原创《舞台灯光系统中性线截面积选择分析》：这篇舞台灯光论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
【摘 要】介绍不同的标准对于调光系统配电回路中性线截面选择规定的差异,对于三相四线配电系统中中性线的截面选择进行理论分析,对于调光系统中性线的选择给出建议.
【关键词】舞台灯光系统；晶闸管；调光；标准；中性线；三相四线配电；谐波
文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2016.11.002
【Abstract】This paper introduces different standards for the dimming system power distribution circuit neutral wire cross-sectional area selection rules, theoretical analysis of three-phase four-wire power distribution system in the neutral wire cross- sectional area selection, and recommendations on the choice of neutral wire in dimming system.
【Key Words】stage lighting system； thyristor； light-dimmer； standard； neutral wire ； Three-phase Four-wire Power Distribution； harmonique
1 前言
目前剧场及电视演播室中仍大量采用白炽（卤钨）光源灯具,晶闸管调光装置也被广泛使用,在采用三相四线配电时,中性线（N线）截面的计算和选择是需重点关注的问题；尤其是共存的多个标准中对其要求不尽相同的情况下,这个研究非常有意义.本文从晶闸管调光原理、中性线相关选择标准以及理论分析等方面,对中性线的选择给出分析和建议.
2 晶闸管灯光工作原理
晶闸管调光器（又被称为可控硅调光器）是目前舞台上的主流调光器.晶闸管调光器实质上就是一个单相的相位控制交流调压器.工作过程中会产生大量的谐波,并有较为严重的三相不平衡出现,对外界的影响主要为谐波干扰.
在正弦交流电压过零后的某一时刻t1（或某一相位角ωt1）,在晶闸管的门极上加一触发脉冲,使晶闸管导通,这一导通将维持到正弦波正半周结束.因此,在正弦波的正半周（即0?P区间）中,0?ωt1范围可控硅不导通,这一范围称为控制角,常用α表示；而在ωt1?P间可控硅导通,这一范围称为导通角,常用φ表示.
同理,在正弦交流电压的负半周,对处于反向联接的另一个晶闸管（对两个单向晶闸管反并联而言）在t2时刻（即相位角ωt2）施加触发脉冲,使其导通.如此周而复始,对正弦波的每一半周期控制其导通,获得相同的导通角.如改变触发脉冲的施加时间（或相位）,即改变了导通角φ或控制角α的大小.导通角越大调光器输出的电压越高,灯就越亮.从上述晶闸管调光原理可知,调光器输出的电压波形已经不再是正弦波（见图1）.
3 中性线选择的相关标准
关于晶闸管调光系统三相四线电源线路中性线截面选择问题,在不同的标准中均有规定,但要求差异很大：
●WH/T 40-2011《舞台灯光系统工艺设计导则》（简称WH/T 40-2011）中,5.6.4规定零线截面积宜为相线的2倍.
●GY 5045-2006《电视演播室灯光系统设计规范》（简称GY 5045-2006）中第4.6.1条中规定：变电所灯光专用配电柜至调光器室低压配电柜的电缆,应采用阻燃铜芯五芯电力电缆,相线和零线为等截面.
●JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》（简称JGJ 16-2008）第9.6.3条第2款要求：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.
●GB/T 16895.6-2014《低压电气装置 第5-52部分：电气设备的选择和安装 布线系统》附录E“三相平衡系统中的谐波电流效应”（简称GB/T 16895.6-2014附录E）的规定中,给出了关于三次谐波电流在四芯和五芯电缆中的换算降低系数（见表1）,要求根据换算后的相线电流或中性线电流两者中的大值,作为选择四芯（等截面）电缆的依据.
●在选择电缆截面时,电缆的容许载流量还必须满足GB 50054-2011《低压配电设计规范》（简称GB 50054-2011）6.3.3条中IB≤In≤IZ保护配合的规定.
式中：
IB——回路计算电流（A）；
In——熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流（A）；
IZ——导体容许持续载流量（A）；
另外,在实际工作中,一些国外的设计公司提出对调光系统电源线路中性导体截面要按3倍相线截面选择.
本次研究在充分研究相关标准及规范的基础上,给出了中性线选择的合理建议.
4 对中性线截面选择的建议
（1）如果认同IEC60364国际电工委员TC64主席Roiand Talon在《电气装置应用（设计）指南》一书中给出的曲线（见图2）,即调光功率为全功率的一半（50%）时,三次谐波电流为计算电流（全电流）的45%.
这时电源线路的中性线电流IN为三相的三次谐波在中性线上的叠加,是计算电流（IB）的1.35倍（1.35等于0.45×3,相位差为120°的三相基波电流的三次谐波相序相同,即三相的三次谐波电流在中性线中为零序叠加）.按附录E规定（见表1）,应当以IN等于1.35IB选择四芯等截面电缆.
（2）对GB 50054-2011中6.3.3条IB≤In≤IZ线路保护配合关系式予以适当赋值后,用来作为直接选择电源线路截面为上策.
舞台灯光论文参考资料：
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