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전선 굵기 계산기

전선 굵기 계산기는 부하에 필요한 전류와 배선 길이를 이용해 전선에서 발생하는 전압강하를 계산하고, 설정한 허용 전압강하율을 만족하는 표준 전선 단면적(mm²)을 찾는 도구입니다. 220V 단상, 380V 삼상, 직류(DC)를 선택할 수 있으며, 전류를 직접 입력하거나 kW 전력에서 설계전류를 계산할 수 있습니다.

전선이 너무 가늘거나 배선이 길면 전선 자체의 저항 때문에 부하에 도달하는 전압이 낮아집니다. 따라서 단순히 "몇 A니까 몇 SQ"처럼 전류만 보고 정하는 것보다, 허용전류와 전압강하를 각각 확인하는 것이 중요합니다.

전력을 입력하면 전원 방식에 따라 먼저 설계전류를 계산합니다. 효율은 η, 역률은 cosφ로 표시합니다.

예를 들어, 380V 삼상 모터는 같은 kW의 220V 단상 부하와 전류 계산 방식이 다릅니다. 모터처럼 역률과 효율이 1보다 작은 부하는 이를 반영하지 않으면 실제 전류를 작게 계산할 수 있습니다.

이 계산기는 KS C IEC 60364-5-52 부속서 G 계열의 전압강하 계산 방식과 같은 형태로 저항 R, 리액턴스 X, 역률을 반영합니다. L은 편도 배선 길이(km), I는 부하전류입니다.

계산에서는 구리와 알루미늄의 도체 저항 차이를 반영합니다. 50 mm² 미만에서는 리액턴스를 무시하고, 그 이상에서는 제조사 자료가 없을 때의 참고값으로 0.08 Ω/km를 적용합니다. 실제 케이블의 저항과 리액턴스는 제품 구조·온도·배치에 따라 달라질 수 있으므로 정밀 설계에서는 제조사 임피던스 자료를 사용하는 것이 좋습니다.

한국전기설비규정(KEC) 232.3.9의 수용가 설비 전압강하 기준에서는 저압으로 수전하는 경우 조명 부하는 3%, 기타 부하는 5%가 사용됩니다. 고압 이상으로 수전하는 경우에는 각각 6%, 8% 기준이 적용됩니다. 배선설비가 100m를 넘으면 100m 초과 부분에 대해 미터당 0.005%를 더할 수 있지만, 추가분은 최대 0.5%까지입니다.

전압강하는 주로 전류, 배선 길이, 전선 저항과 관련되고, 허용전류는 전선이 과열되지 않고 흘릴 수 있는 전류와 관련됩니다. 그래서 길이가 짧은 회로는 전압강하가 작더라도 허용전류 때문에 더 굵은 전선이 필요할 수 있고, 반대로 전류가 크지 않아도 수백 m처럼 긴 회로는 전압강하 때문에 훨씬 굵은 전선이 필요할 수 있습니다.

KEC 232.5.2에서는 허용전류를 KS C IEC 60364-5-52의 공사방법과 허용전류 표에 따라 결정하도록 하고 있습니다. 전선관 매입, 케이블트레이, 지중 매설처럼 설치방법이 다르면 같은 SQ라도 허용전류가 달라질 수 있고, 주위온도나 여러 회로를 묶어 포설하는 경우에는 보정계수도 적용해야 합니다.

220V 단상 부하 3kW, 역률 1, 배선 편도 길이 30m, 구리 전선을 가정하고 허용 전압강하율을 3%로 두면 2.5 mm²에서는 약 3.5% 수준의 전압강하가 발생합니다. 4 mm²로 올리면 약 2.2% 수준으로 낮아져 3% 기준을 만족합니다. 이처럼 같은 전류라도 배선 길이가 길어지면 필요한 전선 굵기가 커질 수 있습니다.

알루미늄은 구리보다 같은 단면적에서 전기저항이 큽니다. 따라서 같은 전류와 같은 배선 길이에서 동일한 전압강하를 맞추려면 일반적으로 알루미늄 도체가 더 큰 단면적을 필요로 합니다. 다만 실제 케이블 선정에서는 접속 방식, 단자 적합성, 기계적 강도, 허용전류 등도 함께 확인해야 합니다.