차단기과 전선의 용량 선정

우리가 살아가는데 물만큼 중요하게 생각하는 것이 전기가 되었습니다. 이러한 전기를 건축물에 공급하기 위해서는 차단기와 전선이 꼭 필요합니다. 그렇다면 이 차단기와 전선은 어떻게 선정될까요? 오늘은 이 차단기와 전선 용량 선정에 대해서 알아보겠습니다.

 

차단기 용량 선정

차단기를 선정하기 위해서는 부하 용량을 알아야 합니다. 다시 말하자면 설치하고자 하는 차단기가 부담하는 부하의 용량을 알아야 합니다. 부하의 용량을 알고 있다면 다음의 공식을 대입하여 계산을 할 수 있습니다.

I = P / V (I : 전류, P : 부하용량, V : 전압)

 

이러한 공식을 대입하여 계산 시 3상과 단상의 부하 계산 공식이 달라집니다.

3상 부하	단상 부하
I = P / √3V	I = P / V

 

3상의 부하에서는 √3을 용량에서 나누어 주어야 합니다. 이를 토대로 부하용량이 20kW 일 때 차단기 용량을 선정하면,

부하용량 20kW
3상 부하 (전원 380V)	단상 부하 (전원 220V)
20000 / √3*380  = 30.38[A] 30.38 * 1.2 ~ 1.5 = 36.5 ~ 45.6[A]	20000 / 220 = 90[A] 90 * 1.2 ~ 1.5 = 108 ~ 135[A]

 

3상 부하의 380V 전원에서는 30.38A, 단상 부하의 220V 전원에서는 90A가 산출됩니다. 이 때 차단기의 여유 용량을 위해 20 ~ 50%를 가산하게 되면 3상에서는 36.5 ~ 45.6A, 단상은 108 ~ 135A가 산출되게 됩니다. 차단기의 생산 규격은 20, 30, 50, 60, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 300A .... 로 제작이 되기에 3상에서는 여유를 좀 더 주어서 50A, 단상에서는 125A를 선정하게 됩니다. 가끔 계산을 하다보면 차단기 규격을 범위 내에서 산정하기 어려운 경우들이 있습니다. 그럴 때는 계산되어 나온 범위의 차단기가 없을 시 가산하기 전 전류용량보다는 큰 용량의 차단기를 선정하시면 사용하기에 무리는 없을 것입니다.

 

 전선의 용량 선정

전선의 용량 선정은 차단기 용량이 선정되면 아래와 같은 표를 보고 선정하시면 됩니다. 아래와 같은 표들은 전선 회사들에서 카탈로그로 제공하기에 누구나 접하기 쉬운 내용입니다. 앞에서 3상과 단상에서 각각 선정한 차단기에 적합한 Cable을 선정하다면 먼저 Cable의 종류와 포설 조건에 의해 허용전류가 달라질 수 있습니다. 해당 조건의 Cable은 HFIX+, HFIX, HIV라는 카탈로그를 제공하는 업체에서 나오는 Cable입니다. 또한 아래표의 포설 조건은 주택공사에서 가장 많이 사용되는 포설방법입니다. 예를 들어 A1과 같은 방법으로 Cable이 포설된다면 3상에서 선정된 50A의 차단기 보다 허용전류가 큰 10㎟를 선정하는 것이 적절하고, 단상에서 선정된 125A 보다 허용전류가 큰 50 ㎟ 를 선정하는 것이 적절합니다. 

만약 B1과 같은 방법으로 공사가 진행된다면 3상에는 10 ㎟ , 단상은 35 ㎟ 가 적절합니다. 전선은 크기가 클수록 허용 전류가 높아지는 특성이 있어 무조건 큰 것을 선정하는 것이 좋은 것이 아니냐는 질문들은 하시는데 전선이 클수록 비용도 커지고 실제로 차단기에 결선할 수 없을 정도로 두꺼워져 비경제적이라고 말할 수 있습니다.  이에 따라 공사방법과 차단기의 용량을 잘 보고 이보다 조금 높은 허용전류의 전선을 선정하는 것이 가장 이상적입니다.

전력케이블 허용전류표 [출처 : LS 전선]

 

 

오늘은 차단기와 전선의 용량선정에 대해 알아보았습니다. 차단기가 분기하는 곳마다 적정한 용량의 차단기와 전선을 선정하는 것은 전기안전과 경제성을 모두 고려하는 아주 중요한 부분입니다. 다만, 전동기가 설치되는 곳에서는 이와 같은 방법의 계산이 아닌 옥내 저압 간선의 시설방법에 따라 차단기와 전선을 선정해야 함을 인지하시고 이 지식을 이용하신다면 유용히 쓰일 것입니다. 다음에는 전동기가 있는 상태의 차단기와 전선을 선정하는 방법에 대해 알아보는 포스팅으로 인사드리겠습니다.

 

아래 포스팅을 함께 보시면 도움이 됩니다.

배선용 차단기(MCCB) 이해하기