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전기기사 실기 · 전선관 설계

Conduit Sizing

전선관 설계는 넣을 전선의 개수와 굵기에 맞춰 관 굵기를 점유율로 고르는 계산 단원이다. 점유율은 피복까지 포함한 전선 단면적의 합을 관 안쪽 단면적으로 나눈 값이라, 도체 굵기(mm²)로 계산하면 관이 모자라게 나온다. 전선만 더 넣거나 관을 어림으로 고르면 전선이 들어가지 않거나 열이 빠지지 않는 시공이 되기 쉬워요. 전선 굵기 · 개수 · 관 호칭 슬라이더를 움직이면 위쪽 관 단면의 전선 배치와 점유율 원호, 아래쪽 관 크기별 점유율 막대와 권장값(1/3) 점선이 함께 바뀌어요.

전선 5본이 들어갈 관 굵기

10 mm² XLPE 전선 5본을 금속관(후강전선관)에 넣어 시공한다고 하자. 관 굵기는 관 안의 전선 점유율이 권장값인 관 안쪽 단면적의 1/3 을 넘지 않도록 고른다.

🔧 점유율이 관을 고르는 기준
① 전선 점유율 = 전선 단면적의 합 ÷ 관 안쪽 단면적 × 100%
② 현행 KEC 핸드북은 전선 본수와 관계없이 점유율 1/3(약 33.3%) 이하를 권장한다. 법이 정한 강제 한도가 아니라 시공을 쉽게 하려는 기준이에요
③ 권장값을 넘기면 전선을 당겨 넣기 어렵고 열이 차서 절연이 빨리 상해요
④ 단면적은 도체가 아니라 피복을 포함한 바깥지름으로 계산해요

관 단면과 관 크기별 점유율

10 mm²
5 본
28 mm
🔑 점유율 판정
① 지금 10mm² 전선 5본을 C28 에 넣으면 39.3% 다
② 권장값은 본수와 관계없이 1/3(33.3%)이다
③ 권장값을 넘어 더 굵은 관이 필요하다
④ 아래 막대에서 초록으로 칠해진 가장 작은 관이 고를 관이에요

핵심 공식과 풀이

전선 점유율
점유율 = n × π(d/2)²π(D/2)² × 100%
n: 전선 개수, d: 전선 바깥지름[mm], D: 관 안지름[mm]
점유율 권장값
전선 본수와 관계없이 13(약 33.3%) 이하
KEC 핸드북의 권장 기준이고 법적 강제 한도는 아니다
🔧 기준에서 풀이로
①점유율 식과 권장값을 정했으면
②실제 전선 면적을 구해 관 굵기를 고른다
풀이: 전선 면적
1본: π×(7.4/2)² = 43.0mm² → 5본: 215mm²
10mm² XLPE, 바깥지름 7.4mm
풀이: 관 안쪽 단면적
C28: π×(26.4/2)² = 547mm²
안지름 26.4mm
최종 판정
215.0547 × 100 = 39.3% > 33.3%, 권장값 초과
더 굵은 관이 필요하다

함정과 변형 문제

⚠️ 자주 틀리는 자리
① 「전선 단면적 10 mm²」와 「피복까지 포함한 단면적 43 mm²」는 전혀 다른 값이다
② 접지선(G)과 중성선(N)도 전선 개수에 들어간다. 3상 + N + G 면 5본이다
③ 후강전선관 호칭(C28)은 안지름에 가까운 짝수일 뿐 실제 안지름이 아니라서, 면적은 표의 안지름(여기 표는 26.4 mm)으로 계산한다
④ PF관(합성수지제 가요관)은 같은 호칭이라도 안지름이 달라 표를 따로 본다
⑤ 굵기가 다른 전선을 섞으면 전선마다 피복 포함 면적을 구해 더해요
⑥ 폐지된 내선 규정의 32% · 48% 나 미국 NEC 의 53% · 31% · 40% 는 현행 한국 기준이 아니다. 다만 문제에 점유율이 주어지면 그 값으로 푼다
관 굵기 거꾸로 구하기
필요한 관 안쪽 단면적 ≥ 전선 단면적 합점유율 권장값
권장값 1/3 이면 ≥ 215.0 × 3 = 645mm² → 안지름으로 환산
🔄 변형 문제 유형
① 케이블 트레이는 면적 점유율로 보지 않는다. KEC 232.41 은 수평 트레이에 다심 케이블을 단층으로 놓고 바깥지름의 합이 트레이 안쪽 폭 이하(Σd ≤ W)인지 본다. 여러 층으로 쌓으려면 허용 전류 저감 계수를 따로 산정해야 한다
② 금속 덕트: 넣는 전선의 피복 포함 단면적 합이 덕트 안쪽 단면적의 20% 이하(제어 회로 배선만 넣으면 50%)
③ 「전선관 크기를 구하시오」는 필요한 면적을 거꾸로 구한 뒤 표준 규격 가운데 그 면적을 넘는 가장 작은 관을 고른다
④ 풀박스 설치 기준: 직선 30 m 초과 또는 직각 굴곡 4개소면 설치해요

답안 점검

점유율
n·π(d/2)²π(D/2)²
피복 포함 바깥지름 기준
권장값
본수와 관계없이 13
KEC 핸드북 · 강제 한도 아님
🎯 시험에서 볼 자리
① 전선 바깥지름은 절연 피복을 포함한 값이고 도체 단면적(mm²)과는 다르다
② 문제에 바깥지름 표가 주어지면 그 값을 써요
③ 접지선 · 중성선도 전선 개수에 넣어 점유율을 계산한다
④ 답안은 「C○○(안지름 ○○ mm, 점유율 ○○% ≤ ○○%)」 꼴로 적는다
⑤ PF관과 금속관은 같은 호칭이라도 안지름이 달라서 관 종류를 꼭 밝혀요
📝 대표 기출 유형
①[기출유형] 10 mm² IV 전선(바깥지름 7.4 mm) 5본을 금속관에 넣을 때 점유율이 40% 이하가 되도록 전선관 굵기를 구하시오. (답: 문제가 준 40% 로 푼다. 5 × π × 3.7² ≒ 215.0 mm², 215.0 / 0.4 ≒ 538 mm² 이상이라 위 안지름 표로 C28. 현행 권장값 1/3 로 고르면 645 mm² 이상이라 C36 이다)
②[기출유형] 저압 간선에서 분기할 때 분기점의 과전류 차단기를 옮겨 둘 수 있는 분기선 조건을 쓰시오. (답: 분기선 8 m 이하이고 허용 전류가 간선 차단기 정격의 35% 이상)
③[기출유형] 금속관 공사에서 풀박스를 설치해야 하는 경우 2가지를 쓰시오. (답: 직선 30 m 초과, 직각 굴곡 4개소)
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