간선 보호용 차단기 선정 완벽 가이드 — Icu·케이블 굵기·단락협조 한 번에 정리

간선 보호용 차단기 선정 기준과 케이블 굵기 산정 실무 완벽 가이드

변압기 2차 단락전류 계산부터 Icu 비교, 허용전류표 적용, 전압강하 검토까지
현장에서 바로 쓰는 간선 보호 차단기 + 케이블 동시 선정 완전 정복

전기 배선·간선 설계 🔴 고급 KEC 2023 IEC 60617

01 / 개요

간선 보호 차단기가 왜 중요한가

간선(幹線, Feeder)은 수전점에서 분전반까지 전력을 공급하는 핵심 경로입니다. 이 경로의 보호 차단기를 잘못 선정하면 단락 발생 시 차단 불능(Icu 미달)으로 이어져 변압기 소손, 케이블 화재, 설비 전체 정전이라는 최악의 사태를 초래합니다.

반대로 보호 차단기 정격에 비해 케이블 단면적이 작으면 허용전류 초과로 절연 열화가 진행되고, 과대하게 잡으면 경제성이 크게 떨어집니다. KEC 212(저압 보호장치)와 230(전선 허용전류)은 이 두 가지를 반드시 연동하여 검토하도록 규정하고 있습니다.

이 가이드에서는 ① 부하전류 계산 → ② 차단기 정격(In) 선정 → ③ Icu 대 단락전류 비교 → ④ 케이블 단면적 결정 → ⑤ 상위 차단기와의 보호 협조 확인 순서로 현장 실무를 완전히 정리합니다.

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차단기 정격전류 (In)

연속 부하전류의 125% 이상으로 선정. 비연속부하는 100% 적용하되 기동 돌입전류를 반드시 고려

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한계차단용량 (Icu)

변압기 2차 측 단락전류(Isc) 이상이어야 함. kA 단위로 제품 규격서에서 확인

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케이블 단면적 (mm²)

차단기 정격에 맞는 허용전류표 선택 후 전압강하 3% 이내 조건으로 최종 결정

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단락내성 (kA·s)

케이블이 상위 차단기 동작 전까지 단락전류를 견딜 수 있는지 I²t 값으로 검토

02 / 주회로

간선 보호 차단기 + 케이블 단선결선도 (SLD)

▲ 간선 보호 차단기 + 케이블 단선결선도 (SLD) — 모선 단락전류, Icu 선정 포인트, 전압강하 기준 포함

03 / 단락전류 계산

단락전류 계산 흐름도 및 협조 그래프

▲ 단락전류 계산 5단계 흐름도 + 주간선·간선 차단기 시간-전류 협조 곡선 (TCG)

04 / 기기 구성

기기별 역할 및 선정 기준

기기명	기호	역할	규격 예시	선정 기준
배선용 차단기 (주간선)	MCCB1	변압기 2차 측 전체 간선 보호. 과전류·단락전류 차단	AC 380V, In=600A, Icu=36kA	부하전류 × 125% 이상, Icu ≥ 모선 단락전류 (35.3kA)
배선용 차단기 (분기간선)	MCCB2	각 분전반 공급 간선 보호. 상위 MCCB1과 시간-전류 협조	AC 380V, In=400A, Icu=25kA	해당 분전반 부하전류 × 125%, Icu ≥ 분전반단 단락전류
IV/CV 케이블 (주간선)	W1	변압기 2차에서 주분전반까지 전력 전송	CV 3C×150mm², 600V	허용전류 ≥ In×1.25, 전압강하 ≤ 3%, 단락내성 I²t ≤ k²S²
IV/CV 케이블 (분기간선)	W2	주분전반에서 각 세대·구역 분전반까지 전력 전송	CV 3C×95mm², 600V	MCCB2 정격 기준 허용전류표 적용, 거리별 전압강하 재검토
누전차단기 (ELB/RCD)	ELB	지락전류 감지·차단. 감전·화재 예방	AC 380V, In=400A, 누전감도 300mA	간선 말단 인체 보호 시 30mA, 화재 예방 목적 시 100~300mA
서지보호장치 (SPD)	SPD	낙뢰·개폐 서지로부터 간선 기기 보호	AC 380V, Uc=440V, Imax=40kA	KEC 234.6 기준, 보호수준 Up ≤ 2.5kV (기기 내전압 이하)
전력량계 (Wh-Meter)	Wh	각 간선별 전력 소비량 계측. 에너지 관리	3상 4선, CT 600/5A	간선 최대전류의 120% 이상 CT 용량 선정

05 / 설계 절차

간선 보호 차단기 + 케이블 선정 5단계

1

부하전류 계산 및 차단기 정격(In) 선정

설비 총 부하용량에서 수용률·역률·효율을 적용해 간선 부하전류(IL)를 산출합니다. 연속부하는 IL × 1.25 이상, 비연속부하는 IL × 1.0 이상으로 차단기 정격전류(In)를 선정합니다. 예: IL=480A이면 In ≥ 600A → 표준 600A 선정.

2

변압기 2차 단락전류(Isc) 계산 및 Icu 비교

변압기 용량(kVA)과 %임피던스(%Z)로 3상 단락전류를 계산합니다. Isc = (kVA × 1000) / (√3 × V × %Z/100). 1000kVA, %Z=5%, V=380V일 때 Isc ≒ 30.4kA(변압기만 기준). 계통 임피던스 포함 시 통상 25~36kA 범위. 차단기 규격서의 Icu(한계차단용량)가 이 값 이상인 제품을 선택합니다.

3

케이블 단면적 1차 선정 — 허용전류 기준

선정된 차단기 정격(In)을 기준으로 KEC 230 허용전류표(또는 제조사 기준표)에서 케이블 단면적을 선정합니다. 포설 조건(직매, 트레이, 관로)과 주변 온도 보정계수를 적용해 허용전류(Iz) ≥ In이 되는 단면적을 선택합니다. 600A 기준이면 CV 150mm²(허용전류 ≒ 310A/상, 3상 합산 기준 재확인) 또는 케이블 병렬 포설을 검토합니다.

4

전압강하 검토 및 단면적 최종 결정

e = √3 × I × L × (R·cosφ + X·sinφ) 공식으로 간선 전압강하율을 계산합니다. KEC 및 실무 기준은 간선 3% 이내(분기 포함 시 5% 이내). 전압강하가 초과하면 단면적을 한 등급 올려 허용전류와 전압강하를 동시에 만족하는 최적 단면적을 확정합니다.

5

케이블 단락내성(kA·s) 및 상위 차단기 보호 협조 확인

케이블이 상위 차단기 동작 전(최대 동작 시간 t초) 동안 단락전류를 견디는지 I²t ≤ k²S² (k: 케이블 열계수, S: 단면적 mm²)로 검토합니다. 이를 통과하지 못하면 단면적을 올리거나 차단기 순시 동작시간을 단축합니다. 마지막으로 시간-전류 협조 곡선(TCG)으로 주간선과 분기간선 차단기의 선택적 차단이 확보되는지 검증합니다.

06 / KEC 기준

관련 KEC 기준 조항

KEC 212.3

단락보호 — 보호장치 선정

과전류 보호장치의 차단용량(Icu 또는 Ics)은 설치 지점의 예상 단락전류 이상이어야 합니다. I²t(에너지) 기준으로 케이블 단락내성을 초과하지 않아야 하며, 이를 위해 I²t ≤ k²S² 조건을 검토합니다.

KEC 212.4

과부하 보호 — 차단기 정격 조건

보호장치 정격전류(In)는 회로 설계전류(Ib) 이상이고 케이블 허용전류(Iz) 이하여야 합니다. 또한 보호장치 동작보장전류(I₂)는 Iz × 1.45 이하 조건(Ib ≤ In ≤ Iz, I₂ ≤ 1.45·Iz)을 만족해야 합니다.

KEC 230.3

전선 허용전류 — 포설 방법별 적용

허용전류는 포설 방법(직접 매설, 전선관, 트레이, 공중 포설 등)과 주변 온도, 다수 케이블 동시 포설 시 감소계수를 적용해야 합니다. 실내 30°C 기준 허용전류표를 기본으로 온도·묶음 보정을 반드시 적용합니다.

KEC 212.6

선택차단 (보호 협조)

직렬로 연결된 상·하위 차단기는 사고 시 사고 위치에 가장 가까운 차단기만 동작하는 선택적 차단(Selectivity)을 확보해야 합니다. TCG(시간-전류 협조 곡선) 분석 또는 제조사 협조표로 확인합니다.

KEC 232.90

전압강하 제한

저압 간선의 전압강하는 변압기 2차 단자에서 최원단 부하 말단까지 5% 이내(간선 단독 3% 이내 권장). 조명 부하는 더욱 엄격한 기준을 적용할 수 있으며, 계산 후 단면적 조정이 필요합니다.

KEC 212.2

과전류 보호 일반 원칙

모든 충전 도체(활선)에는 과전류 보호장치를 설치해야 합니다. 단, 중성선(N)은 중성선 단락보호 기능이 있는 4극 차단기 사용 또는 설계상 안전성이 확인된 경우 생략 가능합니다.

07 / 현장 팁

현장 실무 포인트

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변압기 임피던스 실측 활용

설계 시 %Z=5%로 계산하더라도, 현장에서는 변압기 명판의 실제 %Z 값을 사용해 단락전류를 재계산하면 Icu 선정 오차를 줄일 수 있습니다.

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케이블 병렬 포설 시 단면적 합산

대전류 간선(400A 초과)은 단일 케이블 대신 동일 단면적 케이블을 2~3병렬로 포설하는 경우가 많습니다. 이 경우 각 케이블의 허용전류 합이 In × 1.25 이상인지, 균등 전류분배 여부를 반드시 확인하십시오.

⚠️

Icu vs Ics 구분 필수

Icu(한계차단용량)와 Ics(사용차단용량)는 다릅니다. Ics는 Icu의 25~100%입니다. 반복 차단이 필요한 위치에는 Ics ≥ Isc 조건도 동시에 검토해야 합니다.

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디지털 차단기로 협조 조정

상·하위 차단기 협조가 맞지 않을 때, 상위 차단기를 디지털 트립 유닛(ETU)이 있는 ACB로 교체하면 Long-Time, Short-Time, Instantaneous 구간을 개별 설정해 협조를 쉽게 확보할 수 있습니다.

📊

전압강하 계산 시 역률 실적치 사용

역률(cosφ)을 설계치 0.85로 계산하면 실제보다 낙관적으로 나올 수 있습니다. 현장에서는 역률계 실측치(0.75~0.80)를 적용해 안전 여유를 확보하는 것이 바람직합니다.

🌡️

케이블 트레이 묶음 감소계수 적용

트레이에 케이블을 빽빽이 포설하면 허용전류가 40~60%까지 감소합니다. KEC 230 부표의 묶음 감소계수(보통 0.7~0.85)를 적용하지 않으면 실제 과부하 상태가 되어 절연 조기 열화로 이어집니다.

08 / 시험 포인트

전기기사·기술사 빈출 포인트

• 차단기 정격 조건 (Ib ≤ In ≤ Iz, I₂ ≤ 1.45Iz): KEC 212.4의 핵심 부등식. 설계전류(Ib), 차단기 정격(In), 케이블 허용전류(Iz), 동작보장전류(I₂) 4가지 값의 대소 관계를 완전히 암기해야 실기 배점을 확보할 수 있습니다.
• 단락전류 계산식 (Isc = kVA / (√3 × V × %Z/100)): 변압기 2차 단락전류 산출 공식. kVA, V, %Z 세 값만 주어지면 Isc를 계산할 수 있어야 합니다. 계통 임피던스 추가 시 합성 %Z로 재계산하는 과정도 출제됩니다.
• 케이블 단락내성 (I²t ≤ k²S²): 단락전류의 제곱과 차단시간의 곱(I²t)이 케이블 열계수 k와 단면적 S의 제곱 곱 이하여야 한다는 조건. k값은 구리(XLPE) ≒ 143, PVC ≒ 115를 기억해야 합니다.
• 전압강하 공식 (e = √3·I·L·(Rcosφ+Xsinφ)): 3상 간선의 전압강하율 계산. 단상과 3상 식을 혼동하지 않도록 주의하고, 전압강하율(%)로 환산 시 기준 전압(V)으로 나누는 과정을 빠뜨리지 말아야 합니다.

09 / 안전

작업 안전 수칙

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정전 및 LOTO 선행

간선 차단기 교체·시험 전에 반드시 해당 간선을 정전(차단)하고 잠금·표지 조치(LOTO)를 실시해야 합니다. 활선 상태에서의 차단기 교체 작업은 절대 금지입니다.

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잔류전하 방전 확인

정전 후에도 케이블의 정전용량에 의한 잔류전하가 존재할 수 있습니다. 검전기로 활선 여부를 확인하고 방전 후 작업에 착수하십시오. 특히 대용량 케이블에서 잔류전하 감전 사고가 빈발합니다.

🧤

절연 보호구 착용

380V 이상 저압 간선 작업 시 절연장갑(AC 1000V 이상 등급), 절연화, 보안경을 반드시 착용합니다. 단락 사고 시 아크 에너지에 의한 화상과 비산 금속 위험이 존재합니다.

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Icu 시험성적서 현장 비치

설치하는 차단기의 Icu 시험성적서(형식시험 성적서)를 현장 감리원에게 제출하고 사본을 수배전반 내에 비치해야 합니다. 추후 증설·보수 시 차단기 규격 확인에 필수입니다.

본 가이드는 교육 목적으로 작성되었습니다. 실제 설계·시공 시 KEC 최신 기준을 반드시 확인하십시오.
참고기준: KEC 2023 / IEC 60617 / IEC 60947-2 / 작성일: 2025