전선굵기(단면적) 선정 계산법: 허용전류와 전압강하 반영 완전 정리 | 현장 실무 가이드

전선굵기(단면적) 선정 계산법:
허용전류와 전압강하 반영 완전 정리

KEC 230 허용전류표 적용부터 전압강하 3% 공식까지 — 현장 기술자와 전기기사 수험생을 위한
단면적 선정 전 과정을 공식·표·예시와 함께 한 번에 정리합니다.

전기 배선·간선 설계 🟡 중급 KEC 2023 IEC 60617

01 / 개요

전선 단면적 선정이 왜 중요한가

현장에서 "5.5㎟면 되나, 8㎟로 해야 하나?" 고민 없이 허용전류표만 보고 전선을 선정했다가, 실제 운전 시 전압강하가 5%를 초과해 모터가 제대로 기동하지 못하거나 케이블이 과열되는 사고가 반복됩니다. 전선 단면적 선정은 허용전류와 전압강하 두 가지 조건을 동시에 만족해야 하며, 추가로 포설 조건·주변 온도 보정계수까지 반영해야 비로소 안전한 설계가 완성됩니다.

KEC 230조는 허용전류를 포설 방식별로 세분화하고, 전기설비기술기준 제23조는 저압 회로의 전압강하를 3% 이내로 제한합니다. 이 두 기준을 놓치면 재시공 비용과 안전사고가 동시에 발생하므로, 계산 공식과 절차를 체계적으로 익혀두어야 합니다.

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허용전류 기준

KEC 230 허용전류표 — 포설 방식(금속관·트레이·직접매설)별 최대 허용 전류값을 기준으로 단면적을 1차 선정합니다.

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전압강하 3% 제한

전기설비기술기준 제23조 — ΔV(%) ≤ 3% 공식을 반드시 검증해야 합니다. 장거리 간선일수록 전압강하가 지배적 조건이 됩니다.

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보정계수 적용

주변온도 30℃ 초과 시 온도보정계수(Kt), 다심 케이블 묶음 시 다중계수(Kg)를 곱해 최종 허용전류를 보정합니다.

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종합 선정 원칙

허용전류와 전압강하 두 조건 중 더 큰 단면적을 채택하며, 단락전류 내성(열적·기계적)까지 확인합니다.

02 / 주회로·흐름도

전선 단면적 선정 흐름도 (SLD)

그림 1 — 전선 단면적 선정 절차 흐름도 (허용전류 A1, 전압강하 A2 중 큰 값 채택)

■ 전압강하 계산 공식 (3상 3선식) ΔV(%) = ( √3 × I [A] × L [km] × R [Ω/km] × 100 ) / V [V]

■ 단상 2선식 ΔV(%) = ( 2 × I [A] × L [km] × R [Ω/km] × 100 ) / V [V]

■ 최소 단면적 산출 공식 (전압강하 역산) A [㎟] = ( √3 × I × L × ρ × 100 ) / ( ΔV% × V ) ← ρ(구리) ≈ 1/58 [Ω·㎟/m]

03 / 허용전류 적용 다이어그램

포설 방식별 허용전류 적용 블록 다이어그램

그림 2 — 포설 방식 및 온도 보정계수 적용 흐름 블록 다이어그램

04 / 기기 구성

전선 선정 관련 기기별 역할 및 선정 기준

기기·요소명	기호	역할	규격 예시	선정 기준
CV 전력 케이블	CV-2C, CV-3C	전력 수송 — 허용전류 및 전압강하의 직접 대상. 구리 도체, 가교폴리에틸렌 절연.	2.5~240 ㎟, 600V	허용전류 A1 vs 전압강하 A2 중 큰 단면적 선택, 단락전류 내성 검토
배선용 차단기 (MCCB)	MCCB	과전류 보호 — 전선 허용전류보다 낮은 정격 전류로 선정해 케이블 보호.	IN ≤ Iz, 차단용량 ≥ Isc	KEC 212.3: IN ≤ Iz, 차단용량은 해당 지점 단락전류 이상
금속관 (후강 전선관)	C·P·E관	케이블 포설 경로 보호 — 허용전류 보정계수 적용 포설 방식 결정.	16~104 mm (호칭)	KEC 232.14: 전선 단면적 합계 ≤ 관 내 단면적의 32%(절연선 2본 이하 48%)
케이블 트레이	CT	다수 케이블 일괄 포설 — 묶음 다중계수 Kg 적용 필요.	100~600 mm 폭	KEC 232.14: 케이블 묶음 수에 따라 Kg = 0.7~1.0 적용
압착 단자 (러그)	CL, TC	케이블 도체와 기기 단자 접속 — 접촉저항 최소화로 발열 방지.	6~240 ㎟ 대응	도체 단면적에 맞는 규격 선택, 지정 토크로 압착 후 인장강도 확인
누전차단기 (ELB/RCD)	ELCB	지락 전류 보호 — 전선 절연 파손 시 감전 방지.	30 mA, 0.03 s	KEC 211.2: 인체 보호용 30 mA 이하, 차단시간 0.03초 이내
접지선 (PE선)	PE	보호 접지 — 기기 외함을 대지에 연결해 감전 방지.	상 도체 16㎟ 이하 : PE = 상 도체와 동일	KEC 142.3.2: 상 도체 단면적에 따른 최소 접지선 단면적 규정 준수

05 / 선정 절차

전선 단면적 선정 단계별 해설

총 부하전류(IB) 산출

설비의 총 부하용량(kW)과 역률(cosφ), 전원 전압(V)을 이용해 선전류를 계산합니다. 3상 회로: IB = P / (√3 × V × cosφ). 단상: IB = P / (V × cosφ). 모터 부하의 경우 정격전류에 기동전류 비율(6~7배)을 고려해 최악 조건을 파악합니다.

KEC 230 허용전류표 조회 → 1차 단면적(A1) 결정

포설 방식(금속관·트레이·직접매설)에 맞는 허용전류표를 조회합니다. IB × 1.25 이상의 허용전류를 갖는 최소 단면적을 1차 후보로 선택합니다. 예) IB = 40 A → 40 × 1.25 = 50 A 이상 → 금속관 2본 포설 시 6 ㎟(허용전류 56 A) 선택.

온도·포설 보정계수 적용 후 허용전류 재검증

주변온도가 30℃를 초과하면 온도보정계수(Kt)를 곱합니다. 케이블 트레이에 여러 회로를 묶어 포설하면 다중계수(Kg)를 추가 적용합니다. 보정 후 허용전류가 IB × 1.25보다 낮아지면 상위 단면적으로 상향합니다. 예) 40℃ 환경: 56 A × 0.87 = 48.7 A < 50 A → 10 ㎟(보정 후 73 A × 0.87 = 63.5 A)로 상향.

전압강하 공식으로 2차 단면적(A2) 산출

3상 기준: ΔV(%) = (√3 × IB × L[km] × R[Ω/km] × 100) / V ≤ 3%. 전압강하가 3%를 초과하면 단면적을 키우거나 단면적 역산 공식으로 필요 단면적을 직접 계산합니다. A(㎟) = (√3 × IB × L × ρ × 100) / (3% × V). 구리 도전율 ρ = 1/58 Ω·㎟/m 적용.

A1과 A2 비교 후 최종 단면적 확정 및 SLD 기재

허용전류 기준 단면적(A1)과 전압강하 기준 단면적(A2) 중 더 큰 값을 최종 채택합니다. 선택한 단면적으로 단락전류 내열 조건(I²t ≤ k²S²)을 추가 확인합니다. 최종 단면적과 전선 종류를 단선결선도(SLD)에 "CV 10 ㎟ × 3C" 형식으로 명기합니다.

06 / KEC 기준

현장 실무 포인트

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전압강하 계산은 왕복 거리 주의

단상 회로에서 L은 편도 거리가 아닌 왕복 거리입니다. "2 × L"을 공식에 대입해야 하며, 3상은 √3 인수가 이미 적용되어 편도 거리 L을 사용합니다.

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R값은 교류저항 사용

KEC 표의 직류저항(R_DC)에 표피효과 보정 계수 1.05~1.10을 곱해 교류저항(R_AC)으로 변환 후 전압강하 공식에 적용합니다. 소단면적(6 ㎟ 이하)은 차이가 미미합니다.

⚠️

모터 기동전류 전압강하 별도 검토

모터 직입 기동 시 순간 기동전류는 정격의 6~7배로 전압강하가 급증합니다. 기동 중 전압강하가 10~15%를 넘으면 Y-△ 기동 또는 소프트스타터를 채택하십시오.

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실무에서 5.5 → 8 ㎟ 업사이징 기준

허용전류는 만족하지만 거리가 50 m 이상이거나 전동기 부하이면 전압강하를 반드시 계산합니다. 전압강하 공식 역산으로 필요 단면적을 먼저 구한 뒤 규격품으로 올림합니다.

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SLD 케이블 표기 방법

단선결선도에는 "CV 10 ㎟ × 3C + 1C(PE 6 ㎟)"와 같이 도체 단면적·심수·접지선을 함께 표기합니다. 관로 표기는 "C28(금속관 28 mm)"형식을 사용합니다.

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고온 환경 케이블 선택

주변온도 60℃ 이상 환경(보일러실·용광로 주변)에서는 내열 케이블(FR-CV, HFCO)을 사용하고 허용온도 90℃~105℃ 기준 허용전류표를 별도 적용합니다.

08 / 시험 포인트

전기기사·기술사 빈출 포인트

전압강하 공식 암기: ΔV(%) = (√3 × I × L × R × 100) / V (3상). 단상은 √3 대신 2. R값 단위는 Ω/km이며 L은 km으로 환산해야 합니다. 공식 유도 과정도 출제됩니다.
허용전류 3중 조건(IB ≤ IN ≤ Iz): 전기기사 실기에서 차단기 정격전류와 케이블 단면적의 연관 관계를 묻는 문제가 매년 반복 출제됩니다. IN이 Iz를 초과하면 케이블 보호가 성립하지 않습니다.
온도·다중 보정계수 적용 계산: 온도보정계수 Kt 표와 다중포설 저감계수 Kg 표를 보고 보정 후 허용전류를 계산하는 문제 — 숫자를 대입하는 단순 계산이므로 반드시 득점해야 합니다.
전선관 점유율 규정(32% / 48%): 전선관 굵기 산정 문제에서 전선 단면적 합계를 구한 뒤 관 내 단면적 × 32%(또는 48%)와 비교하는 계산이 출제됩니다. KEC 232.14 조항 번호도 기억하십시오.
단면적 역산 공식: 전압강하 3% 제한을 만족하는 최소 단면적을 구하는 문제. A(㎟) = (√3 × I × L × 100) / (3% × V × 58) [3상, 구리] — 도전율 58을 사용하는 공식을 숙지하십시오.

09 / 안전

작업 안전 수칙

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정전 확인 후 케이블 포설

케이블 포설 및 단자 접속 작업은 반드시 전원을 차단하고 LOTO(잠금·태그아웃)을 시행한 뒤 검전기로 무전압을 확인한 후 진행합니다.

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압착 단자 토크 준수

단자 압착 후 지정 토크렌치로 체결 토크를 확인합니다. 미달 시 접촉저항 증가로 발열 — 화재 원인이 되며, 초과 시 단자대 손상으로 단락 위험이 있습니다.

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절연 보호구 착용

저압(600 V 이하) 작업에서도 절연장갑·안전화를 착용합니다. 활선 인근 작업 시에는 절연매트를 깔고 충전부와의 최소 이격거리(저압 0.3 m 이상)를 유지합니다.

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설계 값과 시공 결과 일치 확인

시공 완료 후 단면적·전선 종류·관로 방식이 설계 도서(SLD)와 일치하는지 준공 검사표로 확인합니다. 차단기 정격전류가 케이블 허용전류를 초과하는지 재점검합니다.

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