當(dāng)你參加一場比賽或在電視上觀看一場比賽時，照明總是最后關(guān)心的問題。在觀看2013年2月3號的“超級碗”比賽之前，從來沒有人想過自己會親眼見證在世界級比賽中發(fā)生停電事故。在大量高壓氣體放電燈突然熄滅之后，全場的球迷、官員、工作人員和比賽隊(duì)員在黑暗中度過了34分鐘。

接下來，為什么新奧爾良的超級圓頂體育館的燈會突然熄滅的報道充斥了整個互聯(lián)網(wǎng)。其中一篇報道指出，連接電力公司與體育場之間的用電設(shè)備在上一年的12月剛剛更換，所以停電應(yīng)與該設(shè)備無關(guān)。并且經(jīng)過對體育場的檢測發(fā)現(xiàn)，在比賽期間沒有任何超載負(fù)荷。另一篇報道提到，超級圓頂體育場的領(lǐng)導(dǎo)在賽前曾很關(guān)注設(shè)備的電氣系統(tǒng)，雖然沒有維修所有的設(shè)備，但已經(jīng)做了很多維修工作。對體育場的饋線做了測試，發(fā)現(xiàn)存在電能質(zhì)量問題。最終確定是由于為體育場輸送電源過程中的保護(hù)繼電器檢測到了問題，自動關(guān)閉了系統(tǒng)。無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“超級碗”比賽證明，在任何級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，室內(nèi)場館和室外場館需要無死角切換。

類似于其他的照明系統(tǒng)，體育場照明系統(tǒng)也需要進(jìn)行維護(hù)。在使用高壓氣體放電燈之前，白熾燈是體育場照明的標(biāo)準(zhǔn)燈具。如今，體育場照明標(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)在仍然有體育場繼續(xù)使用探頭啟動燈，也有體育場在近20年內(nèi)升級到脈沖啟動燈。現(xiàn)在，也有許多體育場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)熱時間、重啟時間、調(diào)光及全光譜性能比較。

表1 預(yù)熱時間、重啟時間、調(diào)光及全光譜性能比較表

圖1 減少照明干擾的方式

在每場比賽之前，比賽方或體育場工作人員需要對每組高壓氣體放電燈進(jìn)行檢測，確保燈具能夠正常啟動，滿足賽時照明。若出現(xiàn)故障的燈具過多，則需要立即更換。需要對賽場上各個位置的照明層次和亮度進(jìn)行檢測，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)整提供足夠的時間。此外，在比賽結(jié)束之后，工作人員需要對賽場和觀眾席進(jìn)行打掃、整理，所以仍需要幾個小時的照明。

根據(jù)體育場的規(guī)模不同(如當(dāng)?shù)馗咝５淖闱驁?、籃球場或?qū)I(yè)的超級圓頂足球場)，可以由一家或多家供電公司供電。體育場中裝有大量復(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)超過這些。體育場室內(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點(diǎn)，當(dāng)由于供電系統(tǒng)停電造成能源耗盡時，在這幾個點(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)電源為體育場供電。下面對一些細(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，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)付出更高的價錢。然而，大多數(shù)場館和體育場的使用率并不高，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附加的熱觸發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)感測到燈具熄滅時，會提供一個高壓啟動脈沖來重啟燈具。當(dāng)燈具的放電管發(fā)生電弧擊穿時，可以使燈具重新熱啟動。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、使用頻率和對客戶產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)影響等方面考慮，在燈熄滅時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館的情況需要照明。因此，降低照明系統(tǒng)的能耗對體育場來說是絕對有優(yōu)勢的。

5)目前調(diào)光用于體育場照明

因?yàn)轶w育場的各項(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)光很快就會變得非常有用。照明系統(tǒng)一旦經(jīng)過電視攝像確認(rèn)，電源功率會較之前降低，并隨著比賽時間的臨近逐漸升高。相比于高壓氣體放電燈，無極燈的預(yù)熱時間更長一些，這是體育場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。無極燈有一段簡短的預(yù)熱時間，這樣就免去了熱觸發(fā)的時間，當(dāng)電源出現(xiàn)問題時，燈具可以在1min之內(nèi)立即啟動并達(dá)到全輸出狀態(tài)。因此，比賽時不會因照明問題浪費(fèi)時間，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。無極燈全光譜照明的使用將會提高運(yùn)動場動態(tài)情況下電視圖像捕捉技術(shù)和攝像機(jī)性能。