一个电气工程师眼中的G20晚会

绚丽多彩，主题多变的杭州灯光秀

同时，关于“最忆是杭州”也存在一些乌龙，比如表演现场栩栩如生的“分身术”并不是所谓的全息投影技术，实际上这是一种聪明的光学错觉技术，名为“Pepper's Ghost”（佩珀尔幻象）。利用反射，将投影或 LED 图像反射到呈45度放置的全息膜上。从而呈现出令人震撼的表演效果。（想要深入了解的小伙伴请自行度娘

另一方面，许多小伙伴，对“水中表演”的实现方式也很好奇，实际上水下3厘米搭建了一个巨大的舞台。听起来很简单是不是，可是实行起来却不简单，因为它涉及到一个很大的问题：安全。水下放置着许多表演要用到的灯光及水下设备，因此，它们的防护等级必须要求很严格。

赞美之余，来看看电气专业的工程师谈对于G20峰会的两种看法：照明效果和水下电击防护。仅代表个人看法，就事论事，供学术和专业讨论之用！

照明效果超出预期

晚会大胆采用了很多之前国内尚未大面积使用的投影技术和灵活多变的灯光控制。实际效果看，晚会编排、艺术性、创意等方面可圈可点，显示其超一流的水准，实景演出难度很大。

但是，照明效果却不大认同，各种彩色光、动态光、超高亮度，确实体现了当今LED照明及其控制技术。但超炫、超亮的照明不太适合纯情、秀美的温婉江南。有种过度照明之感觉，尤其对钱塘江两岸的照明效果比较失望！非常严肃的G20会议瞬间变成了拉斯维加斯的感觉。

其次，就是大家比较关心的水中跳舞的电击防护问题了。

水下电击防护问题

大家肯定被演员在水中灵动的表演所惊艳到了，表演的舞台设置于水下3厘米处，演出节目包括交响乐、舞蹈、越剧、古琴大提琴合奏、钢琴独奏等，中西合璧、精美绝伦。然而要实现这一切，都离不开水下的防水灯、喷泉泵的相互配合，那些隐隐于黑暗中却又为晚会默默贡献的水下设备，你知道多少？

一、水下用电设备的特点

先说喷泉，它是将水经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体。无论音乐喷泉，还是程控喷泉，亦或激光水幕电影都离不开喷泉水泵，由喷泉泵提供压力将水喷到一定高度，喷水高度越高，水泵电动机功率越大。电动机功率一般从0.55kW~7.5kW不等，喷水高度高达80m。有的大型喷泉泵功率达数十千瓦，喷水高度过百米。

要命的是，喷泉泵一般浸在水中，AC380V三相四线50Hz的电动机尽管防护等级高达IP68，但毕竟水中有较高电压的电气设备，稍有不慎会有悲剧发生。

水下灯也有类似情况，尽管水下灯应该是12V的交流，但这么大面积的水域采用安全特低电压系统（SELV），电压降能否满足要求，笔者不得而知

二、喷水池触电事故

通过百度搜索，显示出了近2万条有关喷水池触电事故，真是触目惊心！而G20晚会现场的偌大水面，有如此之多的水下灯、喷泉泵，有这么多演员在水中表演，电气专家们的担忧是有道理的，所以大家都特别关注G20晚会的电击防护问题。

三、喷水池电击防护的设计

根据国际标准（IEC60364-7-702：2010），有人进入的喷水池应按游泳池要求来设计，总结我国以及国际标准，其要点如下：

1、辅助等电位联结，应将0、1及2区内下列所有外界可导电部分及外露可导电部分，用保护导体连接起来，并经过总接地端子与接地网相连：

①水池构筑物的所有金属部件（包括水池外框，石砌挡墙和跳水台中的钢筋）；

②所有成型外框；

③固定在水池构筑物上或水池内的所有金属配件；

④与池水循环系统有关的电气设备的金属配件，包括水泵电动机；

⑤水下照明灯具的外壳、爬梯、扶手、给水口、排水口及变压器外壳等；

⑥采用永久性间隔将其与水池区域隔离的所有固定的金属部件；

⑦采用永久性间隔将其与水池区域隔离的金属管道和金属管道系统等。

2、在0区内，只允许用标称电压不超过 12V 的安全特低电压供电，其安全电源应设在 2区 以外的地方。——这也是大家极想知道的喷泉泵的额定电压的数值。

3、在使用安全特低电压的地方，不论其标称电压如何，应采取下列措施实现直接接触防护：

1、防护等级至少是 IP2X 的遮栏或外护物；

2、能耐受 500V 试验电压历时 1min 的绝缘。

4、不允许采取阻挡物及置于伸臂范围以外的直接接触防护措施；也不允许采用非导电场所及不接地的局部等电位联结的间接接触防护措施。

5、在各区内所选用的电气设备，必须具有以下防护等级：

①在0区内：IPX8；（额定电压和 IP 等级都要满足）

②在1区内：IPX5；

③在2区内：IPX4，室外游泳池时。

6、在0、1及2区内宜选用加强绝缘的铜芯电线或电缆。

7、在0及1区内，不允许非本区的配电线路通过；也不允许在该区内装设接线盒。

8、开关、控制设备及其他电气器具的装设，应符合下列要求：

① 在0及1区内，不应装设开关设备或控制设备及电源插座。

② 在2区内如装设插座其供电应符合下列要求：

Ⅰ、由隔离变压器供电。

Ⅱ、由安全特低电压供电。

Ⅲ、由剩余电流动作保护器保护的线路供电，其额定动作电流值不应大于30mA。

③ 在0区内，只有采用标称电压不超过12V的安全特低电压供电时，才可能装设用电器具及照明器(如水下照明器、泵等)。

④ 在1区内，用电器具必须由安全特低电压供电或采用II级结构的用电器具。

⑤ 在2区内，用电器具应符合下列要求：

 II 类。

Ⅰ类：并采取剩余电流动作保护措施，其额定动作电流值不应超过30mA。——采用隔离变压器供电。

9、水下照明灯具的安装位置，应保证从灯具的上部边缘至正常水面不低于0.5m。面朝上的玻璃应有足够的防护，以防人体接触。

10、对于浸在水中才能安全工作的灯具，应采取低水位断电措施

关于 G20 峰会照明效果和水下防触电的话题，大家有没有其他高见呢，留言区见！

李炳华
悉地（北京）国际建筑设计顾问有限公司

电气总工程师、设计副总裁
教授级高级工程师、国家注册电气工程师

高级照明设计师

兼任北京市建筑工程学院客座教授 硕士研究生导师

2008年北京奥运会主体育场——鸟巢电气总设计师
《体育照明设计手册》主编。