전압강하란 무엇인가
분전반에서 220V를 내보냈는데 창고 끝 조명에서는 210V밖에 안 들어오는 경우가 있습니다. 전선에도 저항이 있어서 전류가 흐르는 동안 전압을 조금씩 깎아먹기 때문인데, 이 차이를 전압강하라고 하고 이를 공급 전압으로 나눈 비율이 전압강하율입니다.
전압강하는 배선이 길수록, 전류가 클수록, 전선이 가늘수록 커집니다. 값이 커지면 조명이 눈에 띄게 어두워지고, 모터는 기동 토크가 떨어져 시동이 힘들어지며, 같은 일을 하려고 전류를 더 끌어쓰면서 케이블 발열로 이어지기도 합니다. 그래서 전압강하는 배선 설계에서 전선 굵기를 정하는 핵심 기준으로 쓰입니다.
계산기 화면으로 보는 전압강하
아래는 전기삼촌 전압강하 계산기를 휴대폰에서 열었을 때의 화면입니다. 조건이 바뀔 때마다 전압강하율과 KEC 판정이 어떻게 달라지는지 자동으로 재생됩니다. 슬라이더를 직접 잡으면 그 순간부터 원하는 값으로 바꿔볼 수 있습니다.
※ 단상 2선식 220V · 50m · 6sq 기준 (근거는 아래 참고)
기본 조건은 단상 220V · 20A · 50m · 6㎟ 입니다. 전압강하율 3.37%로 기타 회로(5%)는 통과하지만 조명 회로(3%)는 넘어섭니다.
전압강하율 = 7.42V ÷ 220V × 100 = 3.37%
판정 배지에 10sq↑처럼 표시되는 값은 "그 굵기 이상이면 기준을 만족한다"는 뜻입니다. 전압강하 조건과 허용전류 조건을 동시에 만족하는 최소 규격만 안내하므로, 그대로 올리면 두 조건이 함께 해결됩니다.
전압강하 계산식과 계수의 근거
전기삼촌 계산기는 내선규정 간이식을 사용합니다.
e = k × L × I ÷ (1000 × A)
e = 전압강하(V) · L = 편도 배선 길이(m) · I = 부하 전류(A) · A = 전선 단면적(㎟)
계수 k는 단상 2선식 44.5, 3상 3선식 38.5를 씁니다. 이 숫자는 다음 과정으로 나옵니다.
- 구리 도체의 도전율 58 m/(Ω·㎟)에 연동선 도전율 보정 0.97을 적용합니다.
- 단상 2선식은 전류가 왕복하므로 2배 → 2 ÷ (58 × 0.97) × 1000 ≒ 35.55 (내선규정 표기 35.6)
- 3상 3선식은 √3배 → √3 ÷ (58 × 0.97) × 1000 ≒ 30.79 (내선규정 표기 30.8)
- 여기에 KEC가 채택한 IEC 60364-5-52 부속서 G의 정상 사용온도 저항률(ρ₁ = 1.25 × ρ₂₀)을 곱합니다. → 35.6 × 1.25 = 44.5, 30.8 × 1.25 = 38.5
이 1.25배는 도체 온도 약 84℃에 해당합니다. 판정에 쓰는 허용전류표가 90℃ 절연 기준이므로, 온도 보정을 넣어야 계산 기준과 판정 기준이 서로 맞습니다. 20℃ 계수(35.6·30.8)만 쓰면 실제보다 전압강하가 약 20% 작게 나와 위험한 쪽으로 치우칩니다.
배선 길이는 편도 기준입니다. 왕복분은 이미 계수에 들어 있으니 분전반에서 부하까지 한쪽 거리만 넣으면 됩니다.
KEC 전압강하 허용 기준 (232.3.9)
한국전기설비규정(KEC) 232.3.9 표 232.3-1은 수전 방식과 부하 종류에 따라 허용 전압강하를 다음과 같이 정하고 있습니다.
| 설비의 유형 | 조명 | 기타 |
|---|---|---|
| 저압으로 수전하는 경우 | 3% 이하 | 5% 이하 |
| 고압 이상으로 수전하는 경우 | 6% 이하 | 8% 이하 |
주택·상가·소규모 공장 대부분은 저압 수전이라 조명 3% · 기타 5%가 적용됩니다. 계산기도 이 기준으로 판정합니다. 여기서 '기타'는 콘센트, 동력, 히터처럼 조명이 아닌 회로를 말합니다.
같은 조항 비고에는 긴 배선에 대한 완화 규정이 있습니다. 배선이 100m를 넘으면 초과분에 대해 미터당 0.005%씩 기준을 올릴 수 있고, 그 증가분은 최대 0.5%까지입니다. 계산기는 입력한 길이에 따라 이 완화를 자동으로 적용하고, 판정 라벨의 숫자도 함께 바꿔 표시합니다.
| 배선 길이 | 조명 기준 | 기타 기준 |
|---|---|---|
| 100m 이하 | 3% | 5% |
| 120m | 3.1% | 5.1% |
| 150m | 3.25% | 5.25% |
| 200m 이상 | 3.5% | 5.5% |
200m에서 증가분이 상한 0.5%에 도달하므로, 그보다 길어져도 기준은 3.5% · 5.5%에서 더 올라가지 않습니다.
전선 굵기는 두 조건을 동시에 만족해야 한다
전선 굵기를 정할 때 전압강하만 보면 안 됩니다. 전압강하 조건과 허용전류 조건 두 가지를 모두 넘겨야 합니다. 짧은 배선에서는 허용전류가, 긴 배선에서는 전압강하가 굵기를 결정하는 경우가 많습니다.
계산기는 KS C IEC 60364-5-52 공사방법 B1(전선관 배선), 90℃ 절연, 구리 도체, 주위온도 30℃ 허용전류표를 기준으로 삼습니다. 일부를 옮기면 다음과 같습니다.
| 단면적(㎟) | 단상 2심(A) | 3상 3심(A) |
|---|---|---|
| 2.5 | 31 | 28 |
| 4 | 42 | 37 |
| 6 | 54 | 48 |
| 10 | 75 | 66 |
| 16 | 100 | 88 |
| 25 | 133 | 117 |
| 35 | 164 | 144 |
| 50 | 198 | 175 |
계산기는 300㎟까지 다루며, 전압강하율이 기준 이내여도 선택한 전선의 허용전류가 부하 전류보다 작으면 별도 경고를 띄웁니다. 회로 전체 구성이 궁금하다면 전기계산기에서 부하 용량 기준으로 전선과 차단기를 함께 확인할 수 있습니다.
현장 사례로 보는 계산
사례 1. 창고 조명 회로 (단상 220V · 20A · 50m · 6㎟)
e = 44.5 × 50 × 20 ÷ (1000 × 6) = 7.42V → 전압강하율 3.37%입니다. 기타 회로 기준 5%는 통과하지만 조명 기준 3%는 넘습니다. 10㎟로 올리면 4.45V·2.02%가 되어 조명 기준을 만족합니다.
사례 2. 농막·비닐하우스 (단상 220V · 30A · 120m · 16㎟)
e = 44.5 × 120 × 30 ÷ (1000 × 16) = 10.01V → 4.55%입니다. 배선이 120m라 기준은 조명 3.1% · 기타 5.1%로 완화됩니다. 기타 회로라면 적합이지만 조명이라면 25㎟(2.91%)가 필요합니다. 거리가 긴 농막·비닐하우스 전기 설치에서 전압강하가 자주 문제가 되는 이유입니다.
사례 3. 공장 3상 모터 (380V 3상 · 50A · 80m · 25㎟)
e = 38.5 × 80 × 50 ÷ (1000 × 25) = 6.16V → 1.62%로 조명 기준까지 여유 있게 통과합니다. 25㎟의 3상 허용전류 117A도 50A를 충분히 감당합니다. 같은 전력이라면 3상 380V가 전압강하 면에서 크게 유리합니다.
전압강하를 줄이는 4가지 방법
- 전선 굵기를 올린다 — 가장 확실합니다. 전압강하는 단면적에 반비례하므로 6㎟를 10㎟로 바꾸면 3.37%가 2.02%로 떨어집니다.
- 배선 길이를 줄인다 — 분전반을 부하 가까이 옮기거나 경로를 단축합니다. 길이에 정비례하므로 절반이면 강하도 절반입니다.
- 3상 380V로 공급한다 — 같은 15kW라도 단상 220V는 약 68A, 3상 380V는 약 23A입니다. 60m·25㎟ 기준으로 단상 3.31% vs 3상 0.55%로 차이가 큽니다.
- 회로를 나눈다 — 한 회로에 부하를 몰지 않고 분할하면 회로별 전류가 줄어 전압강하도 함께 줄어듭니다.
간이 계산의 한계
이 계산식은 도체 저항만 보는 간이식입니다. 다음 항목은 반영되지 않으니 참고해 주세요.
- 케이블 리액턴스를 넣지 않아 굵은 전선(대략 95㎟ 이상)이나 아주 긴 구간에서는 실제보다 작게 나올 수 있습니다.
- 부하 역률을 반영하지 않습니다. 역률이 낮은 유도성 부하에서는 오차가 커집니다.
- 도체가 정상 사용온도(약 84℃)에 도달한 상태를 가정하므로, 부하가 가벼우면 실제 전압강하는 계산값보다 작게 나옵니다.
- 허용전류표는 주위온도 30℃·단독 배선 기준이라, 여러 회로를 한 전선관에 모으거나 주위온도가 높으면 별도 보정이 필요합니다.
- 단자 접속부의 접촉저항, 기존 배선의 열화는 계산에 포함되지 않습니다.
설계 검토용 참고 자료로 활용하시고, 실제 시공 규격은 현장 확인을 거쳐 정하는 것이 안전합니다.
자주 묻는 질문
전압강하는 편도 거리로 계산하나요?
네, 편도 거리를 입력합니다. 단상 2선식의 왕복 2배는 이미 계수 44.5 안에 반영돼 있어 분전반에서 부하까지 한쪽 거리만 넣으면 됩니다.
전압강하율은 몇 %까지 허용되나요?
저압 수전 설비 기준으로 조명 3% 이하, 기타 회로 5% 이하입니다. 배선이 100m를 넘으면 초과분에 미터당 0.005%씩, 최대 0.5%까지 완화됩니다.
전선만 굵게 하면 해결되나요?
전압강하 자체는 줄어듭니다. 다만 허용전류, 차단기 정격, 전선관 굵기, 단자대 수용 범위가 함께 맞아야 하므로 회로 전체를 같이 봐야 합니다.
계산기 결과대로 바로 시공해도 되나요?
계산기는 참고용입니다. 실제 규격은 현장 조건(배선 경로, 집합 회로 수, 주위온도, 기존 설비 상태)을 확인한 뒤 전기공사업 면허업체가 결정해야 합니다.
울산 전기공사, 전기삼촌과 함께
전기삼촌은 울산 지역 전기공사업 면허업체 전문 플랫폼입니다. 전압강하 때문에 조명이 어둡거나 모터 기동이 힘든 현장, 농막·창고처럼 배선 거리가 긴 현장은 전선 굵기와 회로 구성을 함께 검토해야 제대로 해결됩니다.
직접 조건을 넣어 확인하시려면 전압강하 계산기를, 부하 용량 기준으로 전선·차단기를 정하시려면 전기계산기를 이용해 보세요. 배선공사 서비스 페이지에서 시공 범위와 절차도 확인하실 수 있습니다.