부하 용량에 따른 허용 전류, 전선 굵기, 차단기 용량 선정 방법

부하 용량에 따라 적절한 전선 굵기(Wire Size) 와 차단기 용량(Circuit Breaker Rating) 를 선정하는 것이 중요합니다. 올바른 선정이 이루어지지 않으면 과열, 화재 및 전력 손실 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

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1. 부하 용량에 따른 허용 전류 계산

전기 부하의 용량(전력, W)으로부터 허용 전류(A)를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

🔹 단상(1Φ) 회로

I=PV×cos⁡θI = \frac{P}{V \times \cos\theta}I=V×cosθP​

🔹 삼상(3Φ) 회로

I=P3×V×cos⁡θI = \frac{P}{\sqrt{3} \times V \times \cos\theta}I=3​×V×cosθP​

📌 참고

• III : 전류(A)
• PPP : 부하 용량(W)
• VVV : 전압(V)
• cos⁡θ\cos\thetacosθ : 역률 (일반적으로 0.8~0.9 사용)

2. 허용 전류에 따른 전선 굵기 선정

일반적으로 PVC 절연 전선 기준으로 부하 전류에 맞는 전선 단면적(㎟)을 선정할 수 있습니다.

            전선 굵기 (㎟)                             허용 전류 (A, 공기 중)                                 허용 전류 (A, 배관 내)

1.5	18~20	14~16
2.5	24~27	18~21
4	32~36	24~28
6	41~45	31~35
10	55~60	42~46
16	73~80	56~62
25	98~110	75~85
35	120~140	94~105
50	150~170	115~130
70	190~220	145~165
95	230~270	180~200

📌 참고

• 배관 내 설치 시 공기 중 설치보다 허용 전류가 감소함.
• 고온 환경이나 다심 케이블(3심, 4심) 사용 시 보정 계수를 적용해야 함.
• 전선이 장시간 높은 부하를 견딜 경우 한 단계 큰 전선을 선택하는 것이 안전함.

3. 차단기 용량 선정 기준

차단기 용량(정격 전류, A)은 부하 전류보다 1.25배 이상 여유를 두고 선정하는 것이 일반적입니다.

🔹 차단기 용량 산정 공식

CB=Iload×1.25CB = I_{load} \times 1.25CB=Iload​×1.25

(여유율 25% 적용)

📌 참고

• 과부하 보호용 차단기(MCCB) → 부하 전류의 125% 이상
• 단락 보호용 차단기(ELB) → 전선 허용 전류와 동일하게 선정
• 전동기 부하는 기동 전류를 고려하여 150~250% 여유 적용

부하 전력별 차단기 및 전선 굵기 예시

(380V 삼상, 역률 0.9 기준)

       부하 용량 (kW)                  부하 전류 (A)                  전선 굵기 (㎟)                    차단기 용량 (A)

5	8.5	2.5	10~15
10	17	4	20~25
20	34	6	40~50
30	51	10	60~75
50	85	16	100~125
75	127	25	150~175
100	170	35	200~225

📌 설명

• 부하 전류는 삼상(380V), 역률 0.9 기준으로 계산됨.
• 전선 굵기는 배관 내 설치 기준으로 선정됨.
• 차단기는 부하 전류의 125% 여유율을 적용하여 선정됨.

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4. 차단기 및 전선 선정 시 추가 고려 사항

✅ 환경적 요인 고려

• 배선이 긴 경우 전압 강하 보상 필요 → 한 단계 굵은 전선 사용
• 온도가 높은 환경(50℃ 이상)에서는 허용 전류가 감소 → 보정 계수 적용 필요

✅ 전동기 부하 적용 시

• 기동 전류가 크므로 차단기를 150~250% 여유 있게 선정
• 전선 굵기도 순간적인 과부하를 견딜 수 있도록 한 단계 이상 증가

✅ 누전 차단기(ELB) 선정

• 인체 보호용: 30mA
• 화재 예방용: 100mA~200mA
• 대형 부하 보호용: 500mA~1A 이상

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5. 결론

• 부하 전류 계산: 전력(W) → 전류(A) 변환 공식 사용
• 전선 굵기 선정: 전류 허용 범위에 따라 선택
• 차단기 용량 선정: 부하 전류의 125% 적용

⚠ 전선 굵기와 차단기를 여유 있게 선정해야 과열 및 화재 위험을 예방할 수 있습니다.