廣播電視大型直播類節(jié)目音頻制作的電源安全

成偉民

[摘要]針對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;供電安全方案

文章編號：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、主題時效性強、出席領(lǐng)導(dǎo)級別高、參與人數(shù)眾多和社會影響重大等特點，加上制作系統(tǒng)大都是在有限時間內(nèi)臨時搭建，現(xiàn)場情況復(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，是對現(xiàn)場狀況的即時、直觀反應(yīng)，直接影響到現(xiàn)場直播的流程和質(zhì)量，對現(xiàn)場公共安全負(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，這對音頻制作團隊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，做好對可能突發(fā)狀況的應(yīng)對預(yù)案;其次，在現(xiàn)場要保障播出安全，及時知曉、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，各級電源連接則是各級血管，各級電源箱和各級電源開關(guān)就是血管瓣膜，總電源要保障持續(xù)穩(wěn)定的供電，各級電源要暢通無阻地把電力輸送到各個音頻設(shè)備，各級電源箱和各級電源開關(guān)則需要管理和控制好各級電源。

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)目占用場地大，所需覆蓋聲場的面積相應(yīng)較大，設(shè)備使用較多，用電量相對較大，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有生命危險，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，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措施，如果無法上鎖，則必須要做好防護措施并派專人看管。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）連接時不會外露，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，比較方便適配各場地的基本條件（現(xiàn)在大部分固定演出場館都有配置），也可以方便延長。三相電纜顏色的國家規(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谟媱澃踩側(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、場地供電方、動力保障部門根據(jù)節(jié)目需求和現(xiàn)場實際情況協(xié)調(diào)確定，不容許超負(fù)載使用，各分級設(shè)備容量要在各級電源開關(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)過過道時必須使用高抗壓過線板保護，如果線材直接遭重型車輛碾軋則必須經(jīng)絕緣檢測（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，盡量避免因為某一相電流過大引起過載保護跳閘而影響到整個電源系統(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。因相線之間的電壓是380V，音頻設(shè)備用電基本都是220V，如果接錯會燒壞設(shè)備，如果設(shè)備電源有保險絲保護還好，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)目音頻制作有時需要吊掛揚聲器等高空作業(yè)，而且大多時候揚聲器和燈光會共用基礎(chǔ)桁架，有時音響和燈光系統(tǒng)因接地不同而產(chǎn)生電壓差，會有瞬間觸麻感，人的本能可能會松手;也有時因為下雨潮濕、電源線材連接固件老化等原因有漏電發(fā)生，造成舞臺金屬桁架帶電等情況。這些情況會給高空作業(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，在搭建時各部門通電要有計劃和協(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)時一定要佩戴安全帽、安全帶，還需穿長袖、長褲、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)搭建時可在電葫蘆用電等臨時用電前級臨時接入漏電保護裝置，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進(jìn)行戶外節(jié)目直播制作，必須做好各連接部位的防護措施，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)備斷電并做好防護措施，人員疏散到安全區(qū)域。

（9）有時電源柜經(jīng)長途運輸，往往各接觸點和各電源線連接點螺絲部分會因為車體的高頻振動而出現(xiàn)松動現(xiàn)象，可能會產(chǎn)生局部發(fā)熱打火現(xiàn)象，長期使用會使絕緣損壞，造成短路事故，嚴(yán)重的甚至還可能會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連接觸點的螺絲最好裝上彈簧墊片，在螺絲的螺紋上刷點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油漆，一定程度減少螺絲松動可能;在每次長途運輸后一定要對電源柜和電源線各連接部位仔細(xì)檢查，避免在使用時有松動情況。一般常備一個非接觸式溫度測量儀，隨時檢查整個電源系統(tǒng)中各部位和接點的溫度情況，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）對所有員工定期進(jìn)行用電安全培訓(xùn)，掌握安全用電知識是安全用電的基礎(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)計時，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)，對此給出實施方案和措施。

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)目的實際需求與現(xiàn)場的實際供電情況確定，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。一般場地方都會提供市電供電，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（車）供電。發(fā)電機（車）一般都是專機專用，具有穩(wěn)壓功能，相對比較穩(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（車）本身會有比較大的噪聲，需要把發(fā)電機（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（車），比老式發(fā)電機（車）的噪聲減小很多，但對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（車）這種供電方式。

2.2電源對音頻系統(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，可能會受到電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載的影響，也可能會因為電網(wǎng)內(nèi)其他節(jié)點的用電問題產(chǎn)生波動，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、吸塵器的電機、日光燈管的整流器等所產(chǎn)生，甚至是計算機所產(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音頻系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。

如果是整流器干擾輸入音頻信號線所產(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線，還有一種就是音頻信號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，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，一是可以在信號線中使用信號隔離變壓器來解決，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、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（在中國是220V）的10%時，可能會對設(shè)備造成致命影響，時間長可能會燒斷保險絲或燒毀設(shè)備，帶來不安全因素;當(dāng)電壓小于額定電壓的10%時，可能會對模擬功放的放大波形造成失真，也會使系統(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，可能會對負(fù)載造成損壞等致命影響（國標(biāo)規(guī)定當(dāng)系統(tǒng)容量小時，電網(wǎng)頻率偏差允許值為：±0.5Hz）;諧波畸變的實際表現(xiàn)可能會使音頻系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲。

2.3電源的檢測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，其實是有跡可循的，這時可以用到電能質(zhì)量和能量分析儀（如圖2）。使用電能質(zhì)量和能量分析儀對電源檢測，當(dāng)顯示電源波形為光滑且規(guī)則的正（余）弦波曲線，同時諧波失真顯示≤0.5%時，就說明此時的電源是干凈穩(wěn)定的，同時也能看出此時電源的電壓和頻率;如果顯示電源波形失真或者帶有毛刺，同時諧波失真顯示>0.5%時，說明此時電源有干擾，可能會產(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時監(jiān)控電源狀況。

如果市電電源在檢測中存在干擾的情況，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，一般會采取主備兩路獨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），在2路空氣開關(guān)后各串入一臺足夠功率的UPS，形成主備兩路電源，這種方案成為SMG（上海廣播電視臺）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間不低于15分鐘

因為自切裝置一般會有零點幾秒到幾秒鐘的切換時間，模擬類電子設(shè)備可能對瞬間切換電的反應(yīng)沒那么明顯，但可能會在切換電的瞬間快速開啟發(fā)出爆裂聲等噪聲;基于計算機或DSP芯片處理的數(shù)字設(shè)備，遇到斷電會重啟，恢復(fù)需要一定的時間，可能出現(xiàn)一段時間的不受控狀態(tài)，比較簡單的處理辦法是在電源系統(tǒng)中電源接點到負(fù)載總電源電箱串接UPS，在切換操作斷電的那段時間由UPS提供短時間的不間斷供電，同時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，不間斷供電時間也就越長，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別足夠高，且有足夠的經(jīng)費，就在自切裝置后級串上足夠容量的UPS（如圖5大型UPS機組）;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)域聲音不會中斷，保證演出不會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壞或過載不會自動跳旁路，會有斷電風(fēng)險，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，做好安全防護措施，定期檢查更換電池模塊。

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

（1）中央首長講話，現(xiàn)場直播，安全級別為SMG制作安全用電標(biāo)準(zhǔn)的最高等級，SMG對外場特別重大活動保障的要求是，UPS的容量大小為全功率候電時間不低于15分鐘。

（2）現(xiàn)場與儀式相關(guān)一共使用了3臺發(fā)電機組，G9、G10機組為互為備份的主備電源，通過一級自切換后，其中一路與G8機組再進(jìn)行二級自切換，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)場空調(diào)機組提供電源外，與G8機組再進(jìn)行二次自切，經(jīng)由UPS2組為舞臺機械、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，電池組主機會報警，顯示損壞的電池，這時只要關(guān)閉這組電池組，更換新的電池再開機即可。當(dāng)關(guān)掉這組電池組后，UPS組群的總?cè)萘繒簳r減小，對電源系統(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全國大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新活動周啟動儀式的用電方案當(dāng)天到現(xiàn)場準(zhǔn)備時，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，確保電源不會被人為斷開和破壞，并實時監(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)載斷電測試：一是看主電源斷停兩級后備電源是否順利切換，在切換時UPS是否正常供電;二是看主備三路電源全部斷停下，檢查UPS組的后備時間。

當(dāng)然，兩路電源也可以是一路市電，一路發(fā)電機（車）等，以當(dāng)時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，同時要做好對可能突發(fā)狀況的應(yīng)對預(yù)案。這是音頻制作安全的基礎(chǔ)。

（編輯：杜青）