當(dāng)你參加一場(chǎng)比賽或在電視上觀看一場(chǎng)比賽時(shí)，照明總是最后關(guān)心的問(wèn)題。在觀看2013年2月3號(hào)的“超級(jí)碗”比賽之前，從來(lái)沒(méi)有人想過(guò)自己會(huì)親眼見(jiàn)證在世界級(jí)比賽中發(fā)生停電事故。在大量高壓氣體放電燈突然熄滅之后，全場(chǎng)的球迷、官員、工作人員和比賽隊(duì)員在黑暗中度過(guò)了34分鐘。

接下來(lái)，為什么新奧爾良的超級(jí)圓頂體育館的燈會(huì)突然熄滅的報(bào)道充斥了整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)。其中一篇報(bào)道指出，連接電力公司與體育場(chǎng)之間的用電設(shè)備在上一年的12月剛剛更換，所以停電應(yīng)與該設(shè)備無(wú)關(guān)。并且經(jīng)過(guò)對(duì)體育場(chǎng)的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在比賽期間沒(méi)有任何超載負(fù)荷。另一篇報(bào)道提到，超級(jí)圓頂體育場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)在賽前曾很關(guān)注設(shè)備的電氣系統(tǒng)，雖然沒(méi)有維修所有的設(shè)備，但已經(jīng)做了很多維修工作。對(duì)體育場(chǎng)的饋線做了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)存在電能質(zhì)量問(wèn)題。最終確定是由于為體育場(chǎng)輸送電源過(guò)程中的保護(hù)繼電器檢測(cè)到了問(wèn)題，自動(dòng)關(guān)閉了系統(tǒng)。無(wú)論停電的主要原因是設(shè)備故障、保養(yǎng)不當(dāng)還是認(rèn)知錯(cuò)誤，這次停電已經(jīng)造成了嚴(yán)重的比賽中斷以及經(jīng)濟(jì)損失。

1 照明方式

由這次“超級(jí)碗”比賽證明，在任何級(jí)別的體育賽事中提供適當(dāng)?shù)膽?yīng)急照明都是很有必要的。當(dāng)涉及到照明時(shí)，室內(nèi)場(chǎng)館和室外場(chǎng)館需要無(wú)死角切換。

類似于其他的照明系統(tǒng)，體育場(chǎng)照明系統(tǒng)也需要進(jìn)行維護(hù)。在使用高壓氣體放電燈之前，白熾燈是體育場(chǎng)照明的標(biāo)準(zhǔn)燈具。如今，體育場(chǎng)照明標(biāo)準(zhǔn)燈具為金屬鹵化高壓氣體放電燈。大多數(shù)情況使用的是400W, 750W, 1 000W 或 1 500W的金屬鹵化燈。然而，現(xiàn)在仍然有體育場(chǎng)繼續(xù)使用探頭啟動(dòng)燈，也有體育場(chǎng)在近20年內(nèi)升級(jí)到脈沖啟動(dòng)燈?，F(xiàn)在，也有許多體育場(chǎng)使用專為高壓氣體放電燈設(shè)計(jì)的電感鎮(zhèn)流器。表1所示為不同照明技術(shù)的預(yù)熱時(shí)間、重啟時(shí)間、調(diào)光及全光譜性能比較。

表1 預(yù)熱時(shí)間、重啟時(shí)間、調(diào)光及全光譜性能比較表

圖1 減少照明干擾的方式

在每場(chǎng)比賽之前，比賽方或體育場(chǎng)工作人員需要對(duì)每組高壓氣體放電燈進(jìn)行檢測(cè)，確保燈具能夠正常啟動(dòng)，滿足賽時(shí)照明。若出現(xiàn)故障的燈具過(guò)多，則需要立即更換。需要對(duì)賽場(chǎng)上各個(gè)位置的照明層次和亮度進(jìn)行檢測(cè)，確保能夠滿足電視拍攝的需要。要在黃昏之前點(diǎn)亮所有的燈，為電視攝像的檢查與調(diào)整提供足夠的時(shí)間。此外，在比賽結(jié)束之后，工作人員需要對(duì)賽場(chǎng)和觀眾席進(jìn)行打掃、整理，所以仍需要幾個(gè)小時(shí)的照明。

根據(jù)體育場(chǎng)的規(guī)模不同(如當(dāng)?shù)馗咝５淖闱驁?chǎng)、籃球場(chǎng)或?qū)I(yè)的超級(jí)圓頂足球場(chǎng))，可以由一家或多家供電公司供電。體育場(chǎng)中裝有大量復(fù)雜的用電負(fù)載，盡管室外負(fù)載占了大多數(shù)，但負(fù)載遠(yuǎn)超過(guò)這些。體育場(chǎng)室內(nèi)外的記分牌系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、辦公設(shè)備及空調(diào)系統(tǒng)都需要供電。

2 減少照明干擾的方式

防止體育場(chǎng)館內(nèi)高壓氣體放電燈照明系統(tǒng)壓差變化的方式有3種，如圖1所示。第一種方式：在電源輸送線路上選擇幾個(gè)點(diǎn)，當(dāng)由于供電系統(tǒng)停電造成能源耗盡時(shí)，在這幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行能源補(bǔ)充；第二種方式：添加熱觸發(fā)的燈具系統(tǒng)來(lái)代替高壓氣體放電燈系統(tǒng)；第三種方式：選擇優(yōu)質(zhì)電源為體育場(chǎng)供電。下面對(duì)一些細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1)優(yōu)質(zhì)供電合約

很多供電公司可以提供具有高可靠性供電的饋線。目前，這種饋線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了升級(jí)，可以從變電站專門引出一條線路，一家或兩家公司共用一條線路。這種饋線方式已經(jīng)具有大量的歷史輸電數(shù)據(jù)，以證明它的可靠性。用戶將為這種服務(wù)付出更高的價(jià)錢。然而，大多數(shù)場(chǎng)館和體育場(chǎng)的使用率并不高，提供優(yōu)質(zhì)電源的方式并不是最好的選擇。

2)為高壓氣體放電燈安裝熱觸發(fā)器

許多制造商為金屬鹵化燈提供了一個(gè)附加的熱觸發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)感測(cè)到燈具熄滅時(shí)，會(huì)提供一個(gè)高壓?jiǎn)?dòng)脈沖來(lái)重啟燈具。當(dāng)燈具的放電管發(fā)生電弧擊穿時(shí)，可以使燈具重新熱啟動(dòng)。該系統(tǒng)本身在待機(jī)狀態(tài)下需要消耗一定的能量，在一定程度上降低了照明系統(tǒng)的節(jié)能性能。該系統(tǒng)體積較大、價(jià)格昂貴，并不是適合所有的照明燈具，有些甚至需要重新安裝燈具。

3)在照明系統(tǒng)中安裝不間斷電源(UPS)

不間斷電源解決了大量由于線電壓故障引發(fā)的電源質(zhì)量問(wèn)題。一些UPS廠家為高壓氣體放電燈生產(chǎn)了專用的不間斷電源系統(tǒng)。在所有的高壓氣體放電燈系統(tǒng)中安裝不間斷電源是很不經(jīng)濟(jì)的。從綜合高壓氣體放電燈系統(tǒng)規(guī)模大小、使用頻率和對(duì)客戶產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)影響等方面考慮，在燈熄滅時(shí)使用不間斷電源并不是最好的選擇。此外，使用不間斷電源會(huì)增加額外的負(fù)載、占用一定的空間，并且需要增加經(jīng)濟(jì)投入。

4)將高壓氣體放電燈系統(tǒng)改裝成其他系統(tǒng)

另一種可行的方法是用另一個(gè)系統(tǒng)代替現(xiàn)有的高壓氣體放電燈照明系統(tǒng)。但是，由于體育場(chǎng)照明系統(tǒng)有一些獨(dú)有的照明需求，所以在選用其他可替代照明系統(tǒng)時(shí)存在一定的局限性。盡管每年用于比賽照明只有十幾次，但還有許多其他使用場(chǎng)館的情況需要照明。因此，降低照明系統(tǒng)的能耗對(duì)體育場(chǎng)來(lái)說(shuō)是絕對(duì)有優(yōu)勢(shì)的。

5)目前調(diào)光用于體育場(chǎng)照明

因?yàn)轶w育場(chǎng)的各項(xiàng)設(shè)施和廣播系統(tǒng)需要在黃昏之前進(jìn)行檢查，所以調(diào)光很快就會(huì)變得非常有用。照明系統(tǒng)一旦經(jīng)過(guò)電視攝像確認(rèn)，電源功率會(huì)較之前降低，并隨著比賽時(shí)間的臨近逐漸升高。相比于高壓氣體放電燈，無(wú)極燈的預(yù)熱時(shí)間更長(zhǎng)一些，這是體育場(chǎng)的工作人員和廣播人員非常喜歡的，因?yàn)檫@樣很快就可以達(dá)到高亮度的照明。無(wú)極燈有一段簡(jiǎn)短的預(yù)熱時(shí)間，這樣就免去了熱觸發(fā)的時(shí)間，當(dāng)電源出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，燈具可以在1min之內(nèi)立即啟動(dòng)并達(dá)到全輸出狀態(tài)。因此，比賽時(shí)不會(huì)因照明問(wèn)題浪費(fèi)時(shí)間，并且直播表也不需因此發(fā)生變更。

6)全光譜照明是最接近日光條件的照明情況

現(xiàn)在的電視鏡頭是在全光譜照明的基礎(chǔ)上進(jìn)行的全數(shù)字化操作。無(wú)極燈全光譜照明的使用將會(huì)提高運(yùn)動(dòng)場(chǎng)動(dòng)態(tài)情況下電視圖像捕捉技術(shù)和攝像機(jī)性能。