전기기사 실기 · 간선 설계

Feeder Design

간선 설계는 변압기에서 분전반까지 가는 전선의 굵기를 허용 전류와 전압 강하 두 조건으로 확인하는 단원이다. 전류만 견디면 되는 것이 아니라, 길이를 따라 떨어지는 전압이 한도 안에 들어야 굵기가 정해진다. 허용 전류만 보고 전압 강하를 빼면 말단 전압이 무너져요. 부하 전류 · 간선 길이 · 전선 굵기 슬라이더를 움직이면 위쪽 경로도와 아래 거리별 전압 그래프가 바뀌고, 한도를 넘으면 빨간색으로 표시돼요.

변압기에서 분전반까지, 전선은 몇 mm² 일까

변압기 2차(380 V)에서 80 m 떨어진 분전반까지 200 A 를 보내는 간선을 설계한다고 하자. 전선 굵기는 허용 전류와 전압 강하두 조건을 함께 만족해야 해요.

🔌 간선 설계 = 전선 굵기 정하기(두 번 확인)

① 허용 전류 확인: 전선에 흐르는 전류 ≤ 전선의 허용 전류

② 전압 강하 확인: 전선의 전압 강하 ≤ 허용 한도(간선 5%, 분기 3%)

③ 두 조건 가운데 더 굵은 쪽을 고른다

④ 단락 전류 내량 · 기계적 강도 · 시공성도 함께 본다

간선 경로와 전압 강하 그래프

전류 · 거리 · 전선 굵기를 바꾸면 전압 강하 결과가 바로 나타난다. 허용 전류나 전압 강하 한도를 넘으면 빨간색으로 표시돼요.

부하 전류200 A

간선 길이80 m

전선 굵기70 mm²

🔑 전압 강하 그래프 읽기

① 전압은 거리에 비례해 직선으로 떨어진다(저항 ∝ 길이)

② 노란 선이 실제 전압, 빨간 점선이 허용 하한(361 V)이다

③ 지금 조건: 70mm² → 2.0% (적합)

④ 허용 전류: 200A ≤ 232A 적합

핵심 식과 풀이

3상 전압 강하

e = √3 · I · L · (R·cosθ + X·sinθ)

I: 전류[A], L: 거리[km], R: 저항[Ω/km], X: 리액턴스[Ω/km]

전압 강하율

ε [%] = eV × 100 ≤ 5%

간선: 5% 이내, 분기: 3% 이내, 합산: 7% 이내

🔧 식에서 풀이로

①3상 전압 강하 식을 세우고

②허용 전압 강하율 안인지 확인해, 넘으면 전선 굵기를 올려요

풀이: 전압 강하 계산

e = √3×200×0.08×(0.268×0.85+0.08×0.527) = 7.5 V

ε = 7.5/380×100 = 2.0% → 적합

전선 굵기 역산(간이식)

A = √3·I·L·ρ·cosθe_허용 × 1000

ρ: 고유 저항(Cu 1/56, Al 1/35) [Ω·mm²/m], e_허용 = V × 5%

최종 답안 형태

XLPE 70mm² × 3C + 중성선 | 허용 전류: 232A, 전압 강하: 2.0%

전선 종류 · 굵기 · 심수와 허용 전류 · 전압 강하 확인 결과를 적어요

함정과 변형 문제

⚠️ 자주 틀리는 자리

① 거리 단위: 문제에서 m 로 주면 km 로 바꾼다(80 m = 0.08 km)

② 단상 전압 강하는 e = 2·I·R·L 로 √3 대신 2 를 쓴다

③ 간선 한도와 분기 한도 가운데 어느 쪽을 묻는지 정확히 본다

④ X 를 무시하는 간이식은 오차가 생길 수 있다

⑤ 허용 전류는 주위 온도 · 포설 방법에 따른 보정 계수만큼 줄어드니 문제 조건을 확인해요

허용 전류 보정

I_보정 = I_기본 × K_온도 × K_포설 × K_그룹

K_온도: 40 °C 에서 0.87, K_포설: 직매 0.9, K_그룹: 3조 0.7

🔄 변형 문제 유형

① 「전선 굵기를 구하시오」는 전압 강하 식을 단면적 A 에 대해 거꾸로 푼다

② 부하가 흩어져 있으면 구간마다 전류가 달라 구간별 전압 강하를 더한다

③ 단상 간선(220 V)은 식에서 √3 대신 2 를 쓴다

④ 알루미늄 전선은 고유 저항이 구리의 1.6배라 같은 전류에 더 굵게 해요

실전 답안 체크리스트

3상 전압 강하

e = √3·I·L·Z

Z = R·cθ+X·sθ

전압 강하율

ε = eV × 100

간선 ≤ 5%

🎯 시험 포인트

① 답안은 「전선 선정 → 허용 전류 확인 → 전압 강하 확인」 세 단계로 쓴다

② 허용 전류와 전압 강하 가운데 어느 조건이 굵기를 정했는지 밝힌다

③ m → km 변환과 3상 · 단상 식 구분을 풀이에 분명히 적는다

④ 보정 계수가 주어지면 보정한 허용 전류로 확인한다

⑤ 최종 답은 「XLPE OO mm² × 3C」 꼴에 두 확인 수치를 함께 적어요

📝 대표 기출 유형

①[기출유형] 3상 380 V, 200 A 부하에 100 m 간선을 설계할 때, 전선 저항 0.268 Ω/km · 리액턴스 0.08 Ω/km · 역률 0.85 이면 전압 강하율은?

②[기출유형] 저압 간선에서 분기할 때 분기점의 과전류 차단기를 옮겨 둘 수 있는 조건은? (답: 분기선 8 m 이하이고 허용 전류가 간선 차단기 정격의 35% 이상)

③[기출유형] 허용 전압 강하 안에 드는 최소 전선 굵기[mm²]는?

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조명 설계와 조도 계산

마지막 수정 2026-10-20

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