전력간선 굵기 계산 방법 (허용전류, 보정계수, 전압강하, KEC 232.5)

분전반 결선도가 완성되고 메인 차단기 용량이 확정됐는데, 이제 그 분전반까지 들어오는 전력간선 케이블 굵기는 어떻게 결정해야 할까요? 부하 전류만 보고 허용전류표에서 굵기를 골라내면 된다고 생각하면 KEC 개정 이후 반드시 낭패를 봅니다. 주위 온도 보정계수, 집합감소계수, 배관 시공 방식까지 반영하고 나면 예전 방식으로 골랐던 굵기보다 2단계 이상 굵어지는 경우가 생깁니다. 어떤 순서로 어떤 값을 적용해야 하는지 실무 기준으로 정리해보겠습니다.

핵심: 전력간선 굵기는 부하전류 → 보정계수 적용 허용전류 → 전압강하 순서로 계산합니다. KEC 232.5 개정 이후 보정계수 적용으로 케이블이 2단계 이상 굵어지는 경우가 많습니다. 케이블 계산서로 검증하는 것이 가장 확실합니다.

전력간선 굵기 계산의 선행 조건

전력간선(Power Trunk Line) 케이블 굵기를 계산하려면 먼저 해당 분전반의 메인 차단기 용량이 확정돼야 합니다. 메인 차단기 정격전류가 확정되면 그것이 케이블 허용전류 산정의 기준값이 됩니다. KEC 212.4.1에 따라 케이블 허용전류는 반드시 차단기 정격전류 이상이어야 하고, 차단기 정격전류는 설계전류 이상이어야 하는 협조 원칙이 적용됩니다. 즉 설계전류 ≤ 차단기 정격전류 ≤ 케이블 허용전류 순서가 맞아야 합니다.

굵기 계산에 필요한 정보는 네 가지입니다. 첫째 분전반 메인 차단기 정격전류, 둘째 배관 시공 방법(관내 매입·트레이·노출 등), 셋째 케이블 포설 조수(같은 경로에 함께 포설되는 케이블 수), 넷째 케이블 포설 거리입니다. 이 네 가지가 확정되지 않은 상태에서 굵기를 먼저 잡으면 나중에 수정이 필요해집니다. 저는 분전반 결선도가 완성된 직후 이 네 가지 정보를 분전반별로 정리해두고 계산서 작성에 들어갑니다.

계산 전 확인 필수 4가지: ① 분전반 메인 차단기 정격전류(AT) → ② 배관 시공 방법(배선방식 분류번호 A1~G) → ③ 동일 경로 케이블 포설 조수 → ④ 분전반까지 케이블 포설 거리(m). 이 네 가지가 모두 확정된 후 계산 시작.

허용전류와 보정계수 — KEC 개정 이후 달라진 핵심

허용전류(Allowable Current)란 전선이 최고 허용온도를 초과하지 않고 연속으로 흘릴 수 있는 최대 전류값을 의미합니다. KEC 개정 전에는 허용전류표에서 차단기 정격 이상의 값을 갖는 굵기를 고르면 됐습니다. KEC 232.5 개정 이후 달라진 핵심은 이 허용전류에 반드시 보정계수를 적용해야 한다는 점입니다. 허용전류표의 수치는 단품 기준값으로, 실제 포설 환경에서는 온도와 집합 조건에 따라 이 값이 낮아집니다. 낮아진 실제 허용전류로 차단기 정격전류를 커버해야 하므로 케이블이 굵어질 수밖에 없습니다.

적용해야 하는 보정계수는 두 가지입니다. 온도 보정계수(Ct)란 주위 온도가 허용전류표 기준 온도(40℃)와 다를 때 적용하는 계수를 의미합니다. 주위 온도가 높을수록 보정계수가 1보다 작아져 허용전류가 낮아집니다. 집합감소계수(Cg)란 동일 경로에 여러 가닥의 케이블을 함께 포설할 때 열 방출이 줄어드는 현상을 반영하는 계수를 의미합니다. 포설 조수가 많을수록 집합감소계수가 작아집니다. 필요 허용전류 = 차단기 정격전류 ÷ (온도 보정계수 × 집합감소계수) 공식으로 실제 필요한 케이블 허용전류값을 구한 뒤, 그 값 이상의 허용전류를 갖는 굵기를 선정합니다.

보정계수 적용 공식: 필요 허용전류(A) = 차단기 정격전류(AT) ÷ (온도 보정계수 Ct × 집합감소계수 Cg). 예: 100AT 차단기, Ct=0.91, Cg=0.80 → 필요 허용전류 = 100 ÷ (0.91×0.80) = 137.4A 이상 허용전류를 갖는 굵기 선정. KEC 개정 전보다 2단계 이상 굵어지는 경우 발생.

전압강하 검토 — 거리가 길면 굵기가 더 올라간다

허용전류 기준으로 케이블 굵기를 잡았다고 해서 끝이 아닙니다. 전압강하(Voltage Drop) 검토가 남아 있습니다. 전압강하란 케이블의 저항 성분으로 인해 전원 측과 부하 측 사이에 발생하는 전압 손실을 의미합니다. 간선 배선이 길어질수록 전압강하가 커지고 분전반 측 전압이 낮아져 부하 기기 성능에 영향을 줍니다. KEC 기준으로 간선 구간과 분기회로 구간 각각의 전압강하는 표준전압의 2% 이하, 변압기 2차 단자에서 전선 길이 60m를 초과하는 경우에는 4%까지 허용됩니다.

3상 전력간선의 전압강하 계산식은 e = √3 × ρ × L × I ÷ A입니다. 여기서 ρ는 도체 저항률(구리 0.0175Ω·mm²/m), L은 편도 케이블 길이(m), I는 부하전류(A), A는 케이블 단면적(mm²)입니다. 허용전류 기준으로 선정한 굵기로 이 공식을 계산해서 전압강하율이 2%(또는 4%)를 넘으면 한 단계 굵은 케이블로 올려 다시 계산합니다. 지하 1층 수변전실에서 옥상 분전반까지처럼 포설 거리가 긴 구간은 전압강하가 허용전류보다 먼저 굵기를 결정하는 경우가 많습니다. 저는 긴 거리 간선 구간은 허용전류와 전압강하를 동시에 계산해서 더 굵은 쪽을 최종 선택합니다.

전압강하 계산식: 3상: e(V) = √3 × 0.0175 × L(m) × I(A) ÷ A(mm²). 전압강하율(%) = e ÷ 전압(V) × 100. 허용 기준: 간선+분기 합계 2% 이하, 60m 초과 시 4% 이하. 허용전류 기준 굵기와 전압강하 기준 굵기 중 더 굵은 것 선택.

케이블 계산서 활용 — 실무에서 가장 빠른 방법

허용전류·보정계수·전압강하를 하나씩 수동으로 계산하는 것은 분전반 수가 많아질수록 시간이 오래 걸립니다. 실무에서는 케이블 계산서(Cable Schedule with Calculation)를 활용하는 것이 가장 효율적입니다. 사무소마다 엑셀 기반 케이블 계산서를 보유하고 있는 경우가 많고, 분전반 명칭·부하 용량·차단기 정격·배관 방식·거리를 입력하면 보정계수까지 반영된 케이블 굵기와 차단기 정격을 자동으로 산출해주는 구조입니다. 저도 이 방식을 쓰는데, 계산서에 값을 입력하고 나온 결과를 검토한 뒤 도면에 반영하는 방식으로 작업 속도를 높이고 있습니다.

사무소에 계산서가 없다면 KEC 232.5 기준에 맞게 직접 만들어두는 것이 장기적으로 훨씬 편합니다. 배선방식 분류번호별 허용전류표, 보정계수 조견표, 전압강하 계산 셀을 하나의 엑셀 파일로 구성해두면 매 프로젝트마다 재사용할 수 있습니다. 케이블 계산서는 도면 부속 서류로 감리에 제출해야 하는 경우도 있기 때문에 처음부터 제출 가능한 형식으로 만들어두는 것이 좋습니다.

케이블 계산서 필수 항목: 분전반명 / 차단기 정격(AT) / 배선방식 분류 / 포설 조수 / 온도·집합 보정계수 / 필요 허용전류 / 선정 케이블 굵기·종류 / 포설 거리 / 전압강하율(%). 계산서는 감리 제출용 형식으로 작성.

KEC 개정 이후 전력간선 굵기 계산이 예전보다 복잡해진 건 사실입니다. 하지만 순서를 익히면 어렵지 않습니다. 부하전류와 차단기 정격 확인 → 보정계수 적용 허용전류 산정 → 전압강하 검토 → 더 굵은 쪽 선택. 이 네 단계를 케이블 계산서로 자동화해두면 분전반 수가 많아도 일관된 기준으로 빠르게 처리할 수 있습니다.

참고 법규 및 출처

· KEC 232.5 배선설비 허용전류 산정방법 기술지침 — 전기저널

· 전선 굵기 및 전압강하 계산 방법 — MechElectro

· 한국전기설비규정(KEC) 원문 — 국가법령정보센터