홍라이프 계산기전선 굵기 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
너무 가는 전선을 쓰면 에너지가 낭비되고 기기에 전압이 모자랍니다. 이 계산기는 허용 전압강하에서 거꾸로 최소 도체 단면적을 IEC 60364-5-52 방법으로 구하고, 다음 표준 규격(IEC 60228)과 가장 가까운 AWG로 올린 뒤 실제 전압강하를 보여 줍니다.
계산 방법
S = b × ρ₁ × L × cos φ × I ÷ (u허용 − b × λ × L × sin φ × I)
u허용 = 한도 × U₀
- b는 직류·단상 2, 평형 3상 1이며, U₀는 상-중성선 전압입니다.
- ρ₁은 사용 온도에서 구리 0.0225, 알루미늄 0.036Ω·mm²/m, λ = 0.08mΩ/m는 리액턴스입니다.
- L은 편도 길이(m), I는 전류(A), cos φ는 역률입니다.
- 결과는 다음 IEC 60228 규격과, 면적이 그 이상인 가장 작은 AWG로 올립니다.
원리
전선의 전압강하는 전류와 저항의 곱이고, 저항은 ρL ÷ S입니다. 받아들일 수 있는 최대 강하를 정하면 그것을 딱 만족하는 면적 S를 풀 수 있습니다. 순수 저항이 아닌 교류 부하에서는 전선 리액턴스에 의한 강하가 S와 관계없이 생기므로 먼저 허용 강하에서 뺍니다. 도체가 굵어지면 저항이 정비례로 줄어, 면적을 두 배로 하면 저항에 의한 강하가 절반이 됩니다.
예제 풀이
기본값인 단상 230V, 20A, 40m, 구리, 역률 1, 한도 3%로 계산합니다.
- 허용 강하 = 0.03 × 230 = 6.9V이며, 역률 1이라 리액턴스 항은 0입니다.
- S = 2 × 0.0225 × 40 × 1 × 20 ÷ 6.9 = 36 ÷ 6.9 = 5.217mm²입니다.
- 다음 표준 규격 = 6mm², 면적이 그 이상인 AWG = 10AWG(약 5.26mm²)입니다.
- 6mm²의 강하 = 2 × 0.0225 × 40 ÷ 6 × 20 = 6.0V, 2.61%입니다.
- 다음 확인: 허용전류와 차단기 용량입니다.
| 공급 전압 (V, 삼상은 선간 전압) | 전압 강하 기준 최소 단면적 (mm²) |
|---|---|
| 57.5 | 20.87 |
| 115 | 10.43 |
| 172 | 6.957 |
| 230 | 5.217 |
| 288 | 4.174 |
| 345 | 3.478 |
| 460 | 2.609 |
결과 해석
나온 규격은 전압강하만 본 최소값입니다. 전선은 시설 방법, 주위 온도, 다조 포설 조건에서 과열 없이 전류를 흘려야 하고 보호 장치와도 협조되어야 합니다. 최종 규격은 모든 검토에서 요구되는 규격 중 가장 큰 것입니다. 공공 저압 공급에서 흔한 전압강하 한도는 조명 3%, 기타 5%입니다.
흔한 실수
- 허용전류 검토 없이 전압강하 규격을 최종 규격으로 쓰는 경우
- 편도 대신 왕복 길이를 넣는 경우
- AWG와 mm² 규격이 정확히 같다고 생각하는 경우
자주 묻는 질문
왜 표준 규격으로 올리나요?
전선은 정해진 단면적으로만 생산되므로 요구를 만족하는 다음 규격을 고릅니다.
10AWG와 6mm²는 같은가요?
아닙니다. 10AWG는 약 5.26mm²로 6mm²보다 조금 작습니다.
알루미늄은 더 굵어야 하나요?
네. 저항률이 높아 같은 강하를 얻으려면 구리의 약 1.6배 면적이 필요합니다.
출처: IEC 60364-5-52:2009, Annex G (voltage-drop formula) · IEC 60228, Conductors of insulated cables (standard cross-sections); ASTM B258 (AWG diameters)