전기 설비에서 전선 굵기와 차단기 용량을 정확히 선택하는 것은 매우 중요합니다. 적절한 선정은 과부하와 전기 사고를 방지하는 역할을 합니다. 이번 글에서는 전기 용량에 따른 전선 굵기와 차단기 선정 방법을 쉽게 이해할 수 있도록 정리하고, 각 요소가 어떻게 결정되는지 설명하겠습니다.
1. 전기 부하와 전류의 계산
전선굵기와 차단기 변압기 용량 선정 계산공식
단상 전기 부하 전류 계산기
공식: 전류 \( I = \frac{P1}{V \times \text{역률}} \)
삼상 전기 부하 전류 계산기
공식: 전류 \( I = \frac{P3}{\sqrt{3} \times V \times \text{역률}} \)
전기 설비에서 부하 전류는 단상과 삼상에 따라 계산 방식이 다릅니다.
1.1. 단상 시스템 (Single Phase)
단상 220V에서 부하 전류를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.
부하 전류 (I) = 용량 (P) ÷ 전압 (V) × 역률예를 들어, 1kW의 부하는 4.5A의 전류가 흐릅니다.
1.2. 삼상 시스템 (Three Phase)
삼상 4선식 380V/220V 시스템에서는 다음 공식을 사용합니다.
부하 전류 (I) = 용량 (P) ÷ (√3 × 전압 (V) × 역률)이 경우 1kW의 부하는 약 1.5A의 전류를 발생시킵니다.
2. 차단기 용량 선정
차단기 용량은 부하 전류와 여유율을 고려하여 선정하며 기본적인 계산법은 다음과 같습니다:
- 단상 220V: 1kW당 6A로 계산
- 삼상 380V/220V: 1kW당 2A로 계산
차단기 용량 예시
- 단상 220V 10kW의 경우:
10kW * 6A = 60A → 차단기 용량은 60A - 삼상 380V 10kW의 경우:
10kW * 2A = 20A → 차단기 용량은 20A
3. 전선 굵기 선정
전선의 굵기는 허용 전류에 따라 결정됩니다. 전선의 허용 전류는 해당 전류가 지속적으로 흘러도 과열되지 않고 안전하게 사용할 수 있는 최대 전류를 의미합니다.
전선 굵기 선정 표
| 계약전력(kW) | 전선 굵기(SQ) | 부하의 최대 전류(A) | NFB/ELB 정격 전류 | CV케이블(가공용) 허용전류(A) |
|---|---|---|---|---|
| 2kW | 2.5SQ | 12A | 15A | 36A |
| 5kW | 4SQ | 24A | 30A | 63A |
| 10kW | 10SQ | 48A | 60A | 149A |
| 19kW | 25SQ | 100A | 125A | 289A |
| 31kW | 50SQ | 160A | 200A | 473A |
| 49kW | 95SQ | 240A | 300A | 641A |
4. 변압기 차단기 용량
삼상 변압기 차단기 용량 계산기
공식: 차단기 용량 = kVA ÷ (V × √3)
단상 변압기 차단기 용량 계산기
공식: 차단기 용량 = kVA ÷ V
변압기 용량에 따라 차단기를 선정할 때는 변압기의 용량을 전압과 곱한 후 루트 3으로 나눈 값을 사용합니다.
삼상 50kVA 380V/220V 변압기
차단기 용량 = 50kVA ÷ (380V × √3) = 약 75.9A
→ 차단기 용량은 100A 또는 150A로 선정
단상 50kVA 220V/110V 변압기
차단기 용량 = 50kVA ÷ 220V = 227A
→ 차단기 용량은 250A로 선정
5. 전선 굵기와 차단기 선정 방법 요약
- 부하 전류는 부하에 소비되는 전류입니다.
- 차단기 정격 전류는 평상시 기기가 작동할 때의 전류입니다.
- 허용 전류는 전선에 흐를 수 있는 최대 전류치입니다.
차단기 용량을 선정할 때는 다음의 규칙을 따릅니다:
- 반드시 부하의 최대 전류 < 차단기 정격 전류 < 전선의 허용 전류여야 합니다.
- 차단기 정격 전류는 부하 최대 전류의 1.25배 이상, 전선의 허용 전류는 차단기 정격 전류의 1.1배 이상이어야 합니다.
6. 접지선 굵기 선정
접지선 굵기 선정 계산기
공식: 접지선 굵기 = 차단기 용량(A) × 0.052
접지선의 굵기는 차단기 용량에 비례하여 결정되며 위 계산기를 참고하여 다음과 같은 간단한 공식으로 접지선 굵기를 계산할 수 있습니다.
접지선 굵기 = 차단기 용량 * 0.052접지선 굵기 예시
- 차단기 용량이 50A일 경우 접지선은 4SQ
- 차단기 용량이 100A일 경우 접지선은 6SQ
7. 차단기와 전선 굵기 선정 예시
- 단상 220V, 19kW의 경우
- 차단기: 2P, 125A
- 전선 굵기: 25SQ
- 삼상 380V, 59kW의 경우
- 차단기: 4P, 125A
- 전선 굵기: 35SQ
즉 전선 굵기와 차단기 용량은 전기 설비의 안전을 위해 반드시 정확히 선정해야 합니다. 부하 전류, 차단기 정격 전류, 전선의 허용 전류를 고려한 선택이 필요하며, 이러한 과정을 통해 전기 사고를 예방하고 안전한 전기 시스템을 유지할 수 있습니다.
FAQ
- 부하 전류란 무엇인가요? 부하 전류는 기기에 소비되는 전류입니다.
- 차단기 정격 전류는 어떻게 계산되나요? 차단기 정격 전류는 부하 전류에 여유율을 곱하여 계산합니다.
- 전선 굵기는 어떻게 선정하나요? 전선 굵기는 차단기 정격 전류보다 높은 허용 전류를 기준으로 선정합니다.
- 단상과 삼상의 차이는 무엇인가요? 단상은 하나의 전기 회로를, 삼상은 세 개의 전기 회로를 사용하여 전력을 공급합니다.
- 변압기 차단기 용량은 어떻게 계산하나요? 변압기 용량은 전압과 루트 3으로 나누어 차단기 용량을 선정합니다.