聲頻工程的綜合布線及安全設(shè)計分析

摘 要：聲頻工程的綜合布線與安全設(shè)計工作，主要指的是綜合布線當(dāng)中，音響和電網(wǎng)系統(tǒng)連接環(huán)節(jié)的合理性。本文首先簡單概述了聲頻工程的情況，分別介紹了TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)；隨后，分析了聲頻工程干擾模式產(chǎn)生的具體原因；最后，提出了聲頻工程的綜合布線與安全設(shè)計策略，希望能為該領(lǐng)域關(guān)注者，提供有益參考。

關(guān)鍵詞：聲頻工程；綜合布線；安全設(shè)計；傳導(dǎo)干擾

中圖分類號：TN912.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）24-0300-02

引 言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及科學(xué)技術(shù)水平的提升，國內(nèi)聲頻工程的發(fā)展，尤其是該項工程在發(fā)展過程中，形成的干擾模式問題等方面，得到了該領(lǐng)域?qū)＜业膹V泛關(guān)注。因此，如何從聲頻工程和系統(tǒng)的角度出發(fā)，對聲頻工程干擾模式產(chǎn)生的原因進(jìn)行系統(tǒng)分析，提出有效的聲頻工程綜合布線方法，成為了相關(guān)領(lǐng)域工作人員的工作重點(diǎn)之一。

1 聲頻工程概況

1.1 TN-C系統(tǒng)

TN-C系統(tǒng)是3相4線制系統(tǒng)，該系統(tǒng)N線與PE線，可以合成一條線進(jìn)行輸送。一般情況下，當(dāng)3相負(fù)荷處于不平衡的狀態(tài)時，或者系統(tǒng)只能用單相設(shè)備進(jìn)行操作時，PEN線上有電流經(jīng)過構(gòu)成相應(yīng)的回路。在該系統(tǒng)當(dāng)中，如果絕緣出現(xiàn)了破損的情況，那么設(shè)備機(jī)殼會帶電。導(dǎo)線和開關(guān)，需要借助保護(hù)設(shè)備進(jìn)行更充分地保護(hù)，確保故障可以脫離電源相線[1]。

1.2 TN-S系統(tǒng)

TN-S為3相5線制系統(tǒng)，該系統(tǒng)當(dāng)中N線和PE線，分別送到用戶。系統(tǒng)當(dāng)中所有設(shè)備的外露部分與機(jī)殼，基本上都與PE線直接相連。一般來說，保護(hù)線PE當(dāng)中，沒有電流經(jīng)過。因此外殼不帶電，具有較高的安全性特征。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，保護(hù)線PE上沒有電流經(jīng)過，對于綜合布線和音響系統(tǒng)的設(shè)計更為便利。同時，對PE線上的其他設(shè)備，也不會產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致數(shù)字系統(tǒng)的信號被破壞。但是，不能忽視的是，該系統(tǒng)的線材消耗較大，具有較高的布線成本。

1.3 TN-C-S系統(tǒng)

TN-C-S系統(tǒng)是3相4線的半制系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，部分系統(tǒng)為PEN線，局部應(yīng)用了中性線N與保護(hù)線PE。該系統(tǒng)兼具了TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的供電特征。主要被應(yīng)用于，配電系統(tǒng)環(huán)境條件較差或者系統(tǒng)當(dāng)中，有數(shù)字設(shè)備的工程項目當(dāng)中。綜合布線和音響工程，都要求控制室當(dāng)中，單獨(dú)設(shè)置一條專用地線，以此提高系統(tǒng)和設(shè)備的穩(wěn)定性與安全性。

2 聲頻工程干擾模式產(chǎn)生原因

聲頻工程中，系統(tǒng)會受到多種不同原因造成的干擾。

2.1 傳導(dǎo)干擾

傳導(dǎo)干擾又被稱為是公共阻抗干擾。主要指的是，系統(tǒng)內(nèi)部兩個或兩個以上的電路電流，經(jīng)過一個公共阻抗，引起的相互干擾問題。在聲頻工程系統(tǒng)當(dāng)中，較為常見的傳導(dǎo)干擾，是各個部分的電路，都使用了同一組電源。并且，聲頻系統(tǒng)中，還有同一個地線系統(tǒng)。如果處理不當(dāng)，在電源內(nèi)阻和地線阻抗的共同作用下，會引起較為嚴(yán)重的傳導(dǎo)干擾[2]。

2.2 電磁場干擾

2.2.1 靜電場干擾

電磁場的干擾，分為靜電場干擾、磁場干擾和高頻電磁場干擾等三種不同的類型。其中，靜電場干擾主要指的是，聲頻工程中存在的靜電場會對系統(tǒng)設(shè)備，產(chǎn)生干擾的情況。一般情況下，靜電場會對系統(tǒng)和設(shè)備，造成嚴(yán)重?fù)p壞。因此，可以采取靜電屏蔽的方式。在實(shí)際操作的環(huán)節(jié)中，要確保系統(tǒng)金屬外殼妥善接地，否則無法達(dá)到靜電屏蔽的效果。

2.2.2 磁場干擾

根據(jù)安培環(huán)路定理可以看出，在載流導(dǎo)線臨近空間范圍內(nèi)，會出現(xiàn)較長的磁場。磁場的存在，會對聲頻工程系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。接地系統(tǒng)中，有時可能會出現(xiàn)多點(diǎn)接地的情況。此時會出現(xiàn)“地環(huán)路干擾”問題。當(dāng)電源變壓器和強(qiáng)電力線等，穿過該環(huán)路時，會形成干擾。為了防止磁場對聲頻工程產(chǎn)生干擾，中國電子學(xué)會聲頻工程分會聲頻工程綜合布線研究人員，應(yīng)用了高導(dǎo)磁率材料，將其制作成為防干擾盒與防干擾罩。將容易被干擾的設(shè)備元件包裹，或者直接將干擾源包圍。通過此種方式，可以將絕大部分的磁通，控制在高導(dǎo)磁率罩當(dāng)中，降低對系統(tǒng)設(shè)備的損害。

2.2.3 高頻電磁場干擾

高頻電磁場同樣會對聲頻工程系統(tǒng)，造成嚴(yán)重的干擾。比如，放大器輸入部分的元器件。高增益放大器等，都會受到高頻電磁場的干擾。對此，要采取電磁屏蔽的方式，降低高頻電磁場的干擾影響。例如，使用具有較好導(dǎo)電性能的金屬材料，可以制作成為電磁屏蔽體。將設(shè)備放置導(dǎo)電磁屏蔽體當(dāng)中，能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行更加全面地防護(hù)。通過此種方式，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與抗干擾能力。

3 聲頻工程綜合布線與安全設(shè)計方案

聲頻工程的綜合布線與安全設(shè)計方案如下：

3.1 保護(hù)接地措施

聲頻工程綜合布線當(dāng)中的，保護(hù)接地措施，主要是將系統(tǒng)設(shè)備的機(jī)箱、機(jī)柜和金屬構(gòu)架，通過與接地裝置，與大地進(jìn)行可靠地連接。例如，當(dāng)系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)備機(jī)柜、設(shè)備機(jī)箱沒有采取有效的保護(hù)性接地措施。在實(shí)際的操作階段，系統(tǒng)可能會對用戶的人身和財產(chǎn)安全，產(chǎn)生十分嚴(yán)重的負(fù)面影響。將聲頻工程當(dāng)中，設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)措施，能夠使系統(tǒng)安全接地。在使用當(dāng)中若出現(xiàn)了觸電現(xiàn)象，系統(tǒng)當(dāng)中的電流不會流過人體。此時不會對用戶的人身和財產(chǎn)安全，造成威脅。對于中性線N不接地系統(tǒng)來說，必須在系統(tǒng)當(dāng)中，設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)接地措施[3]。

3.2 重復(fù)接地措施

系統(tǒng)當(dāng)中，部分環(huán)節(jié)采取重復(fù)接地操作，有利于提高系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。在中性零線N接地的TN-C系統(tǒng)當(dāng)中，除了要對變壓器中性線和變電所中性線進(jìn)行保護(hù)接地之外，還要將中性零線進(jìn)行多處接地操作。特別是在用戶配電期間，要與中性線N進(jìn)行可靠連接，通過采用多處重復(fù)接地的操作模式，能夠全面提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，防止在聲頻工程系統(tǒng)運(yùn)行過程中，出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。

3.3 空分開關(guān)

當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中的用戶端，在進(jìn)入到用戶配電間之前，必須要經(jīng)過熔斷絲或者空分開關(guān)。聲頻工程當(dāng)中的綜合布線操作和音頻系統(tǒng)當(dāng)中的各項設(shè)備，與其他領(lǐng)域當(dāng)中的同類型設(shè)備相比，實(shí)際運(yùn)行的功率更小。同時，設(shè)備有自帶的金屬外殼。基本上都使用了單相供電模式。單相設(shè)備系統(tǒng)當(dāng)中，保護(hù)接中性線N程式中，設(shè)備內(nèi)部左邊有兩個熔斷絲，對系統(tǒng)進(jìn)行了雙重保險。

3.4 保護(hù)接地中性線N

利用保護(hù)接地中性線N進(jìn)行安全設(shè)計時，可以采取的方式有兩種。①對系統(tǒng)進(jìn)行綜合布線，將系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)備機(jī)箱、機(jī)柜系統(tǒng)等接地設(shè)施，都與電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中的中性線N直接相連。②將綜合布線和系統(tǒng)當(dāng)中的各類音頻設(shè)備機(jī)箱與機(jī)柜，都進(jìn)行全面系統(tǒng)地接地和保護(hù)連接。例如，根據(jù)調(diào)查和分析能夠了解到，通常情況下，系統(tǒng)內(nèi)部的供電變壓器都進(jìn)行了較好地接連接。為了更進(jìn)一步防止意外情況出現(xiàn)，相關(guān)領(lǐng)域的工作人員，重點(diǎn)對可能出現(xiàn)的觸電事故進(jìn)行了集中管理。在進(jìn)行綜合布線的過程中，對音頻設(shè)備的機(jī)箱和機(jī)柜，都進(jìn)行了接地操作。綜合設(shè)備機(jī)箱機(jī)柜系統(tǒng)當(dāng)中的接地設(shè)置與大地相連。綜合布線和音頻設(shè)備、機(jī)柜系統(tǒng)當(dāng)中的接地設(shè)置，與電網(wǎng)中性線N直接相連。在回路當(dāng)中形成兩個電阻，安全性得到進(jìn)一步提升。

4 總 結(jié)

綜上所述，聲頻工程的綜合布線與安全設(shè)計方案，對于聲頻工程的優(yōu)化發(fā)展，與抗干擾能力的提升，具有十分重要的作用。相關(guān)領(lǐng)域的工作人員，在實(shí)際的工作當(dāng)中，要認(rèn)真全面地分析出，系統(tǒng)本身存在的各類問題。通過綜合運(yùn)用保護(hù)接地措施、重復(fù)接地措施、保護(hù)接地中線N和空分開關(guān)等方式，都能為聲頻工程的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，提供可靠的技術(shù)保證。

參考文獻(xiàn)

[1]李 冄.當(dāng)前基于聲頻工程需求的揚(yáng)聲器系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展——簡析數(shù)字信號處理（DSP）和計算機(jī)技術(shù)在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電聲技術(shù)，2015，39（6）：6～13.

[2]丁 雷.江陰廣電中心大型演播室聲頻工程EASE設(shè)計仿真[J].電聲技術(shù)，2016，40（5）：5～11.

[3]謝海嘯，李媛敏，王 強(qiáng)，等.新型智慧城市業(yè)務(wù)與聲頻工程探討[J].智能建筑，2016（12）：49～57.

收稿日期：2018-7-19

作者簡介：莫 聰（1977-），男，大專，主要從事音視頻系統(tǒng)工程設(shè)計工作。