GB/T 14218-2018 电子调光设备性能参数与测试方法

　　ICS 29 . 140 K 70

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 14218—2018

　　代替 GB/T 14218—1993

　　电子调光设备性能参数与测试方法

　　Electroniclightingcontrolequipmentperformanceparameters

　　andmeasurementmethods

　　2018-09-17 发布 2019-04-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 14218—2018

　　GB/T 14218—2018

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准代替 GB/T 14218—1993《电子调光设备性能参数与测试方法》，与 GB/T 14218—1993 相比主要技术变化如下：

　　— 将规范性引用文件中引用文件进行了更新(见第 2 章，1993 年版的第 2 章);

　　— 将术语和定义中部分术语进行了更换，也增加了部分术语(见第 3 章，1993 年版的第 2 章);

　　— 修改了设备分类中 “按控制方式划分”的内容(见 4 . 3 , 1993 年版的 4 . 2) ;

　　— 增加了设备“按安装型式划分”和“按工作方式划分”的内容(见 4 . 1 和 4 . 4) ;

　　— 修改了性能参数中关于调光设备基本要求的内容(见 6 . 2 , 1993 年版的 6 . 2) ;

　　— 增加了性能参数中关于分布式调光器的噪声要求(见 6 . 2 . 1d)) ;

　　— 增加了性能参数中关于调光设备保护接地端性能要求(见 6 . 2 . 1e)) ;

　　— 增加了性能参数中关于外壳防护等级要求的内容(见 6 . 2 . 1f)) ;

　　— 增加了性能参数中关于调光器基本要求的内容，包括柜体温升、短路和过载保护装置、插件式结构、触发精度、散热功能、电磁兼容、谐波、绝缘电阻和保护接地铜排最小截面积要求表(见 6 . 2 . 1) ;

　　— 删除了性能参数中关于输入阻抗的要求(见 1993 年版的 6 . 2 . 5a) ;

　　— 增加了性能参数中关于数字调光控制台基本要求的内容(见 6 . 2 . 3) ;

　　— 增加了性能参数中调光器性能参数表和调光控制台的性能参数(见 6 . 3 . 1 和 6 . 3 . 2) ;

　　— 增加了性能参数测试中关于接地保护、绝缘电阻、工频耐受电压(抗电强度)、电磁兼容、谐波、调光器数据接收能力、调光控制台刷新频率实验、调光控制台和调光柜响应时间实验参数的内容(见 7.2.10~7.2.16) ;

　　— 删除了性能参数测试中关于串行传输的内容(见 1993 年版的 7 . 2 . 12) ;

　　— 增加了测量仪器的内容(见第 8 章)。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

　　本标准由中华人民共和国文化和旅游部提出。

　　本标准由全国剧场标准化技术委员会(SAC/TC 388)归口 。

　　本标准起草单位：中国艺术科技研究所、杭州亿日科技有限公司、广州市新舞台灯光设备有限公司。

　　本标准主要起草人：俞健、王涛、洪美芳、何首锋、蒋其泓、周子庆、朱文彬、徐晰人。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 14218—1993 。

　　GB/T 14218—2018

　　电子调光设备性能参数与测试方法

　　1 范围

　　本标准规定了电子调光设备的分类、分级、性能参数、测试方法和测量仪器。

　　本标准适用于演出场馆、电视演播厅、娱乐场所等场合使用的电子调光设备。 其他类似使用场合的电子调光设备也可参照执行。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 7251 . 1—2013 低压成套开关设备和控制设备 第 1 部分：总则

　　GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　调光回路 dimmer

　　在控制信号控制下，能实现调光的独立功率输出回路。

　　3.2

　　控制回路 channel

　　独立变化控制信号的最小单元。

　　3.3

　　亮度 level

　　舞台灯光控制系统中灯光明暗的等级值。

　　3.4

　　调光特性曲线 outputprofile

　　在调光时输出亮度随控制信号变化的曲线。

　　3.5

　　效果 effect

　　参数值在两(多)个不同值之间按照一定的规律循环交替或随机变化的过程。

　　3.6

　　输出电压温度漂移 dimmervoltagetemperaturedrift

　　在标准电网、额定负载及设定的控制电压下，因环境温度变化而引起的调光回路输出电压的变化。

　　3.7

　　调光回路输出直流分量 directvoltageofdimmer

　　由于输出电压正、负半周波形的不对称而产生的直流分量。

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　　3.8

　　刷新频率 renovatefrequency

　　控制台在单位时间内对全部控制回路控制信号的输出次数。

　　3.9

　　响应时间 respondtime

　　任一个控制操作结束到被控制设备相应控制信号产生所需的时间。

　　3 . 10

　　暗改 blindmodification

　　在演出状态下，不影响实时灯光输出状态的修改。

　　3 . 1 1

　　配接 patch

　　可通过键盘修改的控制回路与调光回路的对应关系。

　　3 . 12

　　晶闸管调光器 thyratrondimmer

　　采用晶闸管实现移相触发控制的调光器。

　　3 . 13

　　IGBT调光器 IGBT sinewavedimmer

　　采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)实现高频脉宽调制控制的调光器。

　　3 . 14

　　正弦波调光器 sinewavedimmer

　　输入、输出及调压过程中电压波形为正弦波的调光器。

　　3 . 15

　　直通开关 directswitch

　　在控制信号作用下，具有通或断两种输出状态的装置。

　　3 . 16

　　操作杆 fader

　　用来控制灯光参数渐变的推杆。

　　3 . 17

　　多用户系统 multiusersystem

　　允许不同权限的多个账号登陆的系统。

　　3 . 18

　　分布式系统 distributedsystem

　　允许多个调光控制台联机进行分布式计算和实时备份的系统。

　　3 . 19

　　3D灯具布局 3D layout

　　用于模拟舞台的形状、大小，灯具的安装位置、方向等的三维模型图。

　　3 . 20

　　2D灯具布局 2D layout

　　用于模拟灯具位置的二维模型图。

　　3.21

　　最大输出电压 maxoutputvoltage

　　在规定的电网电压和额定负载条件下，调光器可输出电压的最大值。

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　　3 . 22

　　最小输出电压 minoutputvoltage

　　在规定的电网电压和额定负载条件下，调光器可输出电压的最小值。

　　3 . 23

　　输出电压不-致性 outputvoltagedifferencebetweendimmers

　　含有两路或以上的调光器，在同一供电条件、相同负载、相同控制信号的情况下，该调光器各路输出电压的差异程度。

　　4 设备分类

　　4 . 1 按安装型式划分

　　按设备安装型式划分，可分为：

　　a) 集中式;

　　b) 分布式。

　　4 . 2 按结构型式划分

　　按设备结构型式划分，可分为：

　　a) 固定式;

　　b) 流动式。

　　4 . 3 按控制方式划分

　　按设备控制方式划分，可分为：

　　a) 调光控制台(主动控制设备);

　　b) 调光器(被动控制设备)。

　　4 . 4 按工作方式划分

　　按设备工作方式划分，可分为：

　　a) 晶闸管调光器;

　　b) IGBT调光器;

　　c) 正弦波调光器;

　　d) 直通开关。

　　5 设备分级

　　5 . 1 各种电子调光控制设备分别按达到的性能参数分为一、二、三级机。

　　5 . 2 调光控制台与调光器一体化设备的一、二、三级机的性能参数应同时满足调光控制台与调光器相对应的一、二、三级机的要求。

　　6 性能参数

　　6 . 1 电子调光设备使用条件

　　6 . 1 . 1 电网条件

　　6 . 1 . 1 . 1 -般要求

　　调光设备在下述条件下应能正常工作(特殊类型设备除外)。

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　　6 . 1 . 1 . 2 供电及接地方式

　　供电及接地方式宜符合下列要求：

　　a) 供电方式：三相五线或单相三线制;

　　b) 接地方式：接地系统为 TN-S 系统，即系统中设有单独的零线和接地线，如图 1 所示。

　　说明：

　　a 、b —调光设备;

　　PE — 配电系统的接地点。

　　图 1 调光设备接地方式示意图

　　6 . 1 . 1 . 3 电压波动范围

　　电压波动范围：相电压 220 V±22 V;

　　频率变化范围：50 Hz±1 Hz。

　　6 . 2 电子调光设备基本要求

　　6 . 2 . 1 基本要求

　　电子调光设备基本要求应符合以下规定：

　　a) 在正常电网条件下不允许有电网干扰脉冲引起的误触发和失触发现象;

　　b) 在正常使用条件下能带额定负载连续工作不少于 24 h;

　　c) 具有短路和过载保护功能;

　　d) 集中放置在调光室内的调光设备的运行总噪声应不大于 75 dB(A);分布式调光器的单个运行噪声不大于 45 dB(A) ;

　　e) 调光设备的不同外露可导电部分应有效连接到保护接地端，电阻不大于 0 . 1 Ω;

　　f) 外壳防护等级：户内用调光设备：IP30,户外用调光设备：IP34D。

　　6 . 2 . 2 调光器基本要求

　　调光器基本要求应符合以下规定：

　　a) 壳体内应安装单独的 N铜排和 PE铜排;

　　b) N铜排的截面积 ≥相铜排截面积;

　　c) PE铜排的最小截面应符合表 1 规定;

　　d) 满负荷运行时，壳体表面温升不超过 30 K,柜体内扼流圈的局部温升不得超过 70 K ;

　　e) 每一个输出回路应有短路和过载保护装置;

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　　f) 采用插件(抽屉)式结构，便于维护;

　　g) 触发精度 ≥256 级 ;

　　h) 具有散热风机或散热装置;

　　i) 电磁兼容满足 GB/T 7251.1—2013 限值要求;

　　j) 谐波满足 GB/T 14549 规定的谐波电压限值要求。

　　k ) 调光器主回路(不含控制器件)的三相进线(A、B、C三相)与 PE端，相线与相线之间，相线与 N线之间的绝缘电阻 >1 MΩ。

　　表 1 保护接地铜排最小截面

　　6 . 2 . 3 模拟调光控制台基本要求

　　模拟调光控制台的基本要求应符合以下规定：

　　a) 控制电压为 0 V~10 V ;

　　b ) 每路控制信号输出电流 ≥1 mA;

　　c) 具有集中控制功能。

　　6 . 2 . 4 数字调光控制台基本要求

　　数字调光控制台的基本要求应符合以下规定：

　　a) 输出亮度等级 ≥256,人机界面亮度等级 ≥100;

　　b ) 自动变光刷新频率 ≥20 Hz;

　　c) 响应时间 ≤0 . 1 s ;

　　d) 具有实时修改和暗改功能;

　　e) 具有单控操作杆、集控操作杆、Q控操作杆和总控操作杆;

　　f) 具有符合 DMX512A、Art-Net或 sACN要求的数字接口。

　　6 . 3 电子调光设备性能参数

　　6 . 3 . 1 调光器性能参数

　　调光器性能参数应符合以下规定：

　　a) 各调光回路的推荐输出功率 3 kW、4 kW、5 kW 和 6 kW;

　　b ) 单个回路的过载能力应大于 120%额定负载;

　　c) 每个回路都需具有有效的短路和过流保护;

　　d) 单个调光柜的推荐回路数为 48、60、72 和 96 路 ;

　　e) 具有 DMX512A 和网络双重控制信号接口 ;

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　　f) 应有自检，预热和最后帧数据保持功能;

　　g) 其他参数见表 2 。

　　表 2 调光器性能参数

　　6 . 3 . 2 调光控制台性能参数

　　调光控制台性能参数见表 3 。

　　表 3 调光控制台性能参数

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　　表 3(续)

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　　6 . 3 . 3 观众厅调光设备性能参数

　　观众厅调光设备性能参数见表 4 。

　　表 4 观众厅调光设备性能参数

　　7 性能参数测试

　　7 . 1 基本测试条件

　　本标准规定的性能参数除单独指明以外，均在现场实际使用条件，设备和线路经过 2 h 以上时间的有载运行下测试。 抽样回路数见表 5 。

　　表 5 被测设备调光回路数与抽样数关系数表

　　7 . 2 测试项目

　　7 . 2 . 1 电网电压适应能力

　　7 . 2 . 1 . 1 测试条件

　　按测试环境划分，可分为：

　　a) 实验室条件下;

　　b) A、B、C三相均匀分配。

　　7 . 2 . 1 . 2 测试方法

　　测试方法可分为：

　　a) 电网电压适应能力测试，测试线路如图 2 所示。

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　　说明：

　　R — 调光器负载;

　　Y — 示波器控头。

　　图 2 电网电压适应能力测试电路

　　b) 在相电压 198 V、220 V、242 V下，测试抽样回路在运行 2 h 、5 h 和 8 h 后用示波器监视应能关灭，用有效值电压表测量，最大输出电压应不小于输入电压的 96%, 以及在调光过程中应无闪烁和突跳现象。

　　7 . 2 . 2 误触发和失触发

　　7 . 2 . 2 . 1 测试条件

　　测试条件应符合以下规定：

　　a) 将多台调光器接在同一电网上，选择其中一台作为被测设备;

　　b) 作为干扰源的调光器应有载;

　　c) 被测回路应满载。

　　7 . 2 . 2 . 2 测试方法

　　在被测设备中随机抽取(按表 5)被测回路数进行测试，被测调光回路的输出电压分别在 25 V~30 V, 150 V~160 V, 200 V~210 V范围内时，变换干扰源调光器的输出亮度值，观察被测调光器的负载灯具，不应有由误触发和失触发引起的闪烁现象。

　　7 . 2 . 3 负载能力

　　7 . 2 . 3 . 1 额定负载

　　在部分满载情况下，按表 5 抽样比例随机抽取若干回路。 带额定负载(现场条件下以设计的最大容量)进行温升试验。 具体测试条件及测试方法：在开机之前使用测温仪测一次初始温度(环境温度)，2 h后使用测温仪测量各点的温度，可以用带探头的测温仪测量抽屉内部空间温度。 测试部位及要求见表 6 。

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　　表 6 额定负载测试表

　　7 . 2 . 3 . 2 过载

　　在实验室条件下，按表 4 抽样比例随机抽取若干回路，带 120%额定负载通电 1 h,过载保护功能正常或者工作正常。

　　7 . 2 . 4 输出电压不-致性

　　7 . 2 . 4 . 1 测试条件

　　测试条件宜符合以下规定：

　　a) 采用适当量程的有效值电压表;

　　b) 输出电压分别在 25 V~30 V, 150 V~160 V, 200 V~210 V范围内各选一点;

　　c) 被测试回路输入电压、负载和控制信号相同的条件下。

　　7 . 2 . 4 . 2 测试方法

　　用有效值电压表测量调光回路的输出端电压并进行比较，测试结果应符合表 2 的规定。

　　7 . 2 . 5 最大输出电压 umax

　　7 . 2 . 5 . 1 测试条件

　　测试条件宜符合以下规定：

　　a) 被测回路宜在额定负载条件下(现场测试时，以现场实际负载情况为准);

　　b) 随机抽样测量，抽样表见表 5 。

　　7 . 2 . 5 . 2 测试方法

　　控制信号即标准 DMX512 信号为最大 255 时，用有效值表测量输出电压，测试结果应符合表 2规定。

　　7 . 2 . 6 最小输出电压 umin

　　7 . 2 . 6 . 1 测试条件

　　测试条件宜符合以下规定：

　　a) 被测回路宜在额定负载条件下(现场测试时，以现场实际负载情况为准);

　　b) 随机抽样测量，抽样表见表 5 。

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　　7 . 2 . 6 . 2 测试方法

　　控制信号即标准 DMX512 信号，从 01 开始测试。 如果 01 不能使晶闸管导通，则控制信号增加到02,以此类推，通过示波器观察输出电压波形，确定晶闸管能有效打开的最小输出电压点，并且用有效值表读取电压数值。 测试结果应符合表 2 规定。

　　7 . 2 . 7 温度漂移

　　7 . 2 . 7 . 1 测试条件

　　测试条件宜符合以下规定：

　　a) 被测回路满载;

　　b ) 随机抽样测量，抽样表见表 5 。

　　7 . 2 . 7 . 2 测试方法

　　开机稳定运行后将被测调光回路的输出电压设置为 U1 ,运行 2 h 后测量输出电压 U2 , ΔU=U2 - U1 ,U1 至少应选三点(25 V~ 30 V, 150 V~ 160 V, 200 V~ 210 V) 进行测量。测试结果应符合表 2

　　规定。

　　7 . 2 . 8 调光回路输出直流分量

　　7 . 2 . 8 . 1 测试条件

　　测试条件宜符合以下规定：

　　a) 被测回路有载;

　　b ) 随机抽样测量，抽样表见表 5 。

　　7 . 2 . 8 . 2 测试方法

　　开机稳定运行后，用直流分量测试仪测量回路的直流分量值，至少应选三点(25 V~30 V, 150 V~ 160 V, 200 V~210 V)进行测量。 测试结果应符合表 2 规定。

　　7 . 2 . 9 噪声

　　7 . 2 . 9 . 1 测试条件

　　在噪声测试前应测量背景噪声。 当测试值大于 6 . 2 中的要求，而背景噪声又未能低于测试值 10 dB以上，则测试结果只作为参考。

　　7 . 2 . 9 . 2 测试方法

　　使用声级计测试探头放置在距离调光柜 1 m,高度 1 . 5 m 处 。

　　测量输出最大电压和输出电压为 150 V~160 V之间时的最大噪声。 测试结果应符合调光设备对噪声的基本要求。

　　7 . 2 . 10 接地保护

　　使用至少能输出 10 A交流或直流电流的接地电阻测量仪进行测量，每个外露可导电部分与外壳保护接地端之间的电阻应小于 0 . 1 Ω。

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　　7 . 2 . 1 1 绝缘电阻

　　7 . 2 . 1 1 . 1 测试条件

　　应在布线工程结束后，设备通电前测试。

　　7 . 2 . 1 1 . 2 测试方法

　　用绝缘电阻测试仪测量调光器主回路(不含控制器件)的三相进线(A、B、C 三相)与保护接地端，相线与相线之间，相线与 N线之间的绝缘电阻，测量结果应大于 1 MΩ。

　　7 . 2 . 12 工频耐受电压(抗电强度)

　　7 . 2 . 12 . 1 测试条件

　　专业实验室条件下。

　　7 . 2 . 12 . 2 测试方法

　　调光器主回路(不含控制器件)按其工作电压，应能承受表 7 规定的工频耐受试验电压。 试验电压施加部位为带电回路与金属外壳之间，主电路相相之间。

　　表 7 主电路的工频耐受电压值 单位为伏

　　7 . 2 . 13 电磁兼容

　　7 . 2 . 13 . 1 测试条件

　　专业实验室条件下。

　　7 . 2 . 13 . 2 测试方法

　　在专业的测量实验室进行，测试结果应符合 GB/T 7251 . 1—2013 限值要求。

　　7 . 2 . 14 谐波

　　将所有调光器输出回路都打开，在调光器的三相进线端使用电能质量分析仪进行谐波测量。 测试结果应符合 GB/T 14549 限值规定。

　　7 . 2 . 15 调光器数据接收能力

　　7 . 2 . 15 . 1 DMX512 协议数据接收能力

　　用 DMX512 测试仪向调光器连续循环发送从 0 → ff→ 0 的灯光数据，观察输出灯光的变化情况，结果应均匀变光，无闪烁或抖动现象。

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　　7 . 2 . 15 . 2 Art-Net协议数据接收能力

　　用 DMX-Workshop 软件向调光器连续循环发送从 0 → ff→ 0 的灯光数据，观察输出灯光的变化情况，结果应均匀变光，无闪烁或抖动现象。

　　7 . 2 . 16 调光控制台刷新频率试验

　　7 . 2 . 16 . 1 DMX512 协议数据刷新频率

　　通过 DMX测试仪对每组 DMX输出的数据包进行计数，计算平均每秒收到的 DMX 数据包数量，即为 DMX刷新频率，应满足不小于 20 Hz 的要求。

　　7 . 2 . 16 . 2 网络协议数据刷新频率

　　通过 DMX-Workshop 软件对网络输出的数据包进行计数，计算平均每秒收到的符合协议要求的数据包数量，即为网络数据刷新频率，应满足不小于 20 Hz 的要求。

　　7 . 2 . 17 调光控制台和调光柜响应时间试验

　　将调光控制台连接调光柜及灯具后，用户的操作和灯具亮度变化之间不应出现任何可以察觉的时间延迟。

　　8 测量仪器

　　对本标准中的性能参数测试项目进行测量的机构，应当配备符合检测要求的测量仪器设备、计量器具和相应测量工具。 其中仪器的基本精度要求为：温度计和红外测温仪的精度应达到 ±1%,接地电阻测试仪和绝缘电阻测试仪的精度应达到 ±2%, 电压测试仪精度应达到 1 . 5 级，声级计精度应达到 1 级 。属于法定计量检定范畴的，应经过检定合格，且在有效期内。

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 2828 . 1—2012 计数抽样检验程序 第 1 部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划

　　[2] GB/T 2900 . 33—2004 电工术语 电力电子技术

　　[3] GB/T 14048 . 1—2012 低压开关设备和控制设备 第 1 部分：总则

　　[4] GB/T 14048 . 12—2016 低压开关设备和控制设备 第 4-3 部分：接触器和电动机启动器非电动机负载用交流半导体控制器和接触器

　　[5] GB/T 25840—2010 规定电气设备部件(特别是接线端子)允许温升导则

　　[6] WH/T 32—2008 DMX512-A 数据传输协议

　　[7] Art-Net 3 Specification for the Art-Net 3 Ethernet Communication Protocol