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[摘要]针对舞台光源的多样化、舞台灯光供电系统越来越复杂、利用率不高的特点，提出了舞台灯光分布式调光的思路，并给出了实现的设备和系统。
[关键词]舞台灯光；供电系统；分布式调光；单路调光器；智能供电系统
文章编号：
10.3969/j.issn.1674—8239.2016.09.013
1.当前舞台灯光供电系统的缺点。
现在舞台上应用的供电（强电）系统是在白炽灯占绝对优势，每个白炽灯都由可控硅进行调光的年代形成的。
舞台灯光强电系统：变压器一供配电柜一调光立柜一灯具。
供配电柜、调光立柜集中安装在调光机房，一路调光器通过一对电缆与一个灯光回路相连接。
国内目前新建的1000回路左右的一个省级剧场大约要用60km～80km的灯线。灯线电缆的投资会占到舞台灯光工程总投资的8%～15%，达到150万～300万。灯具、灯线之规模从图1、图2可见一斑。
美国还有一些超大的场馆，盐湖城圣徒会会议中心21000座，6 000个调光回路，灯线就更多，如图3所示。
美国的走线规范，舞台上到处都是管线，走进这样的剧场有进入化工厂的感觉，如图4所示。
这样的供电方式不仅需要一个相当面积的调光柜机房，灯线电缆的消耗大，灯线压降引起的电能损耗大，还会增加可控硅调光干扰的传播。
为了改善这种状况，笔者在1993年曾经提出舞台灯光分布式调光方案。调光器设到灯具附近，不用长距离的灯线；并在浙江音乐厅做了一次探索，成功地得到了实施。
为给灯光设计师提供自由的创作空间，美国大型剧场曾设2000～2500回路。后经调查，27%的调光器处于闲置状态，甚至从来没接过负载，三分之一以上的回路几乎从来不用。于是分布式调光器引起了重视，ETC也开始生产，将它作为固定式调光器的补充，可以方便地安装在吊杆、吊笼等一些地方，如图5所示。固定式与分布式调光器相结合的模式，既可减少调光器的总数量，节省成本，又能提高灯光回路的灵活性。对灯光系统起到了局部改善的作用。
随着电脑灯、LED灯等需直接供电的灯具走上舞台，供电系统中又出现了直通柜。舞台灯具一部分由调光柜供电，一部分由直通柜供电。随着电脑灯、LED灯的大量应用，剧场中的直通回路一直在增加，为增加调光回路与直通回路配置的灵活性，国内生产厂首先研发了调光与直通两用模组，后来ETC生产了功能更强的Thrupower modules两用模组，即使负载接错也能自动保护，不会烧灯，模组的使用状态可以通过控制台RDM来设定。这样随着舞台光源的多样化，舞台灯光供电系统变得越来越复杂了，而且成了用一半、闲一半的系统。
2.ETC舞台灯光供电系统的新技术
2.1 ETC为白炽灯具配置的单路调光器可全面实现直接供电
舞台上使用的白炽灯正在进一步减少，预计相当部分剧场舞台上所用白炽灯的比例在不太长的时间里就会逐渐下降到10%，甚至5%，让为数不多的白炽灯具自带调光器，就能对舞台上的所有灯具采用直接供电的形式，这显然在技术上更为合理。
ETC生产的单路调光器，见图6，先将交流转换为直流，再进行直流调光，其原理在调光过程中不产生干扰。220V输入，可选115V输出，此时的750w比220V时的750w光效更高。
ETC的单路调光器规格为：1500w（230V），750w（115V）。在近年上海大剧院改造中，用了80个ETC的单路调光器，以补充有些位置调光回路的不足，因原系统中一大批调光回路调整成了直通回路。
国内斯全德也推出了多种规格的单路可控硅调光器和单路正弦波调光器。从2013年起，在中央电视台400 m2、800m2演播厅，上海东方卫视，伊犁大剧院等场所已使用了200多个单路调光器。
2.2 ETC全新的Sensor Q智能供电系统
Sensor IQ是一个综合的供电控制系统，供电对象不仅包括白炽（钨丝）灯、LED、电脑灯、视频投影，还可包括建筑照明、音频系统等。
Sensor IQ系列中有12路柜、24路柜、48路柜（以上均采用3相5线制）及单路等多种规格的产品，不需要专门的机房，就可以方便地组成各种供电系统，如图7所不。
每个单元有一个继电器和空气开关一体化的组件，过载会自动断开。
继电器有单刀、双刀、三刀三种，单刀控制火线，双刀控制火、零线，三刀控制火、零、地线。无论几刀都控制一个回路，这是为不同的应用场合设计的。在系统内既有灯光设备负载，又有音频设备负载时，可以保证地线相互隔离，不会相互干扰。
继电器电流有15A、20A、30A三种规格。
目前还在研发一种能在Senso IQ上使用带300w～1 000win光的模组，正向调光和反向调光能自动选择。
除了供电，Sensor IQ还具有强大的综合控制功能。支持多种控制方式：sACN、0～10V输出、干接点输入、DALI、DMX5 12-A。
在12路柜、24路柜、48路柜中可选配0～10V输出、DALI、干结点三种板卡，每张卡控制24回路。这是一些智能开关，用于控制建筑类灯具的调光等用途。
0～10V是无源输出，用于调节四线荧光灯和一些LED灯。
DALI类似DMX，建筑照明中用于灯具自动寻址。
干结点是无源的开关信息，接收开或者关的信号，从而触发某些场景，比如火灾信号、开应急灯、游乐设施启动、开某一场景等。
Sensor IQ通过网络（sACN、DMX、RDM）与控制台相连，如图8所示，所有回路可受控制台控制，还能向控制台及时反馈各种数据，如各继电器的实时负载大小，还可以从浏览器查看系统，每一回路负载的访问级别、状态和控制源等，实现对整个灯光系统全面监控，轻松应对排除故障。 Sensor IQ还能实现sACN、DMX、sequences场景之间的优先级控制，因此可以把系统给需要的人来控制，不需要的人不让进入。
使用分布式Sensor IQ设备比使用原集中安装设备不仅功能更强，还可节省投资10%～15%，不用专用机房。
3.ETC其他新的专用供电设备
（1）Uni son Echo RoomController Echo空间控制器
它特别适合用于独立中等大小的房间做控制用，可选天文时钟和传感器自动控制，或按钮面板人为控制。
最大支持8个20A继电器，8个0～10V调光输出。
（2）Uni son Echo RelayPanel Echo继电器柜
该继电器柜标配24个继电器和24个空气开关，可选3种不同规格的主断路器。
支持多种控制方式。按钮面板、传感器、DMX、ACN、天文时钟控制、0～10V调光、DALI输出、干接点输入。
（3）ColorSource Relay-ColorSource继电器
ColorSource Relay是集无线DMX和电源管理于一体的新一代继电器。推荐用于小型会场或需要实时变化光位的场所。
最大支持单个16 A输出。
同一电源下的多个ColorSource Relay会自动延时交错执行，避免启动电流过大引起跳闸。
ColorSource Relay可为灯光设备同时提供电源和DMX信号，在流动演出中使用极为方便。
无线发射器和Relay无需设置，只要将DMX线插入发射器，两个设备的表盘拨同样的数字即可，然后DMX、RDM的控制、配置、反馈信息就可在控制台和灯具之间传输。
控制台开启并运行时，只要无线Relay接收到DMX信号便自动给灯具供电并发送DMX信号，Relay采用随机延时程序，过零触发通断，最大限度减少瞬时电流以免跳闸。
总而言之，以上这些新技术的推广，使得舞台供电系统得到升级换代。
作者简介：
俞健，研究员，清华大学工程物理系毕业。历任文化部科技委员会委员，文化部舞台技术专家组组长，全国剧场标准化技术委员会顾问，浙江舞台设计研究院院长.名誉院长，中国演艺设备技术协会副理事长兼演出场馆设备专业委员会副主任。曾担任多个大型剧院建设项目的舞台设备工程总顾问、舞台工艺设计总负责、咨询专家。曾负责起草多项舞台设备、工艺方面的技术标准，在多个专业期刊发表了大量的专业技术文章。
[关键词]舞台灯光；供电系统；分布式调光；单路调光器；智能供电系统
文章编号：
10.3969/j.issn.1674—8239.2016.09.013
1.当前舞台灯光供电系统的缺点。
现在舞台上应用的供电（强电）系统是在白炽灯占绝对优势，每个白炽灯都由可控硅进行调光的年代形成的。
舞台灯光强电系统：变压器一供配电柜一调光立柜一灯具。
供配电柜、调光立柜集中安装在调光机房，一路调光器通过一对电缆与一个灯光回路相连接。
国内目前新建的1000回路左右的一个省级剧场大约要用60km～80km的灯线。灯线电缆的投资会占到舞台灯光工程总投资的8%～15%，达到150万～300万。灯具、灯线之规模从图1、图2可见一斑。
美国还有一些超大的场馆，盐湖城圣徒会会议中心21000座，6 000个调光回路，灯线就更多，如图3所示。
美国的走线规范，舞台上到处都是管线，走进这样的剧场有进入化工厂的感觉，如图4所示。
这样的供电方式不仅需要一个相当面积的调光柜机房，灯线电缆的消耗大，灯线压降引起的电能损耗大，还会增加可控硅调光干扰的传播。
为了改善这种状况，笔者在1993年曾经提出舞台灯光分布式调光方案。调光器设到灯具附近，不用长距离的灯线；并在浙江音乐厅做了一次探索，成功地得到了实施。
为给灯光设计师提供自由的创作空间，美国大型剧场曾设2000～2500回路。后经调查，27%的调光器处于闲置状态，甚至从来没接过负载，三分之一以上的回路几乎从来不用。于是分布式调光器引起了重视，ETC也开始生产，将它作为固定式调光器的补充，可以方便地安装在吊杆、吊笼等一些地方，如图5所示。固定式与分布式调光器相结合的模式，既可减少调光器的总数量，节省成本，又能提高灯光回路的灵活性。对灯光系统起到了局部改善的作用。
随着电脑灯、LED灯等需直接供电的灯具走上舞台，供电系统中又出现了直通柜。舞台灯具一部分由调光柜供电，一部分由直通柜供电。随着电脑灯、LED灯的大量应用，剧场中的直通回路一直在增加，为增加调光回路与直通回路配置的灵活性，国内生产厂首先研发了调光与直通两用模组，后来ETC生产了功能更强的Thrupower modules两用模组，即使负载接错也能自动保护，不会烧灯，模组的使用状态可以通过控制台RDM来设定。这样随着舞台光源的多样化，舞台灯光供电系统变得越来越复杂了，而且成了用一半、闲一半的系统。
2.ETC舞台灯光供电系统的新技术
2.1 ETC为白炽灯具配置的单路调光器可全面实现直接供电
舞台上使用的白炽灯正在进一步减少，预计相当部分剧场舞台上所用白炽灯的比例在不太长的时间里就会逐渐下降到10%，甚至5%，让为数不多的白炽灯具自带调光器，就能对舞台上的所有灯具采用直接供电的形式，这显然在技术上更为合理。
ETC生产的单路调光器，见图6，先将交流转换为直流，再进行直流调光，其原理在调光过程中不产生干扰。220V输入，可选115V输出，此时的750w比220V时的750w光效更高。
ETC的单路调光器规格为：1500w（230V），750w（115V）。在近年上海大剧院改造中，用了80个ETC的单路调光器，以补充有些位置调光回路的不足，因原系统中一大批调光回路调整成了直通回路。
国内斯全德也推出了多种规格的单路可控硅调光器和单路正弦波调光器。从2013年起，在中央电视台400 m2、800m2演播厅，上海东方卫视，伊犁大剧院等场所已使用了200多个单路调光器。
2.2 ETC全新的Sensor Q智能供电系统
Sensor IQ是一个综合的供电控制系统，供电对象不仅包括白炽（钨丝）灯、LED、电脑灯、视频投影，还可包括建筑照明、音频系统等。
Sensor IQ系列中有12路柜、24路柜、48路柜（以上均采用3相5线制）及单路等多种规格的产品，不需要专门的机房，就可以方便地组成各种供电系统，如图7所不。
每个单元有一个继电器和空气开关一体化的组件，过载会自动断开。
继电器有单刀、双刀、三刀三种，单刀控制火线，双刀控制火、零线，三刀控制火、零、地线。无论几刀都控制一个回路，这是为不同的应用场合设计的。在系统内既有灯光设备负载，又有音频设备负载时，可以保证地线相互隔离，不会相互干扰。
继电器电流有15A、20A、30A三种规格。
目前还在研发一种能在Senso IQ上使用带300w～1 000win光的模组，正向调光和反向调光能自动选择。
除了供电，Sensor IQ还具有强大的综合控制功能。支持多种控制方式：sACN、0～10V输出、干接点输入、DALI、DMX5 12-A。
在12路柜、24路柜、48路柜中可选配0～10V输出、DALI、干结点三种板卡，每张卡控制24回路。这是一些智能开关，用于控制建筑类灯具的调光等用途。
0～10V是无源输出，用于调节四线荧光灯和一些LED灯。
DALI类似DMX，建筑照明中用于灯具自动寻址。
干结点是无源的开关信息，接收开或者关的信号，从而触发某些场景，比如火灾信号、开应急灯、游乐设施启动、开某一场景等。
Sensor IQ通过网络（sACN、DMX、RDM）与控制台相连，如图8所示，所有回路可受控制台控制，还能向控制台及时反馈各种数据，如各继电器的实时负载大小，还可以从浏览器查看系统，每一回路负载的访问级别、状态和控制源等，实现对整个灯光系统全面监控，轻松应对排除故障。 Sensor IQ还能实现sACN、DMX、sequences场景之间的优先级控制，因此可以把系统给需要的人来控制，不需要的人不让进入。
使用分布式Sensor IQ设备比使用原集中安装设备不仅功能更强，还可节省投资10%～15%，不用专用机房。
3.ETC其他新的专用供电设备
（1）Uni son Echo RoomController Echo空间控制器
它特别适合用于独立中等大小的房间做控制用，可选天文时钟和传感器自动控制，或按钮面板人为控制。
最大支持8个20A继电器，8个0～10V调光输出。
（2）Uni son Echo RelayPanel Echo继电器柜
该继电器柜标配24个继电器和24个空气开关，可选3种不同规格的主断路器。
支持多种控制方式。按钮面板、传感器、DMX、ACN、天文时钟控制、0～10V调光、DALI输出、干接点输入。
（3）ColorSource Relay-ColorSource继电器
ColorSource Relay是集无线DMX和电源管理于一体的新一代继电器。推荐用于小型会场或需要实时变化光位的场所。
最大支持单个16 A输出。
同一电源下的多个ColorSource Relay会自动延时交错执行，避免启动电流过大引起跳闸。
ColorSource Relay可为灯光设备同时提供电源和DMX信号，在流动演出中使用极为方便。
无线发射器和Relay无需设置，只要将DMX线插入发射器，两个设备的表盘拨同样的数字即可，然后DMX、RDM的控制、配置、反馈信息就可在控制台和灯具之间传输。
控制台开启并运行时，只要无线Relay接收到DMX信号便自动给灯具供电并发送DMX信号，Relay采用随机延时程序，过零触发通断，最大限度减少瞬时电流以免跳闸。
总而言之，以上这些新技术的推广，使得舞台供电系统得到升级换代。
作者简介：
俞健，研究员，清华大学工程物理系毕业。历任文化部科技委员会委员，文化部舞台技术专家组组长，全国剧场标准化技术委员会顾问，浙江舞台设计研究院院长.名誉院长，中国演艺设备技术协会副理事长兼演出场馆设备专业委员会副主任。曾担任多个大型剧院建设项目的舞台设备工程总顾问、舞台工艺设计总负责、咨询专家。曾负责起草多项舞台设备、工艺方面的技术标准，在多个专业期刊发表了大量的专业技术文章。