seegongsik

전기기능사 전기설비 · 전기응용시설 공사

Electrical Application

전기 응용 시설 공사는 전기 에너지를 빛 · 힘 · 열로 바꾸는 조명 · 동력 · 전열 설비를 설계하고 시공하는 일이다. 광속법 조도 계산과 등 수, 펌프 · 컨베이어 전동기 출력, 전동기 배선 기준, 조명 설계 요소와 배광 방식, 전열 · 전기 철도 같은 응용 분야를 다룬다. 아래로 응용 분야 분류, 조도 계산식과 광원 비교, 전동기 출력 식과 배선 기준, 조명 설계 표, 전열 · 기타 응용 표가 이어져요.

전기 응용의 범위

💡 전기 에너지를 빛 · 힘 · 열로 바꾼다
①조명 설비는 전기를 빛으로 바꾼다(LED · 형광등 · HID)
②동력 설비는 전기를 운동으로 바꾼다(전동기)
③전열 설비는 전기를 열로 바꾼다(히터 · 보일러)
④그 밖에 전기 철도 · 전기 용접 · 냉난방 · 엘리베이터가 있어요

응용 분류

전기 응용 분야 분류

조명 설비: 조도 계산과 광원

광속법 조도 계산
F = E × AU × M
F: 총 광속 [lm] · E: 필요한 조도 [lx] · A: 면적 [m²] · U: 조명률 · M: 보수율
등 수 계산
N = FFL
N: 등 수 · F: 총 광속 · FL: 등 하나의 광속 [lm]

광원 종류

광원 종류별 비교
광원효율(lm/W)수명(시간)특징
LED80~20030,000~50,000고효율 · 장수명 · 친환경
형광등(FL)60~1008,000~15,000안정기 필요
메탈 할라이드(HID)75~1006,000~12,000고휘도 · 옥외 조명
나트륨등(HPS)80~15012,000~24,000도로 조명 · 노란빛
백열등10~201,000생산이 줄어드는 추세 · 저효율

조도 기준

장소별 권장 조도(KS A 3011)
사무실
300~750 lx
교실
300~600 lx
공장(정밀 작업)
300~750 lx
복도 · 계단
50~150 lx
비상 조명
바닥면 기준
1 lx 이상

동력 설비: 전동기 용량 산정

전동기 출력(펌프)
P = 9.8 × Q × Hη [kW]
Q: 유량 [m³/s] · H: 양정 [m] · η: 효율 · 결과는 kW
전동기 출력(컨베이어)
P = F × vη [W]
F: 반송력 [N] · v: 속도 [m/s] · η: 효율

동력 배선

전동기 배선 기준
전선 굵기
전동기 1대 분기 회로
정격 전류 × 1.25배 이상
차단기 정격
기동 전류 고려
정격 전류 × 3배 이하
과부하 보호
0.2 kW 넘는 전동기에 설치
열동 계전기(THR) 설치
역상(역회전) 방지
3상 전동기 회전 방향 점검
상 순서 확인

조명 설계 실무

조명 설계

조명 설비 설계 때 따질 것
조명률(U)
실지수 · 반사율에 따라 정함
0.4 ~ 0.7(일반 실내)
보수율(M)
청소 주기 · 환경에 따라 낮아짐
0.6~0.8
균제도
조도를 고르게
최소 조도 ÷ 평균 조도 ≥ 1/3
글레어(눈부심)
눈부심을 막는 설계
UGR ≤ 19(사무실)
연색성(CRI)
색을 얼마나 바르게 보이는지 · LED 는 꼭 확인
Ra 80 이상(일반)

배광 방식

조명 배광 방식 비교
방식위로 · 아래로적용 장소
직접 조명아래로 90 ~ 100%사무실 · 공장
반직접 조명아래로 60 ~ 90%교실 · 회의실
전반 확산 조명위아래 50 : 50복도 · 로비
간접 조명위로 90 ~ 100%호텔 · 미술관

전열 · 그 밖의 전기 응용

전열 설비

전열 설비 기준
3 kW 이상
다른 부하와 함께 쓰지 않음
전용 분기 회로
발열체 이격
불연재 위에 설치
가연물과 떨어뜨려 설치
과열 방지
과열되면 전원을 저절로 끊음
자동 차단 장치
전기 온수기
물속 히터 감전 방지
접지 + 누전 차단기

기타 응용

전기 응용 분야 비교
분야핵심 설비시험에서 묻는 것
전기 철도급전선 · 전차선 · 귀선직류 1,500 V · 교류 25 kV
전기 용접아크 용접기 · 스폿 용접기2차 전압 80 V 이하
냉난방히트 펌프 · EHP · GHPCOP(성능 계수) 계산
엘리베이터전동기 · 제어반 · 안전 장치비상 정지 · 과부하 감지
📌 전기 철도 기초
①급전 방식은 도시 철도 직류 1,500 V, 고속 철도 교류 25 kV 다
②전차선에서 팬터그래프로 전기를 받는다
③전류는 귀선(레일)을 거쳐 변전소로 돌아간다
④레일에서 새는 전류가 땅속 금속을 부식시키는 전식(電蝕)을 막아야 해요

정리

광속법
F = E × AU × M, N = FFL
총 광속을 구한 뒤 등 하나의 광속으로 나누면 등 수
전동기 출력(펌프)
P = 9.8QHη [kW]
양수 펌프 전동기 용량 계산(Q 는 m³/s · 결과 kW)
🎯 시험에서 묻는 것
①광속법은 F = EA/(UM), 등 수는 N = F/F_L
②LED 는 80 ~ 200 lm/W, 수명 30,000시간 이상
③전동기 전선은 정격 전류의 1.25배, 차단기는 3배 이하
④3 kW 이상 전열기는 전용 분기 회로를 써요
⑤전기 철도는 도시 직류 1,500 V, 고속 교류 25 kV 예요
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 바닥 면적 100 m², 필요한 조도 300 lx, 조명률 0.5, 보수율 0.7 일 때 총 광속은? (답: F = 300 × 100/(0.5 × 0.7) ≒ 85,714 lm)
②[기출유형] LED 조명의 장점 세 가지는? (답: 고효율, 장수명, 수은을 쓰지 않는 친환경)
③[기출유형] 양수 펌프 전동기 출력 식은? (답: P = 9.8QH/η [kW], Q 는 m³/s)
← 이전
특수장소 공사

마지막 수정