알맞은 차단기 용량과 전선 굵기 선정하는 방법

가정 또는 공장에서는 전기설비를 적정용량에 맞게 사용하는것이 중요합니다. 뿐만 아니라 설비에 맞는 용량의 차단기와 전선의 굵기를 선정하는 것은 더더욱 중요한데요. 이번에는 적정용량에 맞는 차단기 선정하는 방법과 전선의 굵기를 선정하는 방법에 대하여 알아보겠습니다.

알맞은 차단기 용량과 전선 굵기 선정하는 방법

1.전선의 허용전류와 차단기정격전류 관계

차단기 용량과 전선 굵기를 알맞게 선정하는 방법 — 분전함 내부의 차단기 및 전선

차단기와 전선 굵기 선정에 앞서 전선의 허용전류와 차단기의 정격전류의 관계에 대해서 짚고 넘어가겠습니다.

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※전선의 허용전류 > 차단기 정격전류 > 부하의 최대전류

위를 보다시피 부하의 최대전류보다 차단기의 정격전류가 커야하며 이보다 전선의 허용전류가 커야 합니다.
이때, 차단기의 정격전류는 부하의 최대전류의 약 1.25배의 여유율을 주며 전선의 허용전류는 차단기 정격전류의 약 1.1배 이상의 여유율을 줍니다.

그렇다면 왜 이렇게 대소관계가 되는지는 아래에서 추가적으로 알아보겠습니다.

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2.정격에 맞는 차단기와 적정 굵기의 전선을 사용해야 하는 이유

차단기는 말 그대로 부하에서 정격용량 이상의 과부하로 사용하게 되거나 단락과 같은 사고 발생시 전류를 차단하는 역할을 하는 기구입니다. 차단기는 1차측과 2차측 각각 전선 또는 부스바를 통하여 전류를 흐르게 하는데요. 전선의 굵기가 중요한 이유는 다음과 같습니다.

전선의 굵기에 따라서 전류가 흐를 수 있는 양이 정해져있죠.
정상적인 상황이라면 차단기의 용량이 50A라고 가정했을때 50A가 넘는 과전류가 흐를시에 차단기는 동작하게 되어 회로를 분리하게 됩니다.
이것은 사실 적정 굵기의 전선을 사용하였을 때의 얘기입니다. 무슨 말이냐?

만약, 적정 굵기의 전선을 사용하지 않았다고 가정을 해보겠습니다.
차단기의 용량은 50A이지만 전선이 가늘어 30A의 전류밖에 흐르지 못합니다. 그렇다면 전류가 40A가 흘러도 차단기는 50A가 되지 않았기에 차단 동작을 하지 않게 됩니다. 하지만, 전선은 이미 30A에서도 10A를 초과한 40A가 흐르는 셈이기에 전선의 과열이 발생하게 되며 자칫하면 큰 사고가 발생하게 되죠.

따라서, 차단기의 용량보다 허용전류가 큰 전선을 선정해야 하는 것이죠!

추가로, 부하의 적정용량에 맞지않는 차단기를 설치하였을때도 설비에 문제를 끼치게 됩니다.
예를들어, 부하의 적정용량이 15A라면 보통 20A의 차단기를 설치하게 됩니다. 하지만, 20A의 차단기가 아닌 훨씬 용량이 큰 30, 40A의 차단기를 설치하게된다면 얘기가 다릅니다.

20A정도의 전류가 흐르면 차단되어야 할 회로가 25, 30A가 넘게 흘러도 차단이 되지 않기때문에 부하는 과전류로 인하여 소손이 되고 화재사고의 위험도 생기게 되기 때문입니다.

그렇기 때문에 부하에 맞는 적정용량의 차단기와 이에 맞는 적정 굵기 이상의 전류를 사용해야 하는 이유입니다.

<전선 굵기관련>

전선의 경우 사실상 차단기 용량에 관계없이 무조건 굵기가 크면서 허용전류가 큰 전선이 좋습니다. 하지만, 10A의 전류가 흐르는 곳에 굳이 100A의 허용전류까지 가지는 굵은 전선을 설치하는것은 낭비이기에 적정굵기의 전선을 설치하는 것입니다

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3.차단기 용량 및 전선 굵기 산정하는 방법

차단기 용량도 중요하지만 적정 굵기의 전선이 왜 중요한지도 알게 되었습니다. 부하의 용량에 맞는 적정 굵기의 전선과 차단기 용량을 선정하는 것은 아래의 표를 확인하면 되겠습니다.

단상 220V		3상 380V		부하의 최대전류(A)	차단기 정격용량(A)	CV케이블(가공용) 허용전류(A)
용량(kW)	굵기(SQ)	용량(kW)	굵기(SQ)	부하의 최대전류(A)	차단기 정격용량(A)	전선 굵기(SQ)	2C (A)	4C (A)
2kW	2.5SQ	7kW	2.5SQ	12A	15A	2.5SQ	36A	32A
3kW	2.5SQ	9kW	2.5SQ	16A	20A	4SQ	49A	42A
5kW	4SQ	14kW	4SQ	24A	30A	6SQ	63A	54A
6kW	6SQ	18kW	6SQ	32A	40A	10SQ	86A	75A
7kW	6SQ	23kW	10SQ	40A	50A	16SQ	115A	100A
9kW	10SQ	28kW	16SQ	48A	60A	25SQ	149A	127A
11kW	10SQ	35kW	16SQ	60A	75A	35SQ	158A	158A
14kW	16SQ	47kW	25SQ	80A	100A	50SQ	225A	192A
19kW	25SQ	59kW	35SQ	100A	125A	70SQ	289A	246A
24kW	35SQ	71kW	50SQ	120A	150A	95SQ	352A	298A
29kW	35SQ	89kW	70SQ	140A	175A	120SQ	410A	346A
31kW	50SQ	94kW	70SQ	160A	200A	150SQ	473A	399A
35kW	70SQ	106kW	70SQ	180A	225A	185SQ	542A	456A
39kW	70SQ	118kW	95SQ	200A	250A	240SQ	641A	538A
49kW	95SQ	142kW	120SQ	240A	300A	300SQ	741A	621A

위의 표는 한전 규정에 따른 차단기 용량과 전선 굵기 선정에 관한 표입니다.

표를 참고하여 적정한 차단기 용량과 전선의 굵기 선정하는 방법을 알아보겠습니다.

1)단상 220V를 사용하는 어떤 부하가 10kW를 사용하는 경우

이와 같은 경우에는 위의 표에서 단상 220V에 해당하는 부분을 보면 되겠죠.
10kW를 사용한다면 표에서 기준으로 9kW와 11kW 사용하는 경우의 중간인데요. 이럴 때는 9kW보다는 크므로 11kW 기준으로 맞추어 차단기의 용량과 전선 굵기를 선정하면 되겠습니다.

따라서, 단상 220V이므로 전선의 굵기는 10SQ가 되며, 차단기는 75A의 용량으로 선정을 하면 되는 것이지요.

2)3상 380V를 사용하는 어떤 부하가 32kW를 사용하는 경우

이 역시 위의 방법과 동일하게 선택을 하면 되겠습니다.

32kW의 경우 표를 기준으로 28kW보다는 크고 35kW보다는 작습니다. 따라서, 35kW의 기준으로 맞추어 16SQ의 전선 굵기와 75A 용량의 차단기로 선정을 하면 되는 것이지요.

4.보호도체의 굵기 선정방법

분전함 내부의 접지단자에 연결된 보호도체

추가로 보호도체의 굵기를 선정하는 방법에 대해서 살펴보겠습니다.
보호도체의 경우 예전 판단기준에 의거하면 차단기 용량에 0.052를 곱하여 대략적으로 굵기를 구하기도 하였습니다. 하지만, 현재는 KEC 규정이 도입되면서 개정이 되었기 때문에 이와 같은 규정에 의거하여 보호도체 단면적을 구해야 합니다.

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