成偉民

[摘要]針對(duì)音頻制作的電源安全，從用電安全和供電安全論述常見問題以及相應(yīng)的解決方法、手段和規(guī)范。

[關(guān)鍵詞]用電安全;供電安全;主備電源;電源自切換;不間斷電源;電源干擾;電源檢測(cè);供電安全方案

文章編號(hào)：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.06.007

播出安全是廣播電視節(jié)目制作的命脈。廣播電視大型直播類節(jié)目通常具有事件重大、主題時(shí)效性強(qiáng)、出席領(lǐng)導(dǎo)級(jí)別高、參與人數(shù)眾多和社會(huì)影響重大等特點(diǎn)，加上制作系統(tǒng)大都是在有限時(shí)間內(nèi)臨時(shí)搭建，現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜多變，存在較多的不確定因素。因此，保證安全播出尤為重大。

音頻制作作為廣播電視大型直播類節(jié)目制作最重要環(huán)節(jié)之一，是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況的即時(shí)、直觀反應(yīng)，直接影響到現(xiàn)場(chǎng)直播的流程和質(zhì)量，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)公共安全負(fù)有很重要的責(zé)任，因此音頻制作安全可以說是廣播電視大型直播類節(jié)目制作安全的重中之重。由于該類節(jié)目的音頻制作流程環(huán)節(jié)繁多，也存在制作安全隱患，這對(duì)音頻制作團(tuán)隊(duì)提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。首先，在準(zhǔn)備階段，要做好各種安全隱患的預(yù)估、檢查和排除，做好對(duì)可能突發(fā)狀況的應(yīng)對(duì)預(yù)案;其次，在現(xiàn)場(chǎng)要保障播出安全，及時(shí)知曉、判斷和解決可能或者已經(jīng)發(fā)生的情況，使節(jié)目順利進(jìn)行。

電源系統(tǒng)對(duì)于廣播電視大型直播類節(jié)目的音頻制作來說是最為重要和基本的環(huán)節(jié)之一，決定著整場(chǎng)節(jié)目制作的成敗。電源系統(tǒng)好比是音頻制作的血液循環(huán)系統(tǒng)，總電源就是系統(tǒng)的心臟，各級(jí)電源連接則是各級(jí)血管，各級(jí)電源箱和各級(jí)電源開關(guān)就是血管瓣膜，總電源要保障持續(xù)穩(wěn)定的供電，各級(jí)電源要暢通無阻地把電力輸送到各個(gè)音頻設(shè)備，各級(jí)電源箱和各級(jí)電源開關(guān)則需要管理和控制好各級(jí)電源。

電源安全可從用電安全和供電安全兩方加以控制。

1用電安全

用電安全一般指使用電源的物理安全，涉及設(shè)備用電安全、人員安全和消防安全，應(yīng)注意以下各種情況。

（1）由于該類節(jié)目占用場(chǎng)地大，所需覆蓋聲場(chǎng)的面積相應(yīng)較大，設(shè)備使用較多，用電量相對(duì)較大，一般使用380V的三相交流電源，相與相之間電壓有380V，每相和零線之間電壓也有220V，人體如果直接接觸會(huì)有生命危險(xiǎn)，所以，音頻設(shè)備用電源柜必須要放置在安全區(qū)域，且要有醒目的警示標(biāo)識(shí)，區(qū)域用隔離欄隔開，必須做到防雨、防潮、防浸透以及防可直接接觸帶電部分。在排練期間，可以采取上鎖的保護(hù)措施，如果無法上鎖，則必須要做好防護(hù)措施并派專人看管。在直播或者節(jié)目制作過程中，電源柜必須要有專業(yè)人員看管，并且不可以上鎖，以備萬一出現(xiàn)緊急狀況時(shí)可以盡快應(yīng)急處理。

（2）采用三相五線（3根相線、接零線、接地線）380V的接電方式，首先是可以滿足大功率的用電需求，其次，各相線之間也可以起到互相備份的作用。在電源線的連接方式上，一般會(huì)采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電源連接器（樣式見圖1）連接的方式，一是用這種方式連接電源火線銅片（針）連接時(shí)不會(huì)外露，連接口互有卡口（有的通過蓋式旋轉(zhuǎn)鎖定），連接摩擦阻力較高，不容易斷開;二是在不完全浸入水中的情況下，防水性能較好，防水等級(jí)達(dá)到IP67;三是標(biāo)準(zhǔn)化接頭通用性較好，比較方便適配各場(chǎng)地的基本條件（現(xiàn)在大部分固定演出場(chǎng)館都有配置），也可以方便延長(zhǎng)。三相電纜顏色的國(guó)家規(guī)定為：相線為A黃、B綠、c紅（俗稱火線），中性線為：N淡藍(lán)（俗稱零線），地線為：PE黃綠相間。

（3）音頻制作用電總?cè)萘勘仨氁谟?jì)劃安全總?cè)萘糠秶凸┙o音響部門總量范圍內(nèi)，總量范圍一般在前期與其他各制作部門、場(chǎng)地供電方、動(dòng)力保障部門根據(jù)節(jié)目需求和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況協(xié)調(diào)確定，不容許超負(fù)載使用，各分級(jí)設(shè)備容量要在各級(jí)電源開關(guān)標(biāo)稱安全范圍內(nèi)，并留有足夠裕量。

（4）所有電源線材線徑必須滿足標(biāo)稱電流所需線徑，所有電源線材必須絕緣完好，絕緣層不容許有破損現(xiàn)象，所有可導(dǎo)電部分不可外露，不可被直接接觸，在經(jīng)過過道時(shí)必須使用高抗壓過線板保護(hù)，如果線材直接遭重型車輛碾軋則必須經(jīng)絕緣檢測(cè)（使用絕緣搖表），合格后方可繼續(xù)使用。

（5）音頻制作用三相電源，每相負(fù)載盡量要分配平衡，盡量避免因?yàn)槟骋幌嚯娏鬟^大引起過載保護(hù)跳閘而影響到整個(gè)電源系統(tǒng)的安全。

（6）接電作業(yè)必須要由具有專業(yè)資質(zhì)的人員作業(yè)，接電作業(yè)必須嚴(yán)格按照接電作業(yè)規(guī)范，切忌相線和零線、接地線搞錯(cuò)。因相線之間的電壓是380V，音頻設(shè)備用電基本都是220V，如果接錯(cuò)會(huì)燒壞設(shè)備，如果設(shè)備電源有保險(xiǎn)絲保護(hù)還好，否則后果難以預(yù)料，設(shè)備本身冒青煙、損壞算是輕的，嚴(yán)重的可能引起火情。所以，一般在接完電后需要通過三相電壓表檢查確認(rèn)每相電壓正常后才能上電使用。

（7）大型節(jié)目音頻制作有時(shí)需要吊掛揚(yáng)聲器等高空作業(yè)，而且大多時(shí)候揚(yáng)聲器和燈光會(huì)共用基礎(chǔ)桁架，有時(shí)音響和燈光系統(tǒng)因接地不同而產(chǎn)生電壓差，會(huì)有瞬間觸麻感，人的本能可能會(huì)松手;也有時(shí)因?yàn)橄掠瓿睗?、電源線材連接固件老化等原因有漏電發(fā)生，造成舞臺(tái)金屬桁架帶電等情況。這些情況會(huì)給高空作業(yè)的工作人員帶來致命影響，所以，要在基礎(chǔ)搭建前仔細(xì)檢查所有線材和接頭，在搭建時(shí)各部門通電要有計(jì)劃和協(xié)調(diào)通氣，登高前要檢查確認(rèn)電氣是否安全，而且高空作業(yè)人員登高作業(yè)時(shí)一定要佩戴安全帽、安全帶，還需穿長(zhǎng)袖、長(zhǎng)褲、絕緣鞋，盡量避免身體裸露部分和金屬桁架直接接觸。在基礎(chǔ)搭建時(shí)可在電葫蘆用電等臨時(shí)用電前級(jí)臨時(shí)接入漏電保護(hù)裝置，以防漏電、觸電事故，搭建完畢后必須拆除。

（8）在室外環(huán)境下，雨雪雷電天氣容易對(duì)電源系統(tǒng)造成短路跳閘、漏電觸電等致命事故，所以在室外搭建時(shí)一定要注意做好防風(fēng)、防雨雪、防雷等措施，電源系統(tǒng)必須要可靠接地。在送電前必須檢查確認(rèn)所有用電線路安全后才能上電，盡量避免在雨雪天進(jìn)行戶外節(jié)目制作，如果必須要在雨雪天時(shí)進(jìn)行戶外節(jié)目直播制作，必須做好各連接部位的防護(hù)措施，必須要檢查確認(rèn)電源系統(tǒng)線路除雨雪因素外沒有任何其他安全隱患，必須要做好可能發(fā)生問題的應(yīng)急預(yù)案。如果是雷暴天氣，那就必須要求節(jié)目部門立即停止，電源設(shè)備斷電并做好防護(hù)措施，人員疏散到安全區(qū)域。

（9）有時(shí)電源柜經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸，往往各接觸點(diǎn)和各電源線連接點(diǎn)螺絲部分會(huì)因?yàn)檐圀w的高頻振動(dòng)而出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，可能會(huì)產(chǎn)生局部發(fā)熱打火現(xiàn)象，長(zhǎng)期使用會(huì)使絕緣損壞，造成短路事故，嚴(yán)重的甚至還可能會(huì)引燃附近易燃物品引發(fā)火災(zāi)。所以，音頻制作用電源柜的各個(gè)連接觸點(diǎn)的螺絲最好裝上彈簧墊片，在螺絲的螺紋上刷點(diǎn)油漆可以使螺絲能擰得更緊，擰緊后在螺母和螺絲連接處再刷點(diǎn)油漆，一定程度減少螺絲松動(dòng)可能;在每次長(zhǎng)途運(yùn)輸后一定要對(duì)電源柜和電源線各連接部位仔細(xì)檢查，避免在使用時(shí)有松動(dòng)情況。一般常備一個(gè)非接觸式溫度測(cè)量?jī)x，隨時(shí)檢查整個(gè)電源系統(tǒng)中各部位和接點(diǎn)的溫度情況，如果發(fā)現(xiàn)局部溫度異常高的情況，很可能該部位有問題，需要停電仔細(xì)檢查。

（10）音頻制作用電線材和連接接頭復(fù)用率高，必須要定期檢查，定期更新，絕不要為了節(jié)約成本使用老化電源線和電源接頭。

（11）對(duì)所有員工定期進(jìn)行用電安全培訓(xùn)，掌握安全用電知識(shí)是安全用電的基礎(chǔ)。

（12）筆者建議，在電源終端部分盡量使用帶保護(hù)蓋板的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電源連接器，或者配置英制標(biāo)準(zhǔn)等非常用電源插座，目的是防止不相干部門和人員在沒有經(jīng)過容許的情況下使用音頻電源，從而對(duì)音頻系統(tǒng)產(chǎn)生不必要的干擾和影響。當(dāng)然，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮設(shè)有專門用來服務(wù)客戶的用電端口，比如客戶需要給手機(jī)充電，極端天氣條件下所需的空調(diào)及生活用電如電熱水壺等，但這些無關(guān)制作用電必須要在整個(gè)音頻系統(tǒng)用電安全的大前提之下，并且在節(jié)目直播前必須斷開。直播結(jié)束前不容許有任何人有關(guān)電閘和拔電源插頭的行為，防止誤操作，最好到觀眾疏散之后才可以斷電。

（13）其他需要注意的各種用電安全注意事項(xiàng)等。

用電安全是基礎(chǔ)安全，是必須滿足的。

2供電安全

供電安全一般是指對(duì)于設(shè)備供電需要持續(xù)、穩(wěn)定、無干擾。干凈穩(wěn)定的電源是音頻制作安全的基礎(chǔ)，對(duì)此給出實(shí)施方案和措施。

供電方案的制訂，在符合2009年廣播電影電視總局第62號(hào)令《廣播電視安全播出管理規(guī)定》的前提下，根據(jù)節(jié)目的實(shí)際需求與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際供電情況確定，達(dá)到安全、可靠、可行。

2.1電源的種類

常用電源的種類一般可以分為兩種。

第一種是市電。一般場(chǎng)地方都會(huì)提供市電供電，使用安裝比較方便，使用消耗成本也相應(yīng)較低。市電一般很難做到專電專用，容易受到電網(wǎng)中負(fù)載的干擾，一些偏遠(yuǎn)地區(qū)缺少穩(wěn)壓、隔離等設(shè)備。

第二種是發(fā)電機(jī)（車）供電。發(fā)電機(jī)（車）一般都是專機(jī)專用，具有穩(wěn)壓功能，相對(duì)比較穩(wěn)定和安全，但需保障燃油（料）持續(xù)供給，且發(fā)電設(shè)備完好正常，即可提供持續(xù)安全穩(wěn)定的供電。但其使用成本較高，且發(fā)電機(jī)（車）本身會(huì)有比較大的噪聲，需要把發(fā)電機(jī)（車）放置在較遠(yuǎn)位置，并做好聲音隔斷處理，但要考慮遠(yuǎn)距離傳輸帶來的線路損耗。目前也有靜音型的發(fā)電機(jī)（車），比老式發(fā)電機(jī)（車）的噪聲減小很多，但對(duì)于音頻制作仍需離開一定距離和聲音隔斷處理。

出于安全考慮，筆者更傾向于使用發(fā)電機(jī)（車）這種供電方式。

2.2電源對(duì)音頻系統(tǒng)的干擾和音頻系統(tǒng)常見噪聲判別及解決辦法

在市電條件下，可能會(huì)受到電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載的影響，也可能會(huì)因?yàn)殡娋W(wǎng)內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)的用電問題產(chǎn)生波動(dòng)，還可能受到電網(wǎng)內(nèi)各種脈沖電路的干擾而產(chǎn)生噪聲，影響音頻制作安全。受影響最大的就是“接觸式傳導(dǎo)”的電磁干擾，可能由冰箱洗衣機(jī)、吸塵器的電機(jī)、日光燈管的整流器等所產(chǎn)生，甚至是計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的高頻噪聲;還有，如果音頻和燈光系統(tǒng)的用電在同一電源上，燈光的可控硅箱可能對(duì)音頻系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。

如果是整流器干擾輸入音頻信號(hào)線所產(chǎn)生的噪聲，可以通過調(diào)整走線，盡量離開整流器遠(yuǎn)一些。如果是并行大電流電源線干擾，一種是更換屏蔽更好的音頻信號(hào)線，還有一種就是音頻信號(hào)線盡量和大電流電源線距離遠(yuǎn)一些，當(dāng)必須與大電流電源線交叉時(shí)，盡量垂直交叉。如果視頻播放設(shè)備和音頻系統(tǒng)用電存在電位差，一是可以在信號(hào)線中使用信號(hào)隔離變壓器來解決，還有一種辦法是讓視頻播放設(shè)備使用音頻用電。

電源受到的干擾主要表現(xiàn)在電壓波動(dòng)、頻率變化和諧波畸變。電壓變化如果太大，當(dāng)電壓超過額定電壓（在中國(guó)是220V）的10%時(shí)，可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成致命影響，時(shí)間長(zhǎng)可能會(huì)燒斷保險(xiǎn)絲或燒毀設(shè)備，帶來不安全因素;當(dāng)電壓小于額定電壓的10%時(shí)，可能會(huì)對(duì)模擬功放的放大波形造成失真，也會(huì)使系統(tǒng)電流增加，可能造成電路發(fā)熱等現(xiàn)象，從而影響音頻制作安全。電源的頻率偏差如果過大，大于負(fù)載所能承受偏差幅度，可能會(huì)對(duì)負(fù)載造成損壞等致命影響（國(guó)標(biāo)規(guī)定當(dāng)系統(tǒng)容量小時(shí)，電網(wǎng)頻率偏差允許值為：±0.5Hz）;諧波畸變的實(shí)際表現(xiàn)可能會(huì)使音頻系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲。

2.3電源的檢測(cè)及電源干擾解決方案

當(dāng)音頻系統(tǒng)因電源問題產(chǎn)生噪聲時(shí)，其實(shí)是有跡可循的，這時(shí)可以用到電能質(zhì)量和能量分析儀（如圖2）。使用電能質(zhì)量和能量分析儀對(duì)電源檢測(cè)，當(dāng)顯示電源波形為光滑且規(guī)則的正（余）弦波曲線，同時(shí)諧波失真顯示≤0.5%時(shí)，就說明此時(shí)的電源是干凈穩(wěn)定的，同時(shí)也能看出此時(shí)電源的電壓和頻率;如果顯示電源波形失真或者帶有毛刺，同時(shí)諧波失真顯示>0.5%時(shí)，說明此時(shí)電源有干擾，可能會(huì)產(chǎn)生噪聲，需要檢查和處理。如果覺得有必要，也可以在電源系統(tǒng)中接入電能分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)控電源狀況。

如果市電電源在檢測(cè)中存在干擾的情況，可以用以下方式解決：

（1）在音頻電源系統(tǒng)接入端串入電源穩(wěn)壓隔離裝置;

（2）在音頻電源系統(tǒng)中串入不間斷電源（UPS，Uninterrupted Power Supply），通過UPS的整流逆變功能可以解決，UPS的功率需要大于干擾源功率的3倍以上。

現(xiàn)在舞臺(tái)燈光越來越多地使用LED燈光設(shè)備，出現(xiàn)噪聲的情況隨之減少。但是在習(xí)慣中，如果使用市電作為電源，一般還是要求與燈光用電、舞美機(jī)械和特殊效果部門等電源分開。

2.4音頻系統(tǒng)供電安全方案

為保障廣播電視大型直播類節(jié)目的音頻制作供電安全，一般會(huì)采取主備兩路獨(dú)立路由電源帶自切換開關(guān)裝置（見圖3）的電源備份方案。

兩路電源經(jīng)自切開關(guān)后分配到2路空氣開關(guān)上（所有空氣開關(guān)不能帶漏電保護(hù)），在2路空氣開關(guān)后各串入一臺(tái)足夠功率的UPS，形成主備兩路電源，這種方案成為SMG（上海廣播電視臺(tái)）在直播類重大節(jié)目音頻制作的用電標(biāo)配（見圖4），UPS的容量大小為全功率候電時(shí)間不低于15分鐘

因?yàn)樽郧醒b置一般會(huì)有零點(diǎn)幾秒到幾秒鐘的切換時(shí)間，模擬類電子設(shè)備可能對(duì)瞬間切換電的反應(yīng)沒那么明顯，但可能會(huì)在切換電的瞬間快速開啟發(fā)出爆裂聲等噪聲;基于計(jì)算機(jī)或DSP芯片處理的數(shù)字設(shè)備，遇到斷電會(huì)重啟，恢復(fù)需要一定的時(shí)間，可能出現(xiàn)一段時(shí)間的不受控狀態(tài)，比較簡(jiǎn)單的處理辦法是在電源系統(tǒng)中電源接點(diǎn)到負(fù)載總電源電箱串接UPS，在切換操作斷電的那段時(shí)間由UPS提供短時(shí)間的不間斷供電，同時(shí)UPS還具有穩(wěn)壓和整流作用，可以進(jìn)一步確保輸出供電質(zhì)量。UPS很貴，租賃費(fèi)用也很高，還非常重，功率越大電池組就越多越重，不間斷供電時(shí)間也就越長(zhǎng)，占地面積也越大，需要根據(jù)節(jié)目制作要求和成本要求來決定使用UPS的容量。如果制作要求和保障級(jí)別足夠高，且有足夠的經(jīng)費(fèi)，就在自切裝置后級(jí)串上足夠容量的UPS（如圖5大型UPS機(jī)組）;如果預(yù)算有限，則在核心設(shè)備前添加一部分UPS，保證主要區(qū)域聲音不會(huì)中斷，保證演出不會(huì)中斷這一最基本限度。要特別注意的是，目前大部分小功率（≤2kW）的UPS如果電池?fù)p壞或過載不會(huì)自動(dòng)跳旁路，會(huì)有斷電風(fēng)險(xiǎn)，一般只在雙電源設(shè)備的其中—路電源上串接小功率的UPS。UPS擺放位置要注意消防安全隔離，做好安全防護(hù)措施，定期檢查更換電池模塊。

下面是筆者親歷的2017全國(guó)大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新活動(dòng)周啟動(dòng)儀式的用電方案，如圖6。

（1）中央首長(zhǎng)講話，現(xiàn)場(chǎng)直播，安全級(jí)別為SMG制作安全用電標(biāo)準(zhǔn)的最高等級(jí)，SMG對(duì)外場(chǎng)特別重大活動(dòng)保障的要求是，UPS的容量大小為全功率候電時(shí)間不低于15分鐘。

（2）現(xiàn)場(chǎng)與儀式相關(guān)一共使用了3臺(tái)發(fā)電機(jī)組，G9、G10機(jī)組為互為備份的主備電源，通過一級(jí)自切換后，其中一路與G8機(jī)組再進(jìn)行二級(jí)自切換，經(jīng)由UPSl組群為轉(zhuǎn)播車、衛(wèi)星車、音響系統(tǒng)提供電源;另一路除正常為現(xiàn)場(chǎng)空調(diào)機(jī)組提供電源外，與G8機(jī)組再進(jìn)行二次自切，經(jīng)由UPS2組為舞臺(tái)機(jī)械、舞美、大屏、燈光提供電源，再提供一路備用開關(guān)可供音頻系統(tǒng)使用。

（3）UPS每組群采用多組電池并聯(lián)模式，每組由16節(jié)電池組成，每節(jié)電池裝有電池監(jiān)控，如果其中某—塊電池?fù)p壞，電池組主機(jī)會(huì)報(bào)警，顯示損壞的電池，這時(shí)只要關(guān)閉這組電池組，更換新的電池再開機(jī)即可。當(dāng)關(guān)掉這組電池組后，UPS組群的總?cè)萘繒簳r(shí)減小，對(duì)電源系統(tǒng)整體使用沒有任何影響。

（4）在直播前一天排練結(jié)束后和直播圖62017全國(guó)大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新活動(dòng)周啟動(dòng)儀式的用電方案當(dāng)天到現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備時(shí)，需要檢查所有接口和電源線路，確保電源線路無破損，無發(fā)熱現(xiàn)象，電源系統(tǒng)無異常;在直播中，由專業(yè)人員看守UPS組群，派專人守衛(wèi)音頻系統(tǒng)電源關(guān)鍵位置，確保電源不會(huì)被人為斷開和破壞，并實(shí)時(shí)監(jiān)控線纜溫度和電流狀況，確保無異常狀況。

（5）在音頻系統(tǒng)整體搭建完成后必須進(jìn)行帶全負(fù)載斷電測(cè)試：一是看主電源斷停兩級(jí)后備電源是否順利切換，在切換時(shí)UPS是否正常供電;二是看主備三路電源全部斷停下，檢查UPS組的后備時(shí)間。

當(dāng)然，兩路電源也可以是一路市電，一路發(fā)電機(jī)（車）等，以當(dāng)時(shí)判定的最安全電源為主電源。不管是哪種模式和方案，最終的目的都是為了“不能斷電”。

3結(jié)語

為保障廣播電視大型直播類節(jié)目的音頻制作順利進(jìn)行，用電安全需要解決設(shè)備用電安全、人員安全、消防安全等安全問題，供電方案需要為音頻制作系統(tǒng)提供干凈穩(wěn)定、安全可靠的電源;在用電安全和供電安全全部滿足的條件下，同時(shí)要做好對(duì)可能突發(fā)狀況的應(yīng)對(duì)預(yù)案。這是音頻制作安全的基礎(chǔ)。

（編輯：杜青）