的調光回路(或直通回路)數(shù)量不匹配的情況，例如系統(tǒng)預設的調光回路數(shù)量少于實際需要的調光回路數(shù)量，或者是系統(tǒng)預設的直通回路數(shù)量多于實際需要的直通回路數(shù)量，從而造成各性質回路數(shù)量的不足或過剩。(3)回路性質的不確定性。由于大量自動化燈具，新型光源燈具被引入到使用中， 回路性質是調光還是直通，使用中變化很多，無法確定，造成很多矛盾和事故。(4)回路功率的可能不夠和絕對浪費。由于供電系統(tǒng)各個回路的功率已經(jīng)確定，但是在實際使用中，供電系統(tǒng)各回路的功率是無法全面覆蓋燈具實際功率的，常常會碰到實際所需功率與回路設定功率不符的情況，若實際所需功率大于回路設定功率，則會造成回路功率相對不足；若實際所需功率小于回路設定功率，則會造成部分回路功率的部分浪費。實際使用中，每次演出使用的絕大多數(shù)燈具功率遠低于安裝回路功率，造成資源浪費。(5)三相不平衡。由于使用中燈具位置、數(shù)量隨意性很大，事先平衡好的回路無任何意義。使用中現(xiàn)場平衡又因為無法確認每個插座的相位難以實現(xiàn)。所以燈光系統(tǒng)三相不平衡是必然結果。(6)供電系統(tǒng)結構不合理，存在安全隱患。一方面，供電系統(tǒng)不是呈樹枝型，而是呈節(jié)瘤型，一千多個千瓦的三相電進入硅控室，直接轉為一千多個回路的單相電出來。三相不平衡，用電的變化造成硅控室和主線槽區(qū)域存在重大火災隱患。另一方面，現(xiàn)有專業(yè)燈光供電系統(tǒng)的回路數(shù)量、位置、規(guī)格和性質都已經(jīng)事先安裝固定好，若想根據(jù)實際情況進行調整，只能搭接長距離臨時電纜，這樣既不符合用電安全規(guī)范，還可能發(fā)生臨時電纜與可移動機構之間的矛盾，造成新的安全隱患。(7)資源浪費、干擾嚴重。如上述第(I)至第(4)點所述，現(xiàn)有專業(yè)燈光供電系統(tǒng)的回路數(shù)量、位置、規(guī)格和性質都已經(jīng)事先安裝固定好，事后無法根據(jù)各種類型、各種規(guī)模用光場合或情景進行調整，達不到使用要求或者是部分資源未被利用，造成大量的資源浪費，例如電纜的大量浪費(大型劇場燈光電纜用銅量超過25噸)，而且這些大量的電纜，干擾范圍大，占用空間大(燈光主線槽規(guī)格超過1200*300，2條)，安裝工作量大(舞臺燈光工程90%以上的工作量在電纜的敷設上)?？偠灾?，現(xiàn)有的專業(yè)燈光供電系統(tǒng)由于采用回路供電方式，各個用電回路數(shù)量、位置、規(guī)格和性質都已經(jīng)事先安裝固定好，在實際使用中無法根據(jù)實際情況進行合理的系統(tǒng)調整，由此產(chǎn)生上述使用不便、安裝工作量大、資源浪費嚴重、違反用電安全規(guī)范等問題，阻礙了舞臺燈光的發(fā)展和應用。因此，研發(fā)出一種能夠根據(jù)實際需求對燈位數(shù)量、性質和規(guī)格進行調整，以適應不同用光場合要求的影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法是專業(yè)影視、舞臺燈光技術領域亟待解決的技術難題和現(xiàn)實問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的技術問題是提供一種能夠根據(jù)實際需求對燈位數(shù)量、性質和規(guī)格進行調整，以適應不同用光場合要求的影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是一種影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法，其中，該燈光供電系統(tǒng)包括電源配電系統(tǒng)和若干個區(qū)域配電箱，該電源配電系統(tǒng)用于接收外部電源并分配至各個區(qū)域配電箱，該區(qū)域配電箱用于為預定供電區(qū)域的用電設備提供電源，每個區(qū)域配電箱與一組或多組插座模塊連接，每組插座模塊包括一個或多個插座模塊，區(qū)域配電箱與插座模塊、插座模塊與插座模塊之間通過多芯電纜連接，該多芯電纜至少包括A、B、C、N、Pe母線；該設計方法包括以下步驟
步驟S10:將燈光系統(tǒng)的用光位置劃分為若干個供電區(qū)域，計算各供電區(qū)域的最大可 能用電量，并據(jù)此確定相應供電區(qū)域的區(qū)域配電箱的供電功率及規(guī)格；
步驟S20 :根據(jù)供電功率最大的區(qū)域配電箱，確定所述多芯電纜的規(guī)格；
步驟S30 :根據(jù)各個供電區(qū)域的最大可能用燈數(shù)量和用燈功率，確定各個區(qū)域配電箱連接的插座模塊組的數(shù)量，以及各組插座模塊所連接的插座模塊規(guī)格、數(shù)量、功率和位置；步驟S40 :根據(jù)與插座模塊連接的燈具的性質，確定該插座模塊是采用直通插座模塊還是調光插座模塊，該直通插座模塊用于向非調光燈具/設備提供電源；該調光插座模塊用于向調光燈具/設備提供電源，并可根據(jù)外部控制信號對該燈光設備進行調光控制。改進之一，在所述步驟SlO中，所述供電區(qū)域的種類包括固定燈光區(qū)域和移動燈光區(qū)域，該固定燈光區(qū)域的燈光設備設置在固定位置，該移動燈光區(qū)域的燈光設備設置在移動裝置上。改進之二，在所述步驟SlO中，所述固定燈光區(qū)域的種類包括面光區(qū)域、耳光區(qū)域、柱光區(qū)域和地面流動光區(qū)域；所述移動燈光區(qū)域的種類包括頂光區(qū)域和側光區(qū)域。改進之三，在所述步驟SlO中，在所述移動燈光區(qū)域中，所述插座模塊設置在所述移動裝置上，所述區(qū)域配電箱引出的所述多芯電纜通過收線裝置與設置在所述移動裝置上的所述插座模塊連接，該收線裝置可調節(jié)該所述多芯電纜的連接長度，以適應所述插座模塊/燈光設備的位置變化。改進之四，在所述步驟S40中，所述直通插座模塊包括A、B、C、N、PE匯流排和至少一單相插座，該單相插座分別與N匯流排、PE匯流排連接，并通過直通控制模塊與相應相的匯流排連接；所述調光插座模塊包括A、B、C、N、PE匯流排和至少一單相插座，該單相插座分別與N匯流排、PE匯流排連接，該單相插座還通過調光控制模塊與相應相的匯流排連接；所述單相插座與相應相的匯流排連接的線路上還設有漏電保護開關。改進之五，在所述步驟S40中，所述直通插座模塊包括A、B、C、N、PE匯流排，至少一 A相插座,至少一 B相插座和至少一 C相插座,各相插座均分別與該N匯流排、PE匯流排連接，且各相插座還通過直通控制模塊與相應相的匯流排連接；所述調光插座模塊包括A、B、C、N、PE匯流排，至少一 A相插座，至少一 B相插座和至少一 C相插座，各相插座均分別與該N匯流排、PE匯流排連接，且各相插座還通過調光控制模塊與相應相的匯流排連接；所述各單相插座與相應相的匯流排連接的線路上還設有漏電保護開關。改進之六，在所述步驟S40中，所述直通插座模塊的各相插座的數(shù)量相等，且所述調光插座模塊的各相插座數(shù)量相等，且所述直通插座模塊和所述調光插座模塊的各匯流排與所述多芯電纜相應相的母線規(guī)格相同。改進之七，在所述步驟S40中，每個所述區(qū)域配電箱所對應的各相插座數(shù)量和/或各相插座額定電流之和大致相等。改進之八，在所述步驟S40中，若干插座額定電流為6A至32A的所述插座模塊，以及若干插座額定電流為32A至80A的所述插座模塊。改進之九，在所述步驟SlO中，所述多芯電纜為5芯等徑或不等徑電纜。與現(xiàn)有技術相比，有益效果如下?，F(xiàn)有專業(yè)燈光供電系統(tǒng)采用的是集中回路供電方式，這種供電設計方式預先限定 了每個回路的功率、性質(直通或調光)和燈位(燈具安裝位置)，每個回路所使用的燈光設備類型、功率、數(shù)量和位置均有嚴格限制，無法根據(jù)實際的用燈需求進行靈活的調整，對燈具使用的限制較多，無法滿足實際演出需求，并且造成資源的極大浪費。而本供電系統(tǒng)設計方法打破了傳統(tǒng)思路限制，通過分散的區(qū)域功率供電和將調光控制放到燈位終端的方式，既不事先限定每條線路的功率(只限定了區(qū)域供電功率)，也不事先限定每條線路的性質(如需調光，可臨時接上調光模塊)，而且燈具位置和數(shù)量也可以臨時調整(增加或減少串接插座模塊數(shù)量)，使得工程人員在把握區(qū)域總用電功率不超過該區(qū)域配電箱的最大供電功率的前提下，可以根據(jù)實際需要現(xiàn)場快速調整燈光設備的數(shù)量、功率和位置，極大提高燈光系統(tǒng)設計和安裝的靈活性，降低燈光系統(tǒng)安裝和設計的難度，為燈光藝術創(chuàng)作提供更加廣闊的空間。本供電系統(tǒng)設計方法與現(xiàn)有專業(yè)供電系統(tǒng)設計方法相比，好處有
(1)解決了現(xiàn)有專業(yè)燈光供電系統(tǒng)燈位不足，位置不對，使用中長距離、大功率臨時線等問題。既滿足了實際用燈需要，又符合防火規(guī)范；
(2)可以根據(jù)實際使用需求確定插座模塊的規(guī)格和數(shù)量，確定調光模塊數(shù)量，使得設備利用率大幅提聞;
(3)節(jié)約大量電纜、插座和調光設備，同等規(guī)模劇場，理論計算值電纜節(jié)約在86%以上，調光設備節(jié)約在70%以上，插座節(jié)約在60%以上，一個劇場銅的使用量可減少十幾噸到數(shù)十噸，符合節(jié)能環(huán)保的原則；
(4)由于本供電系統(tǒng)簡單，路由合理，使得供電系統(tǒng)占據(jù)的建筑空間，包含設備用房、電纜線槽通過空間等都大幅減少，降低整體建筑造價；
本供電系統(tǒng)設計方法由于靈活方便的供電連接方式，使得初始系統(tǒng)安裝，使用中裝、拆臺時間和工作強度都有大幅下降，節(jié)省設備和人力，有良好的社會、經(jīng)濟效益。


圖I為現(xiàn)有專業(yè)燈光供電系統(tǒng)原理圖。圖2為實施例的燈光供電系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖。圖3為實施例的16 80A單相I聯(lián)直通插座模塊的電氣原理圖。圖4為實施例的16 80A單相I聯(lián)調光插座模塊的電氣原理圖。
圖5為實施例的6 32A單相3聯(lián)直通插座模塊的電氣原理圖。圖6為實施例的6 32A單相3聯(lián)調光插座模塊的電氣原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖2所示，本實施例的影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)包括電源配電系統(tǒng)和若干個區(qū)域配電箱20，該電源配電系統(tǒng)用于接收外部電源并分配至各個區(qū)域配電箱20，該區(qū)域配電箱20用于為預定供電區(qū)域的用電設備(尤其是燈光設備)提供電源，每個區(qū)域配電箱20與一組或多組插座模塊連接，每組插座模塊包括一個或多個串聯(lián)的插座模塊，同一組內的插座模塊并不限定是串聯(lián)還是并聯(lián)，具體如何連接，需要根據(jù)實際用電情況進行確定，例如用電位置和用電功率等。區(qū)域配電箱20與插座模塊、插座模塊與插座模塊之間通過用于輸送三相交流電的規(guī)格相同或不同的多芯電纜連接，該多芯電纜至少包括A、B、C、N、Pe母線。這 樣插座模塊的數(shù)量、規(guī)格就只有總功率的限制，只要是區(qū)域配電箱20所接的用燈總功率不超過用電規(guī)范限定的數(shù)值，就可以不分規(guī)格、數(shù)量、性質的隨意加燈。圖2中，21表示單相3/6聯(lián)直通插座模塊,22表示單相3/6聯(lián)調光插座模塊,23表示單相I聯(lián)直通插座模塊,24表示單相I聯(lián)調光插座模塊。基于上述燈光供電系統(tǒng)，本實施例的燈光供電系統(tǒng)設計方法包括以下步驟
步驟S10:將燈光系統(tǒng)的用光位置劃分為若干個供電區(qū)域，計算各供電區(qū)域的最大可
能用電量，并據(jù)此確定相應供電區(qū)域的區(qū)域配電箱的供電功率及規(guī)格；
步驟S20 :根據(jù)供電功率最大的區(qū)域配電箱，確定所述多芯電纜的規(guī)格；
步驟S30 :根據(jù)各個供電區(qū)域的最大可能用燈數(shù)量和用燈功率，確定各個區(qū)域配電箱連接的插座模塊組的數(shù)量，以及各組插座模塊所連接的插座模塊規(guī)格、數(shù)量、功率和位置；步驟S40 :根據(jù)與插座模塊連接的燈具的性質，確定該插座模塊是采用直通插座模塊還是調光插座模塊，該直通插座模塊用于向非調光燈具/設備提供電源；該調光插座模塊用于向調光燈具/設備提供電源，并可根據(jù)外部控制信號對該燈光設備進行調光控制。其中，在上述步驟SlO中，該區(qū)域配電箱20采用符合CE標準的明裝配電箱，外殼材料可以是鋁、鐵、銅、合金鋼等金屬材料，也可以是工程塑料等非金屬材料，包括進線多芯插座、漏電保護開關、出線多芯插座，以及遠程監(jiān)控系統(tǒng)接口和/或遠程控制系統(tǒng)接口，以便對系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控和控制。本實施例的區(qū)域配電箱20采用的進線多芯插座和出線多芯插座均采用5芯歐標防水插座。該電源配電系統(tǒng)包括電源進線配電柜I和若干電源輸出配電柜3，各個電源輸出配電柜3輸入端與電源進線配電柜I連接，電源輸出配的輸出端則與一個或多個區(qū)域配電箱20連接。其中，電源進線配電柜I與電源輸出配電柜3之間通過用于傳輸三相交流電的第二多芯電纜9連接。本實施例的第二多芯電纜9為大尺寸5芯動力電纜，包括A、B、C、N、Pe等5根母線。在上述步驟S20中，為便于供電系統(tǒng)擴展(尤其是后續(xù)插接插座模塊)，并提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，該電源輸出配電柜3與區(qū)域配電箱20、區(qū)域配電箱20與插座模塊、插座模塊與插座模塊之間可以通過規(guī)格相同的第一多芯電纜25連接，各連接處采用多芯插頭、插座連接。本實施例的第一多芯電纜25為5芯電纜，包括A、B、C、N、Pe母線，可以是5芯等徑電纜，也可以是5芯不等徑的4+1模式電纜，使地線稍細一些，還可以采用其它不等徑方式電纜。若采用5芯不等徑的4+1模式，可以采用4X (6 25mm2+lX(ri6)mm2規(guī)格電纜，若采用5芯等徑，可以采用5X^T25)mm2規(guī)格電纜。此外，該電源進線配電柜I還與有源三次諧波濾波器2連接，以防止三次諧波進入主供電系統(tǒng)。在上述步驟SlO中，本實施例的區(qū)域配電箱20的數(shù)量可以按照多種使用模式中最大分區(qū)數(shù)量來確定，并按使用中最大的可能用電功率來配置區(qū)域配電箱20的功率。預定的供電區(qū)域既可以是固定燈光區(qū)域，也可以是移動燈光區(qū)域，甚至還可以是其他非燈光設備區(qū)域。固定燈光區(qū)域或移動燈光區(qū)域是根據(jù)燈光設備是否需要移動來定義的，在正常使用中，為保障用電安全，區(qū)域配電箱在安裝后一般不再移動。通常情況下，固定燈光區(qū)域的燈光設備設置在相對固定的位置上，而移動燈光區(qū)域的燈光設備則設置在可在三維空間內升降和/或水平移動的移動裝置上，例如升降臺、各類吊桿設備等。在本實施例中，至少一個固定燈光區(qū)域和/或至少一個移動燈光區(qū)域設有區(qū)域配電箱20，既可以僅在一個、多個或全部固定燈光區(qū)域都配置有區(qū)域配電箱20，也可以僅在一個、多個或全部移動燈光區(qū)域配置區(qū)域配電箱20，還可以在每個固定燈光區(qū)域和每個移動燈光區(qū)域都配置區(qū)域配電箱20。對于每個供電區(qū)域，還可以根據(jù)需要進一步劃分為多個小的供電區(qū)域，然后在每個小的供 電區(qū)域都設置一個區(qū)域配電箱。對于面光、耳光、柱光和地面流動光等固定燈光區(qū)域，區(qū)域配電箱20設置在相應區(qū)域的面光橋、耳光室中。區(qū)域配電箱20直接通過用于傳輸三相交流電的第一多芯電纜25與一個或多組插座模塊連接，插座模塊設置在用燈位置附近，方便使用。本實施例各類型固定燈光區(qū)域的數(shù)量是不確定的，某一類型的固定燈光區(qū)域可以有兩個或以上，也可以一個都沒有，例如某燈光系統(tǒng)包括2個面光區(qū)域、2個耳光區(qū)域，2個柱光區(qū)域，但是卻沒有設置專門的地面光區(qū)域。移動燈光區(qū)域的情況可以此類推。對于側光、頂光等移動燈光區(qū)域，插座模塊一般設置在移動裝置上。為適應插座模塊/燈光設備的位置變化，區(qū)域配電箱20引出的第一多芯電纜25需要通過收線裝置(圖未示)與設置在移動裝置上的插座模塊連接。該收線裝置可調節(jié)第一多芯電纜25的連接長度(伸出長度)，以適應插座模塊/燈光設備的位置變化，例如升降、平移等。其中，對于臺內側光、臺口外頂光等可隨燈具安裝裝置升降或移動的位置，在對應位置上方(如柵頂或主舞臺周邊的各層天橋)設置區(qū)域配電箱20，根據(jù)每次演出需求，確定用光位置。該區(qū)域配電箱20通過收線裝置將主電纜(第一多芯電纜25)送至相應位置后，通過多芯插頭連接至各組插座模塊的第一個插座模塊，之后的插座模塊串接或并接到前面的模塊上，根據(jù)使用需求確定插座模塊的數(shù)量和規(guī)格。其中，對于臺內頂光，按以下方式確定區(qū)域配電箱的數(shù)量設吊桿數(shù)量為L，區(qū)域配電箱的數(shù)量為M，每個區(qū)域配電箱所服務的吊桿數(shù)量為B，則M>(L/M)。即相鄰配電箱所服務的吊桿范圍有一定的重疊，當某一區(qū)域的吊桿的用電功率超出該相應區(qū)域配電箱額定功率時，可以將部分吊桿上的插座模塊與相鄰配電箱連接，以分流一部分用電功率。每個區(qū)域配電箱通過收線裝置與其所服務的各個吊桿上的插座模塊連接。本實施例的供電系統(tǒng)根據(jù)實際需要，配置了若干插座功率較小(插座額定電流為6A至32A)的插座模塊，以及若干插座功率較大(插座額定電流為32A至80A)的插座模塊。插座模塊的種類包括直通插座模塊和調光插座模塊。該直通插座模塊用于直接向非調光燈具/設備(無調光功能的燈具或其他非燈光用電設備)提供電源；該調光插座模塊用于向調光燈具/設備提供電源，并可根據(jù)外部控制信號對該燈光設備進行調光控制。無論是直通插座模塊還是調光插座模塊，均可設置成單相I聯(lián)或單相多聯(lián)的形式。在上述步驟S40中，本實施例的插座模塊包括外殼、進線多芯插座、漏電保護開關、多個匯流排、至少一個單相插座、出線多芯插座，以及遠程開關控制系統(tǒng)接口。插座模塊的外殼材料可以是鋁、鐵、銅、合金鋼等金屬材料，也可以是工程塑料等非金屬材料，進線多芯插座和出線多芯插座同樣是采用5芯歐標防水插座。以單相I聯(lián)為例，直通插座模塊包括A、B、C、N、PE匯流排和至少一單相插座(單相插座是指與A相、B相或C相匯流排連接的插座)，該單相插座分別與N匯流排、PE匯流排連接，并通過直通控制模塊與相應相(A、B、C其中一相)的匯流排連接；調光插座模塊包括A、B、C、N、PE匯流排和至少一單相插座，該單相插座分別與N匯流排、PE匯流排連接，該單相 插座還通過調光控制模塊與相應相的匯流排連接。為方便用戶識別插座相位，在插座模塊上的相應位置設置相位標識，表明該單相插座是A相、B相還是C相，以便用戶追求三相平衡。此外，單相插座與相應相的匯流排連接的線路上還設有漏電保護開關。圖3是16 80A單相I聯(lián)直通插座模塊的電氣原理圖，該插座模塊包括A、B、C、N、Pe匯流排和單相插座29 (A相)，其中單相插座29為1610A歐標插座，A、B、C、N匯流排為6 25mm2規(guī)格匯流排，Pe匯流排為4 16mm2規(guī)格匯流排,單相插座(A相)通過4 25mm2的電線33分別與PE匯流排、N匯流排和A匯流排連接，并且單相插座與A匯流排連接的電線上還設有1610A漏電保護開關28和直通控制模塊。圖4是16 80A單相I聯(lián)調光插座模塊的電氣原理圖，該插座模塊包括A、B、C、N、Pe匯流排和單相插座29 (A相)，其中單相插座29為1610A歐標插座，A、B、C、N匯流排為6 25mm2規(guī)格匯流排，Pe匯流排為4 16mm2規(guī)格匯流排,單相插座(A相)通過4 25mm2的電線分別與PE匯流排、N匯流排和A匯流排連接，并且單相插座與A匯流排連接的電線上還設有1610A漏電保護開關28和調光控制模塊。以單相多聯(lián)為例，直通插座模塊包括A、B、C、N、PE匯流排，至少一 A相插座，至少一 B相插座和至少一 C相插座，各相插座均分別與該N匯流排、PE匯流排連接，且各相插座還通過直通控制模塊與相應相的匯流排連接；調光插座模塊包括A、B、C、N、PE匯流排，至少一 A相插座,至少一 B相插座和至少一 C相插座,各相插座均分別與該N匯流排、PE匯流排連接，且各相插座還通過調光控制模塊與相應相的匯流排連接。各單相插座與相應相的匯流排連接的線路上還設有漏電保護開關。為達到三相平衡，每個直通插座模塊的各相插座的數(shù)量相等，且每個調光插座模塊的各相插座數(shù)量相等。以直通插座模塊為例,插座總數(shù)應為3的倍數(shù)，若為3聯(lián)插座，則此模塊包括I個A相插座、I個B相插座和I個C相插座；若為6聯(lián)插座，則此模塊包括2個A相插座、2個B相插座和3個C相插座，以此類推。圖5為6 32A單相3聯(lián)直通插座模塊的電氣原理圖，該插座模塊包括A、B、C、N、Pe匯流排，I個A相插座，I個B相插座，I個C相插座,各個單相插座27均采用6 32A歐標插座，A、B、C、N匯流排采用6 25mm2規(guī)格匯流排，Pe匯流排采用4 16mm2規(guī)格匯流排，A相插座通過I. 5^4mm2的電線32分別與PE匯流排、N匯流排和A匯流排連接，B相插座通過
I.5^4mm2的電線32分別與PE匯流排、N匯流排和B匯流排連接，C相插座通過I. 5^4mm2的電線32分別與PE匯流排、N匯流排和C匯流排連接，并且各相插座與相應相匯流排之間還設有6 32A漏電保護開關26和直通控制模塊。圖6為6 32A單相3聯(lián)調光插座模塊的電氣原理圖，該插座模塊包括A、B、C、N、Pe匯流排，I個A相插座，I個B相插座，I個C相插座,各個單相插座27均采用6 32A歐標插座，A、B、C、N匯流排采用6 25mm2規(guī)格匯流排，Pe匯流排采用4 16mm2規(guī)格匯流排，A相插座通過I. 5^4mm2的電線32分別與PE匯流排、N匯流排和A匯流排連接，B相插座通過
I.5^4mm2的電線32分別與PE匯流排、N匯流排和B匯流排連接，C相插座通過I. 5^4mm2的電線32分別與PE匯流排、N匯流排和C匯流排連接，并且各相插座與相應相匯流排之間還設有6 32A漏電保護開關26和調光控制模塊。現(xiàn)有專業(yè)燈光供電系統(tǒng)所有插座都是從調光柜直接或間接引來，每一回路都是從調光柜出線架到插座獨立引線，沒有公共接線，終端插座上并沒有漏電保護。而且多數(shù)調光柜沒有設置漏電保護開關。即使某些調光柜產(chǎn)品(符合CE標準)帶漏電保護開關，但是在目前安裝工藝條件下，如并接地線，長距離傳輸?shù)?，漏電保護功能基本上或很大程度上失去作用。而本實施例所采用的插座模塊都是從A、B、C、N、Pe母線上引線，并且插座模塊的各個 單相插座均與N匯流排、Pe匯流排連接，可以為終端用電設備提供漏電保護，符合用電安全規(guī)范。此外，為保障區(qū)域配電箱20所供電的區(qū)域用電三相平衡，在上述步驟S30和步驟S40中，需要考慮插座總數(shù)量、各相插座數(shù)量和各相插座總功率，具體是在每個區(qū)域配電箱20的范圍內，該區(qū)域配電箱20所對應的(與區(qū)域配電箱直接或間接連接的)各相插座的數(shù)量和/或各相插座的額定功率之和相等。對于某個區(qū)域配電箱20，若其所對應的全部單相插座的額定電流均相等，那么只需要保障各相插座的數(shù)量均衡就可以從供電角度保障三相平衡；若區(qū)域配電箱20對應的各個單相插座的額定電流不相等，那么除了需要考慮各相插座的數(shù)量大致均衡之外，還需要考慮各相插座額定電流之和大致相等。此外，為方便擴展連接，本實施例所使用的插座模塊的各個匯流排規(guī)格與上述第一多芯電纜25相應母線的規(guī)格相同。傳統(tǒng)的舞臺燈光供電系統(tǒng)設計采用的是回路供電方式，采用單相回路供電，從硅控室的調光柜下口就轉為單相回路，需要按相線、零線、地線送電，將三路電送到終端，需采用9芯電線；而采用本實施例的燈光供電系統(tǒng)設計方法采用的是區(qū)域功率供電，先將三相電送到終端再分配，同樣功率的三路電到終端只需5芯電線(A、B、C、N、Pe)。只相當于單相供電的5/9=55. 6%電纜消耗量。傳統(tǒng)的燈光供電系統(tǒng)設計由于采用的是固定安裝的回路供電，供電回路數(shù)量是按照最大數(shù)量敷設的，電纜用量極大。如廣州大劇院大廳采用1512回路，國家大劇院歌劇院采用2000回路以上，而實際使用中最多不超過400回路，一般在100至200回路。若采用本實施例的供電系統(tǒng)設計方法，以廣州大劇院大廳和國家大劇院歌劇院的規(guī)模為例，以終端供電回路計算，不超過400 (可隨易擴展，受制于區(qū)域最大用電功率)，電纜消耗量與原系統(tǒng)的比例為400/1512=26. 5% (廣州大劇院模式)，400/2000=20% (國家大劇院模式)，由于減少了大量固定回路，減少了大量不必要的線纜鋪設浪費。由于影視舞臺燈光的特性，其點亮時間多是以分鐘、秒鐘計算的，但是不排除某些極端狀態(tài)下，個別燈具長時間點亮，也不能排除這些長期電量的燈具是大功率燈具，但是其位置無法確定，為了應對這些個別情況，在傳統(tǒng)的回路供電中，所有回路的供電電纜都要按長期安全載流考慮，即電纜截面積要足夠大。而本實施例采用區(qū)域功率供電，一個區(qū)域的電量計算在幾十個千瓦的級別，一般是為十幾只，甚至幾十只燈服務的，個別幾只的長期電量，不會造成長期大電流負荷，理論上講，區(qū)域供電電纜可以按最大供電功率的30%考慮即可(因為一個區(qū)域內的燈具同時點亮的幾率很低，一般也就2、3次，而且時間很短，多在十幾秒到幾十秒的級別)。采用本實施例的燈光供電系統(tǒng)設計方法，以廣州大劇院為例，電纜相對于傳統(tǒng)回路供電模式就可以節(jié)約= (1-55. 6%X 26. 5%X 30%) =95. 6%。即使不考慮區(qū)域供電電纜30%的節(jié)約，電纜也可以節(jié)約=(1-55. 6%X26. 5%) =85. 3%?？偠灾?，本實施例的供電系統(tǒng)設計方法有如下優(yōu)點
(1)可以解決現(xiàn)有燈光供電系統(tǒng)燈位不足，位置不對的現(xiàn)象，避免使用中長距離、大功率臨時線的出現(xiàn)，既滿足了實際的用燈需要，又符合防火規(guī)范；
(2)可以根據(jù)實際使用需求確定插座規(guī)格數(shù)量、直通插座模塊和調光插座模塊的數(shù)量，以最大可能用燈數(shù)量確定供電功率和模塊規(guī)格、性質、數(shù)量，使得設備利用率大幅提高；
(3)可以節(jié)約大量電纜、調光設備，對于同等規(guī)模劇場，理論計算電纜節(jié)約在86%以上，調光設備節(jié)約在70%以上，插接件節(jié)約在60%以上，一個劇場銅的使用量可減少十幾噸到數(shù)十噸，即可節(jié)約資源，又可以有效減少用戶不必要的支出，降低供電系統(tǒng)造價；
(4)系統(tǒng)簡單，路由合理，使得供電系統(tǒng)占據(jù)的建筑空間，包含設備用房、電纜線槽通過空間都大幅減少，降低整體建筑造價；
(5)供電連接方式靈活，使得初始系統(tǒng)安裝，使用中裝、拆臺時間和工作強度都有大幅下降，節(jié)省設備和人力；
單相插座前配置漏電保護開關，符合安全規(guī)范；終端插座設有相位標識，便于三相平衡。
權利要求
1.一種影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法，其特征在于，該燈光供電系統(tǒng)包括電源配電系統(tǒng)和若干個區(qū)域配電箱，該電源配電系統(tǒng)用于接收外部電源并分配至各個區(qū)域配電箱，該區(qū)域配電箱用于為預定供電區(qū)域的用電設備提供電源，每個區(qū)域配電箱與一組或多組插座模塊連接，每組插座模塊包括一個或多個插座模塊，區(qū)域配電箱與插座模塊、插座模塊與插座模塊之間通過多芯電纜連接，該多芯電纜至少包括A、B、C、N、Pe母線；該設計方法包括以下步驟 步驟SlO :將燈光系統(tǒng)的用光位置劃分為若干個供電區(qū)域，計算各供電區(qū)域的最大可能用電量，并據(jù)此確定相應供電區(qū)域的區(qū)域配電箱的供電功率及規(guī)格； 步驟S20 :根據(jù)供電功率最大的區(qū)域配電箱，確定所述多芯電纜的規(guī)格； 步驟S30:根據(jù)各個供電區(qū)域的最大可能用燈數(shù)量和用燈功率，確定各個區(qū)域配電箱 連接的插座模塊組的數(shù)量，以及各組插座模塊所連接的插座模塊規(guī)格、數(shù)量、功率和位置； 步驟S40 :根據(jù)與插座模塊連接的燈具的性質，確定該插座模塊是采用直通插座模塊還是調光插座模塊，該直通插座模塊用于向非調光燈具/設備提供電源；該調光插座模塊用于向調光燈具/設備提供電源，并可根據(jù)外部控制信號對該燈光設備進行調光控制。
2.根據(jù)權利要求I所述的影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法，其特征在于，在所述步驟SlO中，所述供電區(qū)域的種類包括固定燈光區(qū)域和移動燈光區(qū)域，該固定燈光區(qū)域的燈光設備設置在固定位置，該移動燈光區(qū)域的燈光設備設置在移動裝置上。
3.根據(jù)權利要求2所述的影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法，其特征在于，在所述步驟SlO中，所述固定燈光區(qū)域的種類包括面光區(qū)域、耳光區(qū)域、柱光區(qū)域和地面流動光區(qū)域；所述移動燈光區(qū)域的種類包括頂光區(qū)域和側光區(qū)域。
4.根據(jù)權利要求2所述的影視、舞臺燈光供電系設計方法統(tǒng)，其特征在于，在所述步驟SlO中，在所述移動燈光區(qū)域中，所述插座模塊設置在所述移動裝置上，所述區(qū)域配電箱引出的所述多芯電纜通過收線裝置與設置在所述移動裝置上的所述插座模塊連接，該收線裝置可調節(jié)該所述多芯電纜的連接長度，以適應所述插座模塊/燈光設備的位置變化。
5.根據(jù)權利要求I所述的影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法，其特征在于，在所述步驟S40中，所述直通插座模塊包括A、B、C、N、PE匯流排和至少一單相插座，該單相插座分別與N匯流排、PE匯流排連接，并通過直通控制模塊與相應相的匯流排連接；所述調光插座模塊包括A、B、C、N、PE匯流排和至少一單相插座，該單相插座分別與N匯流排、PE匯流排連接，該單相插座還通過調光控制模塊與相應相的匯流排連接；所述單相插座與相應相的匯流排連接的線路上還設有漏電保護開關。
6.根據(jù)權利要求I所述的影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法，其特征在于，在所述步驟S40中，所述直通插座模塊包括A、B、C、N、PE匯流排，至少一 A相插座，至少一 B相插座和至少一 C相插座，各相插座均分別與該N匯流排、PE匯流排連接，且各相插座還通過直通控制模塊與相應相的匯流排連接；所述調光插座模塊包括A、B、C、N、PE匯流排，至少一 A相插座，至少一 B相插座和至少一 C相插座,各相插座均分別與該N匯流排、PE匯流排連接,且各相插座還通過調光控制模塊與相應相的匯流排連接；所述各單相插座與相應相的匯流排連接的線路上還設有漏電保護開關。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法，其特征在于，在所述步驟S40中，所述直通插座模塊的各相插座的數(shù)量相等，且所述調光插座模塊的各相插座數(shù)量相等，且所述直通插座模塊和所述調光插座模塊的各匯流排與所述多芯電纜相應相的母線規(guī)格相同。
8.根據(jù)權利要求5或6所述的影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法，其特征在于，在所述步驟S40中，每個所述區(qū)域配電箱所對應的各相插座數(shù)量和/或各相插座額定電流之和大致相等。
9.根據(jù)權利要求I至6任一項所述的影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法，其特征在于，在所述步驟S40中，若干插座額定電流為6A至32A的所述插座模塊，以及若干插座額定電流為32A至80A的所述插座模塊。
10.根據(jù)權利要求13所述的影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法，其特征在于，在所述步驟SlO中，所述多芯電纜為5芯等徑或不等徑電纜。
全文摘要
本發(fā)明涉及供電系統(tǒng)設計方法，具體是一種影視、舞臺燈光供電系統(tǒng)設計方法。該設計方法包括以下步驟步驟S10將燈光系統(tǒng)的用光位置劃分為若干個供電區(qū)域并配置相應功率的區(qū)域配電箱；步驟S20根據(jù)供電功率最大的區(qū)域配電箱，確定所述多芯電纜的規(guī)格；步驟S30根據(jù)各個供電區(qū)域的最大可能用燈數(shù)量和用燈功率，確定各個區(qū)域配電箱連接插座模塊所連接的插座模塊數(shù)量、功率和位置；步驟S40根據(jù)與插座模塊連接的燈具的性質，確定該插座模塊是采用直通插座模塊還是調光插座模塊。該設計方法打破了傳統(tǒng)思路限制，通過分散的區(qū)域功率供電的方式，使得工程人員可以根據(jù)需要調整燈光設備的數(shù)量、功率和位置，極大提高燈光系統(tǒng)設計和安裝的靈活性，降低工程成本和安裝難度。
文檔編號H05B37/02GK102821514SQ201210223519
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權日2012年6月29日
發(fā)明者楊華祥 申請人:廣州勵豐文化科技股份有限公司