浅谈广播电视中心电气设计

2012-09-18张海波山东同圆设计集团有限公司山东青岛250014

智能建筑电气技术 2012年6期

张海波（山东同圆设计集团有限公司，山东青岛 250014）

引言

早些年由于经济条件的限制，广播电视中心演播及办公用房面积普遍较小，功能不足，严重地制约了节目生产。随着国民经济的发展和科学技术的进步，广播电视已经成为人们经济生活和日常生活的重要组成部分，建设新型的广播电视中心是广电系统生产力发展的迫切要求。广播电视中心科技含量高、牵涉专业广，电气要求达到的功能远远高于一般的民用建筑，但是这方面的参考资料较少，精通此方面的专家和设计院也不多。本人有幸参与了某市广播电视中心电气设计，期间有机会在广电行业内多次考察，向设计部门许多专家学习取经，以此为例，谈一些广播电视中心电气设计体会。

1 项目简介

本项目总建筑面积为23 773.27m2，地上15层、地下1层，建筑高度63m，属一类高层建筑。地下1层为变配电室、弱电机房、泵房、车库；附楼1层为大中小型演播厅及附属用房、消防控制室、工艺用电变配电室；主楼1层为办公用房及有线电视收费大厅；附楼2层为控制室，主楼2层为播出机房、播出监控机房及广告部相关办公用房；主楼3层为制作室及电视电话会议室，4层为新闻部相关办公用房，5层为广播中心及制作用房，6层为技术中心及后勤中心，7层为人事部、财务中心及活动中心，8～15层为其他办公用房。

2 供配电系统设计

2.1 负荷等级

播出机房、传输机房、播出监控机房设备用电及计算机系统用电为一级中特别重要负荷；应急照明、公共照明、消防负荷、弱电机房、普通电梯、播音室、演播室及导播间（非直播）等用电为一级负荷；一、二级负荷外的其他负荷用电为三级负荷。

2.2 供电电源

本工程共采用T1、T2、T3三台干式变压器（容量均为1 000kVA）：T1为一级负荷主用电源与部分三级负荷供电；T2为一级负荷备用电源与部分三级负荷供电；T3为大演播厅（非直播）工艺用电电源。T1、T2变压器设于地下1层变配电室内；工艺用电变压器T3设于1层演播大厅南侧变配电室内。要求T1与T2两路10kV供电电源分别由上级两段独立高压母线段引来，且两路10kV电源分引自上级不同区域高压开关站，两路电源同时工作。

2.3 工艺负荷供电模式

工艺负荷分布在不同的区域和楼层，有播音室、传输机房、播出机房、播出监控机房、演播室及导播间等。对于工艺负荷中的一级负荷采用每层设置双电源切换箱，再由双电源切换箱放射式至工艺房间配电箱，而双电源切换箱电源则分别由T1与T2变压器树干式供电（如图1）。对于工艺负荷一级中特别重要负荷除采用双路电源供电外，还增设了UPS应急电源。

3 演播大厅设计

广义上演播大厅包括演播厅、导播间、灯控室与调音室。导播间、灯控室及调音室的设备主要是调音台、调光台及布光控制台，用电负荷不大，其供电方案如上所述。演播厅工艺负荷由变压器T3低压侧采用密集高强型母线槽敷设至调光室低压进线柜，在调光室同时设置无功补偿柜、有源滤波柜（采用晶闸管调光装置在工作过程中会产生大量谐波）及演播厅用电低压出线柜。

3.1 演播厅普通照明与应急照明设计

由于在演播厅上方还存在分别用于安装舞台照明灯具、空调风口与喷淋管路的灯栅层与设备层，因此除在演播厅设置普通照明（用于平时检修维护、布景等照明）与应急照明，还需要在灯栅层和设备层分别设置检修照明。演播厅照明灯具采用250W金卤灯，照度要求为200lx；应急照明灯具则采用85W节能灯；灯栅层和设备层照明灯具采用双管36W荧光灯，照度要求为100lx。所有普通照明灯具电源引自演播厅一层入口处配电箱，应急照明引自EPS电源箱。

3.2 演播厅舞台照明设计

舞台照明是众多舞台艺术形式的一种，它运用舞台灯光设备（照明灯具、控制系统等）和技术手段，随着剧情的发展，以光色及其变化显示环境、渲染气氛、突出中心人物，创造舞台空间感、时间感，塑造舞台演出的外部形象，并提供必要的灯光效果等。舞台照明中舞台灯光种类繁多，如面光、耳光、侧光、顶光及天幕光等等。

3.2.1 照明总用电功率的确定

随着LED灯光效率的不断提高、价格的不断走低，LED灯将逐渐取代大部分传统的舞台照明灯具。LED灯有节能高效、色光亮艳、寿命超长及使用方便等优点，能够呈现更加精致的影像演出，同时大大降低了舞台照明的用电功率。本项目采用了大量的LED灯，具体有5W×36LED三动作（水平回转、俯仰、聚焦）聚光灯65台、120WLED光束灯（可变光束角）200台；此外，本项目还采用了一部分气体放电灯，具体有160W电脑光束灯12台、650W×6无影灯8台、1.2kW摇头电脑灯42台、3kW氙气追光灯2台。以上照明灯具总功率为125kW，功率密度值为0.1W/m2，远低于传统灯具用电功率密度值0.5 W/m2。

3.2.2 照明供电线路的分类

本项目舞台照明灯具供电有三条线路：第一条线路由低压柜至布光柜再接至分控箱，再由分控箱接至电动机，以实现三动作聚光灯水平回转与俯仰；第二条线路由低压柜至直通立柜、端子柜再接至调光插座；第三条线路由低压柜至调光立柜、端子柜再接至调光插座，此线路主要是650W×6无影灯的供电线路。

3.2.3 照明供电要求

由调光立柜、分控箱配出的舞台照明每一回路的可载容量应与设备输出容量相适应，并应留有一定的裕度。因此，本项目每个输出回路按6kW考虑，这样做的优点是设备运行不会出现过负荷现象；线路宜采用单相配电，当采用三相配电时宜每相分别配置中性导体，当共用中性导体时中性导体截面不应小于相导体截面的2倍。所有线路皆沿桥架敷设至灯栅层，照明灯具与配电线路的连接均采用专用的插接件或专用的接线端子，这样可以方便地进行灯具调整更换。

3.2.4 照明灯光控制

舞台照明灯光控制采用模拟调光与数字调光相结合的控制方式。由于三动作聚光灯、光束灯、摇头电脑灯灯具本身集成控制芯片，因此这些灯光的聚焦、亮度等调节可由电脑灯控制台采用DMX-512信号线直接控制。而650W×6无影灯则需要由晶闸管组成的调光立柜进行调光控制。

3.3 演播厅彩屏供电设计

本项目所用彩屏由15列显示屏拼接而成，每列显示屏用电功率约为5.5kW，总用电功率约为82.5kW。供电线路可由光控室低压柜引至彩屏配电箱，再由配电箱配出单相回路至每列显示屏。

4 工艺网络系统设计

4.1 非线性编辑

随着多媒体技术在广播电视领域中的应用，使用于广播电视节目制作的非线性编辑技术产生与发展。非线性编辑是直接从计算机的硬盘中以帧或文件的方式迅速、准确地存取素材进行编辑的方式。它是以PC为平台的专用设备，可以实现多种传统广播电视制作设备的功能。编辑时，素材的长短和顺序可以不按照制作的长短和顺序的先后进行。对素材可以随意地改变顺序，随意地缩短或加长某一段。

4.2 非线性编辑工艺网络系统的组成

一个典型的非线性编辑工艺网络系统由以下几个部分组成：

1）输入输出接口单元：它影响视频质量，目前一般采用SDI接口（串行数字接口）。

2）中央处理单元：一般为基于PC平台的高配置兼容机系统、基于MAC平台的系统和基于SGI等工作站平台的系统。

3）存储单元：是非编网络的重要组成部分，决定了网络带宽、网络稳定性。目前一般采用虚拟存储技术。

4）网络管理单元：主要包括数据库服务器和MDC（Mcta Data Cnotorl）服务器。

5）网络设备单元：是以IP-SAN架构的网络结构，是TCP/IP和SAN（Storage Area Network）两个技术的结合。采用纯千兆以太网构建一个高速集中共享的网络，能够让有卡工作站实时处理高码率的视音频素材，使得高码率素材在有卡站点与在线存储体之间高速交换。

6）软件单元：主要由各大厂商在相应板卡的基础上自行开发。

4.3 网络系统布线

在2层设置中心数据机房，设立千兆汇聚层中心交换机，由该交换机分别对每层工艺竖井内（与楼内电气竖井分开设置）的接入层交换机铺设4条光纤干线，通过链路聚合协议将2条光纤干线聚合为一条干线，使其传输速率提升一倍，剩余2条光纤干线作为备用。接入层交换机为2台（一主一备），由该交换机通过六类网线接入各个科室，考虑到未来的设备增加、科室移动等情况，每个房间至少敷设5条六类网线（可根据房间大小调整）。

5 工艺设备接地

工艺接地线是专用接地线，保证工艺接地与建筑结构绝缘，在引入大楼的接地网前不与其他导电体接触。工艺接地线分主干线和分支线，采用树状拓扑结构。主干线采用铜排，垂直走向，铜排截面不小于400mm2。分支线采用低压电缆，水平走向，电缆截面不小于75mm2，要求主干线加分支线接地电阻小于0.5Ω。接地干线安装于工艺竖井内，在每个楼层接地干线旁设置楼层分线箱，区域内所有工艺接地分支线接入此楼层分线箱，楼层分线箱与接地干线连接采用不小于120mm2铜排，采用便于断开的连接方式，方便故障检查。工艺接地分支线可沿工艺桥架敷设至每个机房（可链接）内的局部等电位箱。

机房内的设备机柜、机架底部应通过绝缘材料与地面绝缘，并通过25mm2的绝缘多芯屏蔽铜线有效连接到机房内的局部等电位箱，工艺设备之间的上下部各有一条不小于20×0.5mm的铜带将机柜相互可靠连接。