전압강하계산기

전압강하 계산 참고 사항

전압강하란 전선에 전류가 흐르면 도체 저항 때문에 전압이 조금씩 낮아지는 현상을 말합니다. 분전반에서 내보낸 전압과 부하 말단에 도달한 전압의 차이가 전압강하이며, 이를 공급 전압으로 나눈 비율이 전압강하율입니다. 배선이 길수록, 전류가 클수록, 전선이 가늘수록 커집니다. 전압강하가 크면 조명이 어두워지고 모터의 기동 토크가 떨어지며 케이블 발열로도 이어질 수 있어, 배선 설계에서 전선 굵기를 정하는 핵심 기준이 됩니다.

계산식 내선규정 약산식 e = k × L × I ÷ (1000 × A) 을 사용합니다. e는 전압강하(V), L은 편도 배선 길이(m), I는 부하 전류(A), A는 전선 단면적(㎟)이며, 계수 k는 단상 2선식 35.6, 3상 3선식 30.8입니다. 구리 도전율 58에 연동선 보정 0.97을 적용해 2 ÷ (58 × 0.97) × 1000 ≒ 35.55, √3 ÷ (58 × 0.97) × 1000 ≒ 30.79 로 얻은 도체 20℃ 기준값이며, 국내 실무에서 통용되는 값이라 손계산으로 그대로 대조할 수 있습니다. 다만 케이블의 리액턴스와 부하 역률은 반영하지 않은 간이 계산입니다.

배선방식과 전압 선택 기준 계수는 배선방식 이름이 아니라 전류가 흐르는 도체 수로 정해집니다. 그래서 3상 4선식(380/220V) 설비라도 어느 구간을 계산하느냐에 따라 선택이 달라집니다. 첫째, 3상 부하(모터·3상 히터)는 중성선을 쓰지 않아 3상 3선식과 같으므로 380V 삼상을 고르면 됩니다. 둘째, 220V 분기회로는 상선으로 나간 전류가 중성선으로 그대로 돌아와 왕복 2도체가 되므로 220V 단상이 맞습니다. 3상 4선식 설비에 물려 있어도 마찬가지입니다. 셋째, 여러 단상 부하가 3상에 고르게 나뉘어 흐르는 간선 구간에서만 중성선 전류가 상쇄되어 계수 17.8(35.6의 절반)을 쓰며, 이때의 전압강하율은 380V 삼상으로 계산한 값과 같습니다. (표시되는 전압강하 V는 선간 기준이라 상전압 기준값과 다르게 보입니다.) 다만 17.8은 완전 평형을 가정한 값이라, 상 간 부하가 치우칠수록 실제는 35.6 쪽에 가까워집니다.

도체 온도와 병기값 전류가 흐르면 도체가 더워져 저항이 커지므로 실제 전압강하는 20℃ 기준값보다 큽니다. IEC 60364-5-52 부속서 G는 정상 사용온도 저항률을 ρ₁ = 1.25 × ρ₂₀ 로 두는데, 이는 도체 약 84℃에 해당하고 계수로는 44.5 / 38.5입니다. 실제 도체 온도는 부하율의 제곱에 비례해 오르므로, 배선이 길어 굵기를 올린 회로처럼 부하율이 낮은 경우에는 약산식 값에 가깝습니다. 전열기처럼 만부하로 오래 운전하는 부하라면 아래 만부하 기준값을 보시면 됩니다. (판정에는 사용하지 않습니다.)

판정 기준 KEC(한국전기설비규정) 232.3.9 표 232.3-1의 저압 수전 기준을 적용해, 조명 회로는 전압강하율 3% 이하, 기타 회로(동력·콘센트 등)는 5% 이하일 때 적합으로 표시합니다. 같은 조항 비고에 따라 배선이 100m를 넘으면 초과분에 대해 미터당 0.005%씩(증가분 최대 0.5%) 기준이 완화되며, 완화된 값은 판정 항목에 그대로 표시됩니다. 예를 들어 200m 배선이면 조명 3.5%·기타 5.5%가 적용됩니다. 기준을 넘으면 이를 충족하는 최소 전선 굵기를 함께 안내합니다.

허용전류와 전선 굵기 선정 권장 전선 굵기는 KS C IEC 60364-5-52 공사방법 B1(전선관 배선), 90℃ 절연, 구리 도체 허용전류표를 기준으로 산정합니다. 전압강하 조건과 허용전류 조건을 동시에 만족하는 최소 규격을 제시하며, 전압강하율이 기준 이내라도 선택한 케이블의 허용전류가 부족하면 별도로 경고를 표시합니다.

전압강하를 줄이는 방법 가장 확실한 방법은 전선 굵기를 한 단계 키우는 것입니다. 계산식에서 단면적이 커질수록 전압강하는 반비례해 줄어듭니다. 분전반을 부하 가까이 배치해 배선 길이를 줄이거나, 같은 용량이라면 단상 220V 대신 3상 380V로 공급해 전류 자체를 낮추는 방법도 효과적입니다.

유의사항 기본 표시값은 도체 20℃ 기준이므로, 전열기처럼 만부하로 오래 운전하는 부하에서는 실제 전압강하가 계산값보다 커집니다. 이런 회로는 결과 아래 병기값을 기준으로 보시기 바랍니다. 또한 케이블의 리액턴스와 부하 역률을 반영하지 않는 간이 계산이라, 굵은 전선이나 역률이 낮은 부하에서는 오차가 커질 수 있습니다. 참고용 자료이므로 실제 시공은 전기공사업 면허업체와 상담하시기 바랍니다.