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전기기능사 전기설비 · 전선 허용전류 계산

Wire Ampacity

허용 전류는 전선이 절연체를 상하게 하지 않고 계속 흘릴 수 있는 전류의 한도이고, 전선 굵기는 이 허용 전류와 전압 강하를 함께 따져 정한다. 전압 강하 식과 단면적 식, 주위 온도 · 회로 수 보정 계수, 허용 전류표와 허용 전압 강하 기준을 다룬다. 그림은 단상 220 V 전원에서 굵기 2.5 mm² 구리선으로 부하까지 보내는 회로예요. 전선 길이 · 전류 슬라이더를 옮기면 전압 강하(V · %)와 부하 전압이 다시 계산되고, 아래 막대가 5% 선을 넘으면 빨갛게 바뀌어요.

허용 전류란

🌡️ 전선이 견딜 수 있는 최대 전류
①전류가 흐르면 전선 저항 때문에 열이 난다(I²R 손실)
②그 열로 절연체가 허용 온도를 넘으면 절연이 깨지고 화재로 이어질 수 있다
③허용 전류는 절연체가 견디는 온도 안에서 계속 흘릴 수 있는 최대 전류다
④단면적이 클수록 저항이 작아 열이 덜 나고, 허용 전류도 커져요

전압 강하

30 m
15 A
💡 전압 강하가 크면
①부하에 걸리는 전압이 낮아져 기기가 제대로 동작하지 않는다
②전선에서 열로 잃는 에너지가 커진다
③흔히 간선 3% + 분기 2% = 합계 5% 이내로 잡고, KEC 는 저압으로 수전하는 설비에서 조명 3% · 그 밖 5% 이내로 정해요

기본 식

전선 단면적 산정
A = 2ρlIe [mm²]
A: 단면적 · ρ: 저항률(Ω·mm²/m) · l: 전선 길이(m) · I: 전류(A) · e: 허용 전압 강하(V)
전압 강하 계산(단상)
e = 2ρlIA [V]
단상 2선식은 왕복이라 2를 곱하고, 3상은 √3 을 곱한다
전압 강하 계산(3상)
e = √3 ρlIA [V]
3상 3선식: √3 = 1.732
구리 저항률
ρ = 0.0178 Ω·mm²/m (20°C)
구리 전선 기본값(문제에 주어지기도 한다)
📝 식을 읽는 법
①단면적 A = 2ρlI/e 에서 길이와 전류가 클수록, 허용 전압 강하가 작을수록 굵은 전선이 필요하다
②단상은 왕복이라 × 2, 3상은 × √3
③ρ = 1/58 × 100/97 ≈ 0.0178(도전율 97% 구리 기준)
④단면적이 커지면 전압 강하가 줄어들어요

보정 계수와 허용 전류표

보정 계수

허용 전류 보정 계수
주위 온도 보정
온도가 오르면 허용 전류가 줄어듦(보정 계수 < 1)
30 °C 기준
여러 회로 보정(전류 감소 계수)
3회로 0.7 · 6회로 0.57 …
회로 수에 따라
직접 매설 보정
깊거나 열저항이 크면 허용 전류가 줄어듦
매설 깊이 · 토양 열저항률
단독 배관
1회로 단독 배관이면 줄지 않음
보정계수 1.0

주요 전선 허용 전류

IV 전선 허용 전류표(공기 중, 30 °C)
IV 1.5mm²
제어 회로 · 전광 표시
19A
IV 2.5mm²
콘센트 분기 회로
27A
IV 4mm²
소형 전열기
35A
IV 6mm²
전기레인지 등
48A
IV 10mm²
간선용
66A
IV 16mm²
주 간선용
88A
IV 25mm²
대용량 간선
115A

전압 강하 허용 기준

허용 전압 강하(배선 거리 60 m 이하)
간선
인입구 → 분전반
3% 이내
분기 회로
분전반 → 부하
2% 이내
합계
인입구 → 맨 끝 부하
5% 이내
60 m 초과
긴 배선은 단면적을 키운다
전압 강하를 따로 검토

정리

단면적
A = 2ρlIe
단상 2선식
전압 강하
e = 2ρlIA
단상 2선식
3상
e = √3ρlIA
3상 3선식
저항률
ρ = 0.0178
구리 · Ω·mm²/m
🎯 시험에서 묻는 것
①단면적 A = 2ρlI/e(단상), √3ρlI/e(3상)
②구리 저항률 ρ = 0.0178 Ω·mm²/m
③허용 전압 강하는 간선 3% + 분기 2% = 합계 5%
④여러 회로 보정 계수는 3회로 0.7, 6회로 0.57 이에요
⑤허용 전류는 IV 2.5 mm² 27 A, IV 4 mm² 35 A 다
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