허용전류와 전선의 굵기 계산하는 공식: 한국전기설비규정 KEC

허용전류를 계산하는 공식이 있습니다. 허용전류 계산 공식은 I = a * S^m - b * S^n입니다. 허용전류는 전선의 종류와 배선방법에 따라 달라집니다.

 

허용전류표에 나오는 수치는 전선이 공기중에 노출되었을 때의 허용전류라고 보시면 됩니다. 여기서는 허용전류 계산식과 한국전기설비규정 KEC 의 관련규정도 살펴보겠습니다.

 

목차

 

허용전류와 전선의 굵기 계산하는 공식

혹시 간단한 전선의 허용전류를 구하신다면 아래 링크로 가보세요. KIV 허용전류 계산기를 마련해 놓았습니다.

허용전류 계산기 바로가기

부하전력에 따른 차단기와 전선굵기 계산기

 

 

허용전류 계산식

I = a * S^m - b * S^n

• I : 허용전류(A)
• S : 도체의 공칭 단면적(mm^2)
• a, b : 케이블의 종류와 설치 방법에 따른 계수
• m, n : 케이블의 종류와 설치 방법에 따른 지수

 

 

예를 들어, 옥내배선에서 가장 많이 사용하는 절연전선의 단면적이 2.5mm^2이고, 배선방식이 A1, 부하도체 3개인 경우를 가정해보겠습니다. 배선방식에 따라 허용전류가 차이가 나니 배선방식의 종류를 참고 하세요.

배선방식 A1

 

 

허용전류 계산

허용전류(A) =

케이블의 종류와 설치 방법에 따른 계수a 곱하기

도체의 공칭 단면적(mm^2)^케이블의 종류와 설치 방법에 따른 지수m 빼기

케이블의 종류와 설치 방법에 따른 계수b 곱하기

도체의 공칭 단면적(mm^2)^케이블의 종류와 설치 방법에 따른 지수n

 

해당되는 수치를 넣어 계산을 해 보면 다음과 같습니다.

 

허용전류(A) = 10.8 * 2.5^0.6015 - 0 * 2.5^0 = 16.48A

 

이 경우에는 16.48A 이하의 전류를 흘려야 안전합니다.

 

위에 있는 허용전류 계산식에서 나온 수치들은 한국표준협회에서 만든 KS C IEC 60364-5-52 문서안에 표에서 볼 수 있습니다.

 

이 문서 안에는 허용전류가 어떻게 계산되는지 설명이 있는데 전선의 종류와 주위 온도 시공방법등에 따라 허용전류치가 다르게 나옵니다.

KS C IEC 60364-5-52 문서

 

 

허용전류 계산식 항목 찾기

허용전류 계산식의 항목을 어떻게 찾는지 알려드리겠습니다.

• 나라표준인증 홈페이지 가서 국가표준 탭에 표준번호 탭에서 'IEC60364-5-52' 를 검색하세요.
• '저압 전기설비 ─ 제5-52부: 전기기기의 선정 및 설치 ─ 배선설비' 문서가 나오면 클릭하세요.
• 그러면 다음과 같은 화면이 나오는데, 표준원문보기를 클릭하세요.

 

 

 

그러면 저작권이 있는 'KS C IEC 60364-5-52' 문서가 나옵니다.

 

여기서 CTL+F 눌러서 찾기 창을 띄우고 '허용전류 표' 로 검색하거나 차례에서 '부속서 B' 를 찾아 가서 '표 B.52.1' 를 찾습니다. 

 

'표 B.52.1' 의 내용이 배선방식에 대한 내용인데요, A1, A2, B1, B2, C, D1, D2, E, F, G 이렇게 10가지가 있습니다.

 

예를 들어 처음 계산식에서 옥내배선 방식인 A1, 2.5mm^2, 3가닥인 경우 '표 B.52.2' 를 보라고 되어 있습니다.

 

표 B.52.1 의 일부

 

 

찾기 창에서 '표 D.52.1' 를 검색하면 계수와 지수표가 나오는데요,

 

여기서 B.52.2에 3(s<=120mm^2)에 해당하는 계수와 지수를 찾을 수 있습니다.

 

여기서 3 은 전선의 가닥수, s 는 전선의 단면적입니다.

 

 

전선의 굵기 계산

부하 전류는 아는데 전선의 굵기가 궁금할 때 '부하전류가 30A 인데 전선굵기를 얼마짜리를 써야 되지?'

 

또는 전선굵기를 아는데 전선의 허용전류가 얼마인지 궁금할 때 '전선 굵기 6SQ 는 허용전류가 얼마지?'

 

아래 전선규격표에서 찾아볼 수 있습니다. 이 표는 컨트롤판넬 배선용으로만 참조해 주세요.

 

혹시 전류에 따른 전선굵기만 알고 싶으시다면 아래 링크로 가보세요. 간단하게 전선의 굵기를 계산해 주는 전선굵기 계산기입니다.

전류를 입력하면 전선굵기를 계산해 줍니다

 

 

전기공사는 위에서 이야기한 KS C IEC 60364-5-52 문서를 보고 계산해야 합니다.

 

허용전류표

 

 

위 표에서 직경은 예전에 3미리, 5미리 전선 이런식으로 부르던 단위인데요. 지금은 사용하지 않습니다.

 

지금 단면적 제곱미리를 사용하고 이것을 SQ 즉, 스퀘어라는 단위로 사용합니다.

 

AWG 단위가 기준이 되는 표라서 AWG가 주인공이 되었네요.

 

AWG 의 허용전류와 mm^2 환산 계산기

 

부하전력에 따른 차단기와 전선굵기 계산기

 

차단기 용량과 전선굵기 선정하기

 

앞에서의 질문, '부하전류가 30A 인데 전선굵기 얼마짜리 써야하지?' 에서 허용전류표에 맨 오른쪽 허용전류에서 28~35A 가 있습니다.

 

12AWG 네요. 잠깐! 30A 가 범위 안에 있다고 12AWG 를 선택하면 안됩니다.

 

왜냐하면 28~35A 의 최소가 28A 라서(주변 온도가 변수) 안되고, 전선은 한단계 위의 클래스를 사용해 주어야 안전합니다.

 

그래서 허용전류에 35A 칸에 있는 11AWG, 스퀘어로 4.17 이네요. 4.17SQ 는 없기 때문에 그보다 한단계 위 클래스인 6SQ를 사용하면 됩니다.

 

한단계 위 클래스가 5.26(5.5) 라고 되어 있는데 왜 6SQ 냐? 고 하실 수도 있습니다.

 

그 이유는 기성품 전선이 정해진 규격으로 제작되서 그렇습니다.

 

SQ단위 기성품 KIV 전선의 굵기는 아래와 같습니다.

• 1
• 1.5
• 2.5
• 4
• 6
• 10
• 16
• 25
• 35
• 50
• 70
• 95
• 120
• 150
• 185
• 240

 

아래 부터는 법규정입니다. 관심 있으신 분들은 한번 읽어 보시면 좋습니다.

 

한국전기설비규정(KEC)의 전선굵기 와 허용전류

한국전기설비규정 222.5 저압 가공전선의 굵기 및 종류

1.  저압 가공전선은 나전선(중성선 또는 다중접지된 접지측 전선으로 사용하는 전선에 한한다), 절연전선, 다심형 전선 또는 케이블을 사용하여야 한다.
2. 사용전압이 400 V 이하인 저압 가공전선은 케이블인 경우를 제외하고는 인장강도 3.43 kN 이상의 것 또는 지름 3.2 ㎜(절연전선인 경우는 인장강도 2.3 kN 이상의 것 또는 지름 2.6 ㎜ 이상의 경동선) 이상의 것이어야 한다.
3. 사용전압이 400 V 초과인 저압 가공전선은 케이블인 경우 이외에는 시가지에 시설 하는 것은 인장강도 8.01 kN 이상의 것 또는 지름 5 ㎜ 이상의 경동선, 시가지 외 에 시설하는 것은 인장강도 5.26 kN 이상의 것 또는 지름 4 ㎜ 이상의 경동선이어 야 한다.
4. 사용전압이 400 V 초과인 저압 가공전선에는 인입용 비닐절연전선을 사용하여서는 안 된다.

 

232.5 허용전류

232.5.1 절연물의 허용온도

1. 정상적인 사용 상태에서 내용기간 중에 전선에 흘러야 할 전류는 통상적으로 표 232.5-1에 따른 절연물의 허용온도 이하이어야 한다. 그 전류 값은 232.5.2의 1에 따 라 선정하거나 232.5.2의 3에 따라 결정하여야 한다.

 

표 232.5-1 절연물의 종류에 대한 최고허용온도

절연물의 종류	최고허용온도(℃)a,d
열가소성 물질[폴리염화비닐(PVC)] 열경화성 물질[가교폴리에틸렌(XLPE) 또는 에틸렌프로필렌고무 (EPR) 혼합물]b 무기물(열가소성 물질 피복 또는 나도체로 사람이 접촉할 우려가 있는 것)  무기물(사람의 접촉에 노출되지 않고, 가연성 물질과 접촉할 우려가 없는 나도체)	70(도체)   90(도체) 70(시스) 105(시스)b,c
*a 이 표에서 도체의 최고허용온도(최대연속운전온도)는 KS C IEC 60364-5-52(저압전기설비-제5-52부: 전 기기기의 선정 및 설치－배선설비)의“부속서 B(허용전류)”에 나타낸 허용전류 값의 기초가 되는 것 으로서 KS C IEC 60502(정격전압 1 kV ~ 30 kV 압출 성형 절연 전력케이블 및 그 부속품) 및 IEC 60702(정격전압 750 V 이하 무기물 절연 케이블 및 단말부) 시리즈에서 인용하였다. *b 도체가 70 ℃를 초과하는 온도에서 사용될 경우, 도체에 접속되어 있는 기기가 접속 후에 나타나는 온 도에 적합한지 확인하여야 한다. * c 무기절연(MI)케이블은 케이블의 온도 정격, 단말 처리, 환경조건 및 그 밖의 외부영향에 따라 더 높은 허용 온도로 할 수 있다. d (공인)인증 된 경우, 도체 또는 케이블 제조자의 규격에 따라 최대허용온도 한계(범위)를 가질 수 있다.

 
2. 표 232.5-1은 KS C IEC 60439-2(저전압 개폐장치 및 제어장치 부속품–제2부:부스바 트렁킹 시스템의 개별 요구사항), KS C IEC 61534-1(전원 트랙–제1부：일반 요구사 항) 등에 따라 제조자가 허용전류 범위를 제공해야 하는 버스바트렁킹시스템, 전원 트랙시스템 및 라이팅 트랙시스템에는 적용하지 않는다.
 
3. 다른 종류의 절연물에 대한 허용온도는 케이블 표준 또는 제조자 시방에 따른다.
 

232.5.2 허용전류의 결정

1. 절연도체와 비외장케이블에 대한 전류가 KS C IEC 60364-5-52(저압전기설비-제5-52부:전기기기의 선정 및 설치-배선설비)의“부속서 B(허용전류)”에 주어진 필요한 보정 계수를 적용하고, KS C IEC 60364-5-52(저압전기설비-제5-52부：전기기기의 선정 및 설치-배선설비)의“부속서 A(공사방법)”를 참조하여 KS C IEC 60364-5-52(저압전기설비-제5-52부：전기기기의 선정 및 설치-배선설비)의“부속서 B(허용전류)”의 표(공사방법, 도체의 종류 등을 고려 허용전류)에서 선정된 적절한 값을 초과하지 않는 경우 232.5.1의 요구사항을 충족하는 것으로 간주한다.
 
2. 허용전류의 적정 값은 KS C IEC 60287(전기 케이블-전류 정격 계산) 시리즈에서 규 정한 방법, 시험 또는 방법이 정해진 경우 승인된 방법을 이용한 계산을 통해 결정 할 수도 있다. 이것을 사용하려면 부하 특성 및 토양 열저항의 영향을 고려하여야 한다.
 
3. 주위온도는 해당 케이블 또는 절연전선이 무부하일 때 주위 매체의 온도이다.
 

232.5.3 복수회로로 포설된 그룹

1. KS C IEC 60364-5-52(저압전기설비-제5-52부：전기기기의 선정 및 설치-배선설비) 의“부속서 B(허용전류)”의 그룹감소계수는 최고허용온도가 동일한 절연전선 또는 케이블의 그룹에 적용한다.
 
2. 최고허용온도가 다른 케이블 또는 절연전선이 포설된 그룹의 경우 해당 그룹의 모 든 케이블 또는 절연전선의 허용전류용량은 그룹의 케이블 또는 절연전선 중에서 최고허용온도가 가장 낮은 것을 기준으로 적절한 집합감소계수를 적용하여야 한다.
 
3. 사용조건을 알고 있는 경우, 1가닥의 케이블 또는 절연전선이 그룹 허용전류의 30% 이하를 유지하는 경우는 해당 케이블 또는 절연전선을 무시하고 그 그룹의 나머지 에 대하여 감소계수를 적용할 수 있다.
 

232.5.4 통전도체의 수

1. 한 회로에서 고려해야 하는 전선의 수는 부하 전류가 흐르는 도체의 수이다. 다상 회로 도체의 전류가 평형상태로 간주되는 경우는 중성선을 고려할 필요는 없다. 이 조건에서 4심 케이블의 허용전류는 각 상이 동일 도체단면적인 3심 케이블의 허용 전류와 같다. 4심, 5심 케이블에서 3도체만이 통전도체일 때 허용전류를 더 크게 할 수 있다. 이것은 15% 이상의 THDi(전류종합고조파왜형률)가 있는 제3고조파 또는 3 의 홀수(기수) 배수 고조파가 존재하는 경우에는 별도로 고려해야 한다.
 
2. 선전류의 불평형으로 인해 다심케이블의 중성선에 전류가 흐르는 경우, 중성선 전 류에 의한 온도 상승은 1가닥 이상의 선도체에 발생한 열이 감소함으로써 상쇄된 다. 이 경우, 중성선의 굵기는 가장 많은 선전류에 따라 선택하여야 한다. 중성선은 어떠한 경우에도 제1에 적합한 단면적을 가져야 한다.
 
3. 중성선 전류 값이 도체의 부하전류보다 커지는 경우는 회로의 허용전류를 결정하는 데 있어서 중성선도 고려하여야 한다. 중선선의 전류는 3상회로의 3배수고조파(영상 분고조파) 전류를 무시할 수 없는 데서 기인한다. 고조파 함유율이 기본파 선전류의15%를 초과하는 경우 중성선의 굵기는 선도체 이상이어야 한다. 고조파 전류에 의 한 열의 영향 및 고차 고조파 전류에 대응하는 감소계수를 KS C IEC 60364-5-52 (저압전기설비-제5-52부：전기기기의 선정 및 설치-배선설비)의“부속서 E(고조파 전류가 평형3상 계통에 미치는 영향)”에 나타내었다.
 
4. 보호도체로만 사용되는 도체(PE도체)은 고려하지 않는다. PEN도체는 중성선과 같은 방법으로 취급한다.
 

232.5.5 배선경로 중 설치조건의 변화

배선경로 중의 일부에서 다른 부분과 방열조건이 다른 경우 배선경로 중 가장 나쁜 조건의 부분을 기준으로 허용전류를 결정하여야 한다(단, 배선이 0.35 m 이하인 벽을 관통하는 장소에서만 방열조건이 다른 경우에는 이 요구사항을 무시할 수 있다).

 

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