허용전류 적용 방법

 

허용전류 적용 방법

 

1. 적용범위

(1) 공칭전압이 교류 1kV 또는 직류 1.5kV 이하의 비외장형 케이블과 절연전선에만 적용한다.

(2) 금속외장 단심케이블에는 적용하지 않는다.

(3) 싱글웨이 금속덕트 안의 비외장형 단심케이블에는 적용할 수 있다.

 

2. 적용규격

(1) KS C 3302(2003) : 450/750V 비닐절연전선(IV)

(2) KS C 3328(2004) : 450/750V 내열비닐절연전선(HIV)

(3) KS C 3611(2004) : 0.6/1kV 가교폴리에틸렌 케이블(CV)

(4) KS C 3323(2004) : 0.6/1kV 비닐절연 비닐시스 케이블(VV)

(5) KS C IEC 60364-5-523(2002) : 건축전기설비 제5부 제523절 허용전류

(6) KS C IEC 60364-5-52(2004) : 건축전기설비 제5-52부 배선설비

 

3. 케이블 등의 허용온도

케이블 등을 정상적으로 사용할 때 절연전선 및 케이블에 흐르는 전류는 도체(무기절연의 경우는 시스)온도가 표 B1-1에서 정하는 허용온도 이하가 되는 전류 값이 되도록 규정하고 있다.

표 B1-1 절연물의 종류에 따른 최고허용온도

절연물의 종류	최고허용온도
염화비닐(PVC) 가교폴리에틸렌(XLPE),에틸렌프로필렌고무혼합물(EPR) 무기물(PVC피복 또는 나도체가 인체에 접촉할 우려가 있는 것) 무기물(접촉하지 않고 가연성물질과 접촉할 우려가 없는 나도체)	도체 70℃ 도체 90℃ 시스 70℃ 시스 105℃

[비고1 ]이 표는 KS C IEC 60364-5-52의 표 52-4(절연형태에 대한 최대운전온도)에서 발췌한 것이다.

[비고2] IV, VV, CVV(난연성 도체 포함)은 도체의 허용온도가 70℃ 이며, CV, FR-8, FR-3, HIV(난연성 도체 포함)은 도체의 허용온도가 90℃ 이다.

 

4. 허용전류

(1) 허용전류는 특정조건(①도체의 절연물 종류 ②상수 ③공사방법 ④주위온도 ⑤복수회로의 수)하에서 도체온도가 표 B1-1의 최고허용온도 값을 초과하지 않는 경우로 도체에 연속적으로 흐를 수 있는 최대전류값을 말한다.

(2) 허용전류 계산값의 소수점 처리

복수회로 또는 다심케이블의 집합에 대하여 허용전류 보정계수를 허용전류 값에 곱한 값으로 하여 적용할 경우에는 계산 값이 20미만인 경우에는 소수점이하 0.5단위로 증감하며 소수점 이하 값이 0.24, 0.74이하는 내리고 0.25, 0.75이상은 올림으로 한다. 계산값이 20이상의 경우에는 소수점 첫째자리에서 반올림한 값으로 한다.

 

5. 주위온도에 대한 보정

(1) 주위온도는 도체가 무부하일 경우에 주위의 매체온도를 적용하는 것이다.

(2) 전선의 허용전류 값에 대한 기준주위온도

① 기중 : 30℃

② 토양에 직접매입 또는 지중의 덕트내 시설 : 20℃

(3) 주위온도가 기준주위온도와 다를 경우에는 적절한 보정계수를 적용한다. 다만, 매설케이블의 경우에 토양의 온도가 연간 몇 주만 25℃를 초과할 때는 보정할 필요가 없다.

(4) 주위온도에 대한 보정계수는 태양 또는 기타 적외선 방사로 인한 온도상승의 증가에 대하여는 고려하지 않는다. 케이블 또는 이러한 방사를 받은 경우, 허용전류는 IEC 60287에서 규정하는 방법으로 산출한다.

(5) 전선 또는 케이블의 사용장소에서 주위온도가 기준주위온도와 다른 경우에는 표 B1-2의 보정계수 값을 허용전류값에 적용하여야 한다.

 

                       표 B1-2 주위온도에 대한 보정계수

기중 케이블					지중 케이블
주위온도   (℃)	절연체				지중온도 (℃)	절연체
	PVC	XLPE 또는 EPR	무기*			PVC	XLPE 또는 EPR
			접촉할 우려가 있음 (70℃)	접촉할 우려가 없음 (105℃)
10 15 20 25 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95	1.22 1.17 1.12 1.06 0.94 0.87 0.79 0.71 0.61 0.50 - - - - - - -	1.15 1.12 1.08 1.04 0.96 0.91 0.87 0.82 0.76 0.71 0.65 0.58 0.50 0.41 - - -	1.26 1.20 1.14 1.07 0.93 0.85 0.87 0.67 0.57 0.45 - - - - - - -	1.14 1.11 1.07 1.04 0.96 0.92 0.88 0.84 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.54 0.47 0.40 0.32	10 15 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80	1.10 1.05 0.95 0.89 0.84 0.77 0.71 0.63 0.55 0.45 - - - -	1.07 1.04 0.96 0.93 0.89 0.85 0.80 0.76 0.71 0.65 0.60 0.53 0.46 0.38

[비고1] 이 표는 KS C IEC 60364-5-523 표52-D1(기중 케이블의 허용전류에 적용하는 30℃ 이외의 주위온도에 대한보정계수), 표52-D2(기중 덕트 케이블의 허용전류에 적용하는 20℃ 이외의 주위 대지온도에 대한 보정계수)에서 발췌한 것이다.

[비고2] 이 이상의 주위온도에 대하여는 제조업자와 협의한다.

 

6. 토양의 열저항율에 대한 보정

(1) 지중케이블의 허용전류를 산출할 때 사용하는 토양의 열저항률은 2.5 K·m/W를 기준값으로 적용한다.

(2) 토양의 열저항률이 기준값과 다를 경우에는 토양열저항률에 따른 보정계수 표 B1-3을 허용전류 값에 곱하여 사용한다.

 

                       표 B1-3 토양의 열저항률에 대한 보정계수

열저항율, K·m/W	1	1.5	2	2.5	3
보정계수	1.8	1.1	1.05	1	0.96

[비고1] 이 표는 KS C IEC 60364-5-523의 표 52-D3(공사방법 D의 허용전류에 적용하는 2.5K·m/W이외의 토양 열저항률에 대한 매설 덕트 내 케이블의 보정계수)에서 발췌한 것이다.

[비고2] 표에 나타낸 보정계수는 KS C IEC 60364-5-523 표 52-C1~52-C4에 제시된 도체의 굵기 및 설치형태의 범위에 대한 평균값이다. 보정계수의 정확도는 ±5%오차 범위내에 있다.

[비고3] 보정계수는 매설된 덕트에 공사한 케이블에 적용할 수 있으며 지중에 직접 공사한 케이블의 경우에는 2.5K·m/W보다 작은 열저항율에 대한 보정계수는 높게 된다. 좀 더 정확한 값이 필요한 경우 IEC 60287에서 규정하는 계산방법으로 계산한다.

[비고4] 보정계수는 매설깊이가 0.8m인 덕트에 적용할 수 있다.

 

7. 복수회로에 대한 보정

(1) 동일한 최대 운전온도를 갖는 절연도체나 케이블의 집합체에는 집합감소계수를 적용할 수 있다.

(2) 서로 다른 최대 운전온도를 갖는 케이블이나 절연도체를 포함하는 집합체에서 해당 집합체에 모든 케이블이나 절연도체의 허용전류용량은 적절한 집합감소계수와 함께 집합체에서 케이블의 최소운전온도에 기초해야 한다.

(3) 알려진 운전조건 때문에 케이블이나 절연도체에 전체 집합체 정격의 30%미만 전류가 흐를 것으로 예상되는 경우에는 집합체의 나머지에 대한 감소계수를 구하는 것은 무시할 수 있다.

(4) 집합 보정계수는 모든 전선이 부하율 100%로 연속해서 정상운전되는 상태로 하여 계산하고 있다. 설비의 운전조건을 고려하여 부하가 100% 미만이 된 경우에는 해당 보정계수는 더 커질 수 있다.

(5) 전선관, 케이블 트렁킹 또는 케이블 덕트에서 서로 다른 크기의 절연도체나 케이블이 포함하는 집합체인 경우에 안전한 쪽의 집합감소계수는 다음과 같다.

 

                        F = 1/√(n)

 

여기에서, F : 집합감소계수,  n: 집합체내의 다심케이블 또는 회로의 수

 

           표 B1-4 기중포설시 복수회로 또는 다심 케이블 복수의 집합에 대한 보정계수

항	배치 (케이블 밀착)	회로 또는 다심 케이블의 수												허용전류를 이용
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	12	16	20
1	기중이나 벽면에 묶거나 매설 또는 수납	1.00	0.80	0.70	0.65	0.60	0.57	0.54	0.52	0.50	0.45	0.41	0.38	공사방법 A～F
2	벽 또는 막힘형 트레이의 단일층	1.00	0.85	0.79	0.75	0.73	0.72	0.72	0.71	0.70	9개 이상의 회로나 다심케이블인 경우 이 이상의 감소계수는 없음			공사방법 C
3	목재 천정면 아래에 직접 고정한 단일층	0.95	0.81	0.72	0.68	0.66	0.64	0.63	0.62	0.61
4	환기형 수평 또는 수직 트레이의 단일층	1.00	0.88	0.82	0.77	0.75	0.73	0.73	0.72	0.72				공사방법 E 와 F
5	사다리 지지대 또는 클리트의 단일층	1.00	0.87	0.82	0.80	0.80	0.79	0.79	0.78	0.78

[비고1] 이 표는 KS C IEC 60364-5-523의 표 52-E1에서 발췌한 것이다.

[비고2] 이러한 계수는 동일하게 부하가 걸린 동일 집합에 속한 케이블에 적용할 수 있다.

[비고3] 인접 케이블간의 수평간격이 그 외경의 2배를 초과할 경우, 감소계수를 적용할 필요는 없다.

[비고4] 동일한 계수를 다음에 적용한다 :

- 단심 케이블 2개 또는 3개의 집합체

- 다심 케이블

[비고5] 하나의 계통이 2심과 3심 케이블로 구성된 경우에 전체 케이블 수는 회로 수와 같은 것으로 간주하고, 그 보정계수를 2심 케이블에는 2개의 부하도체에 대한 표를, 3심 케이블에는 3개의 부하도체에 대한 표를 적용한다.

[비고6] 집합체가 n개 단심 케이블로 구성된 경우에는 2개 부하도체의 n/2 회로 또는 3개 부하도체의 n/3회로로 간주해도 무방하다.

[비고7] 이 표에 나타낸 값은 KS C IEC 60364-5-523 표 52-C1～52-C12에 제시된 도체의 굵기와 공사 형태 범위에 대한 평균값이다. 보정계수의 정확도는 ±5%오차 범위내에 있다.

[비고8] 특수 공사 및 이 표에 나타내지 않은 다른 공사방법인 경우에는 특수한 경우에 대비해 계산한 계수를 사용하는 것이 바람직하며 표B1-7 ～ 표B1-8를 참조한다.

 

          표 B1-5 지중에 직접시설한 복수의 케이블에 대한 보정계수(공사방법 D)

회로수	케이블간 간격( )*
	0 (케이블밀착)	1케이블의 직경	0.125m	0.25m	0.5m
2 3 4 5 6	0.75 0.65 0.60 0.55 0.50	0.80 0.70 0.60 0.55 0.55	0.85 0.75 0.70 0.65 0.60	0.90 0.80 0.75 0.70 0.70	0.90 0.85 0.80 0.80 0.80
* 다심 케이블                                                    * 단심 케이블

[비고1] 이 표는 KS C IEC 60364-5-523의 표 52-E2에서 발췌한 것이다

[비고2] 이 값은 매설깊이가 0.7m, 토양의 열저항률이 2.5K·m/W인 경우에 적용한다. 이 값은 KS C IEC 60364-5-523 표 52-C1~52-C4에 제시된 케이블의 굵기와 공사 형태의 범위에 대한 평균값이다. 평균을 구해 그 값을 반올림하여 대부분의 경우 ±10%이하의 오차 결과로 얻을 수 있다. 좀 더 정확한 값이 필요한 경우 IEC 60287에서 규정하는 계산방법으로 계산한다.

 

 

 

8. 부하도체의 수

(1) 허용전류에 대하여 고려하는 것은 회로에서 부하전류가 흐르는 도체 수이다. 다상 회로에서 무시할 정도의 고조파로 균등하게 전류가 흐른다고 가정할 경우에는 관련된 중성선을 고려할 필요가 없다.

(2) 다심 케이블에서 중성도체가 선로전류의 불균형에 기인하여 전류를 흐를 경우에는 중성선 전류에 의한 온도상승을 하나 이상의 선로도체에서 발생한 열기 감소로 상쇄된다. 이러한 경우에 도체의 굵기는 가장 높은 선로전류에 기초하여 선정해야 한다.

(3) 중성도체에 상도체의 부하에 상당하는 감소 없이 전류가 흐를 경우에 중성선 도체에서 회로의 정격을 고려해야 한다. 이러한 전류는 3상회로의 고조파전류의 주요원인이 될 수 있다. 고조파의 크기가 10%이상인 경우에는 해당 중성선 도체는 상도체보다 작지 않아야 한다.

(4) 보호도체로만 사용되는 전선(PE도체)은 고려하지 않는다. PEN도체는 중선선과 같은 방법으로 취급한다.

 

9. 병렬전선

2개 이상의 전선을 계통의 동일 상(相) 또는 동일 극(極)에 병렬로 접속하는 경우는 부하전류가 균등하게 분배되도록 한다.

 

10. 경로중(徑路中) 시설조건의 변화

경로의 어떤 부분과 다른 부분에서 냉각조건이 다른 경우의 허용전류는 가장 불리한 조건의 부분에 대하여 적합하도록 결정한다.

 

11. 용어해설

(1) 케이블 트렁킹(Cable Trunking)

건축물에 고정된 본체부와 제거할 수 있거나 개폐할 수 있는 커버로 이루어지며, 절연전선, 케이블, 코드를 수용하기 위하여 설계된 밀폐된 외함을 말한다.

(2) 케이블 덕트(Cable Duct)

전기설비에서 절연전선, 케이블 및 코드를 수용하기 위한 비원형 단면의 밀폐된 외함으로, 절연전선, 케이블 및 코드를 인입하거나 교체할 수 있다. 플로어덕트, 금속덕트 등이 여기에 해당된다.

(3) 케이블 래더(Cable Ladder)

길이방향의 가로대에 케이블 지지용 가로대를 고정한 사다리형의 선반이다

(4) 케이블 브래킷( Cable Bracket)

케이블을 적재하기 위한 수평 지지대로 한쪽만을 벽 등에 고정하는 것으로 케이블의 방향에 등 간격으로 설치한다. 케이블의 자체 하중이 브래킷에 가해져 케이블이 변형될 우려가 있기 때문에 거의 사용되지 않는다.

(5) 케이블 채널

케이블이나 전선관을 설치할 수 있는 좁은 공간으로 사람은 들어갈 수 없지만 케이블을 설치하거나, 전선관을 설치하거나, 공사 후 케이블이나 전선관에 접근할 수 있는 크기의 공간을 말한다. 지면이나 바닥을 굴착하거나 벽에 붙이는 경우도 있으며 열린 공간 또는 통기구처럼 생긴 경우도 있다

 

12. 공사방법별 세부공사유형

고정전기설비 공사에서 일반적으로 사용하는 공사방법별 세부공사유형은 표B1-9와 같다.

표 B1-9 공사방법별 세부공사유형

공 사 방 법		세 부 공 사 유 형		복수회로 집합계수
단열벽내 전선관	A1	절연전선 또는 단심케이블	단열벽내의 전선관, 몰드배선, 문틀 또는 창틀내 배선, 단열벽내에 직접매입한 케이블	표52-E1 1항 적용
	A2	다심케이블
벽면 노출 전선관 또는 콘크리트 매입 전선관	B1	절연전선 또는 단심케이블	목재 또는 석재벽면에 고정한 전선관, 목재벽면에 고정된 트렁킹, 현수형 트렁킹, 석재내부에 매입된 케이블덕트(플로어덕트), 바닥 또는 벽면에 매입된 트렁킹, 케이블 채널내 전선관 또는 케이블, 석재(콘크리트)내부에 매입한 전선관	표52-E1 1항 적용
	B2	다심케이블
벽면 고정 케이블 또는 막힘형 트레이	C	목재벽면에 고정한 케이블, 막힘형(바닥밀폐형) 트레이, 석재 내부에 직접 매입된 케이블		표52-E1 2항 적용
천정면 고정 케이블		목재 천정면에 직접 고정한 케이블		표52-E1 3항 적용
지중 직매 케이블	D	지중 직매 케이블		표52-E2
지중 관로 및 덕트		지중 관로 및 덕트내의 케이블		표52-E3
환기형 트레이	E or F	통풍형(환기형) 트레이		표52-E1 4항 적용
사다리형 트레이		사다리형 트레이, 사다리 지지대, 브래킷 또는 와이어 메시, 조가용선에 의한 배선		표52-E1 5항 적용
애자사용배선	G	애자사용배선		표52-E1 1항 적용

[비고1] A의 단열벽 : 외벽이 내후성이고 내벽은 목재나 목재성 재질로 구성된 것을 말한다.

[비고2] B, C의 석재(석조) : 벽돌, 콘크리트 및 이와 유사한 것(단열벽은 제외)을 포함.

[비고3] 막힘형 트레이 : 구멍이 차지하는 비율이 표면적의 30% 미만

[비고4] 환기형(또는 통풍형)트레이 : 구멍이 차지하는 비율이 표면적의 30% 이상

[비고5] 사다리 지지 : 케이블을 지지하는 금속부분이 설계면적의 10% 미만

[비고6] 클리트와 행거 : 케이블 주위의 공기 흐름이 충분히 자유롭고 전체길이를 따라 간격을 두어 케이블을 지지하기 위한 케이블 지지재.