예시로 따라 하는 전압강하 계산과 KEC 허용 기준
전압강하는 인입구에서 기기까지 배선을 따라 쌓이는 전압 손실이고, KEC 232.3.9는 그 합계의 허용값을 수전 방식과 용도별로 정해 두었습니다. 증설로 배선이 길어지거나 원거리 부하를 설계할 때는 전선 굵기가 이 기준을 넘지 않는지부터 따져야 합니다. 마지막 분기 하나만 계산해서는 판정이 틀어질 수 있는 이유도 여기에 있습니다.
허용 기준
KEC 232.3.9 허용 전압강하, 수전 방식과 용도별로
KEC 232.3.9는 수용가 설비의 인입구부터 기기까지의 전압강하를 저압 수전이면 조명 3 %·기타 5 %, 고압 이상 수전이면 조명 6 %·기타 8 % 이하로 정합니다. 대한전기협회 질의회신에 인용된 조문은 "다른 조건을 고려하지 않는다면 수용가 설비의 인입구로부터 기기까지의 전압강하는 표 232.3-1의 값 이하이어야 한다"이고, 같은 회신은 이 값이 국제기준과 맞추려고 KS C IEC 60364-5-52 부속서 G를 인용한 것이라고 설명합니다.
| 수전 방식 | 조명 | 기타 |
|---|---|---|
| A: 저압으로 수전 | 3 % | 5 % |
| B: 고압 이상으로 수전 | 6 % | 8 % |
표의 주석은 B 유형이라도 최종회로 안의 전압강하가 가능한 한 A 유형 값을 넘지 않는 것이 바람직하다고 덧붙입니다. 자체 변압기를 가진 공장이라도 분전반 이후 분기 회로는 3 %·5 %를 목표로 잡아 두는 편이 안전한 이유입니다.
100 m를 넘는 배선은 얼마까지 더할 수 있을까요?
사용자 배선설비가 100 m를 넘으면 넘는 부분 1 m마다 0.005 %를 더할 수 있고, 더하는 양은 최대 0.5 %까지입니다. 대한전기협회 회신의 예처럼 저압 수전 조명 배선이 150 m라면, 100 m를 넘는 50 m에 0.005 %를 곱한 0.25 %를 더해 허용값이 3.25 %가 됩니다. 가산분은 200 m에서 0.5 %에 이르므로, 그보다 긴 배선이라도 저압 수전의 상한은 조명 3.5 %, 기타 5.5 %입니다.
간선과 분기, 인입구부터 합산하기
허용 기준은 분기 회로 하나가 아니라 인입구에서 기기까지 전체 경로의 합계에 적용됩니다. 판정할 때 간선과 분기의 전압강하를 더해야 하는 이유입니다.
질의회신에 인용된 KEC 핸드북은 저압 수전의 경우 범위를 계량기 2차측 단자부터 해당 부하까지로 설명하고, LED 조명기구는 인입구부터 LED 컨버터까지 적용하라고 안내합니다. 3상 4선식에서는 상전압 220 V 기준 강하율과 선간전압 380 V 기준 강하율이 같으므로, 간선은 선간 기준, 분기는 상전압 기준으로 구한 백분율을 그대로 더해도 됩니다.
단상·3상 전압강하 계산식
전압강하는 전류, 도체 임피던스, 길이를 곱해 구하고, 단상 왕복 회로에는 2를, 평형 3상 회로에는 √3을 곱합니다. Schneider Electric 설치 가이드의 식으로 쓰면 단상은 ΔU = 2 × I × (R cosφ + X sinφ) × L, 평형 3상은 ΔU = √3 × I × (R cosφ + X sinφ) × L입니다. 여기서 R과 X는 km당 저항과 리액턴스, L은 km 단위 길이입니다. 단상 3선식이나 3상 4선식에서 부하가 평형이면 중성선 전류가 거의 없으니, 상전압 기준으로 1 × I × (R cosφ + X sinφ) × L을 씁니다.
| 회로 | 계수 | 백분율 기준 전압 |
|---|---|---|
| 단상 2선식 | 2 | 220 V |
| 평형 3상 3선식 | √3 | 380 V(선간) |
| 평형 3상 4선식(상 기준) | 1 | 220 V(상) |
저항 R은 도체 저항률을 단면적으로 나눠 구하는데, 같은 가이드는 동의 저항률로 23.7 Ω·mm²/km를 씁니다. 리액턴스는 정보가 없으면 0.08 Ω/km로 두고, 50 mm² 미만 도체라면 무시해도 된다고 설명합니다.
간선 60 m, 분기 20 m로 계산해 보면
예를 들어 간선을 3상 380 V, 동 16 mm², 60 m, 40 A, 역률 0.9로 두면 R은 23.7 ÷ 16 = 1.48 Ω/km입니다. 50 mm² 미만이라 리액턴스를 무시하면 √3 × 40 × 1.48 × 0.9 × 0.06 = 5.54 V로, 380 V의 1.46 %입니다.
분기는 단상 220 V, 2.5 mm², 20 m, 16 A, 역률 1로 두면 2 × 16 × 9.48 × 0.02 = 6.07 V, 2.76 %가 나옵니다. 둘을 더한 4.22 %는 기타 부하 기준 5 %는 만족하지만 조명 기준 3 %는 넘습니다.
| 구간 | 조건(가정) | 전압강하 | 강하율 |
|---|---|---|---|
| 간선 | 3상 380 V, 16 mm², 60 m, 40 A, 역률 0.9 | 5.54 V | 1.46 % |
| 분기 | 단상 220 V, 2.5 mm², 20 m, 16 A, 역률 1 | 6.07 V | 2.76 % |
| 합계 | 인입구~기기 | 4.22 % |
같은 분기를 조명 회로로 쓰면 분기 하나가 허용치를 거의 다 차지합니다. 2.5 mm²에 16 A를 흘릴 때 단상 3 %를 넘지 않는 길이는 약 22 m, 4 mm²라면 약 35 m입니다. 분기가 길다면 전선을 한 단계 굵게 하는 방안과 분전반을 부하 가까이 옮기는 방안을 비교해 보세요.
저항값, 20 °C 값을 그대로 넣어도 될까요?
같은 회로라도 어떤 저항값을 넣느냐에 따라 계산 결과가 30 % 넘게 달라질 수 있어서, 운전 온도를 반영한 저항값으로 계산하는 편이 안전합니다.
국내 실무에서 흔히 쓰는 간이식은 3상 3선식을 e = 30.8 × L × I ÷ (1,000 × A)로 쓰는데, 이 계수를 풀면 √3 × 17.8입니다. 17.8 Ω·mm²/km는 도전율 97 % 동선의 20 °C 저항률(1/58 × 100/97 Ω·mm²/m)을 km 단위로 바꾼 값입니다. 앞의 간선 예시에 넣으면 4.62 V로, 23.7 Ω·mm²/km를 쓴 5.54 V보다 약 17 % 작게 나옵니다.
| 계산 방식 | 동선 저항률 | 간선 전압강하 |
|---|---|---|
| Schneider 가이드(운전 온도 반영) | 23.7 Ω·mm²/km | 5.54 V |
| 국내 간이식(20 °C, 도전율 97 %) | 17.8 Ω·mm²/km | 4.62 V |
간이식은 역률을 1로 두기 때문에 이 예시에서는 저항률 차이(약 1.33배)의 일부가 상쇄됐습니다. 역률이 1에 가까운 부하라면 그 차이가 그대로 드러납니다. 기준 경계에 걸리는 회로라면 운전 온도의 저항값으로 한 번 더 계산해 여유를 확인해 두세요.
계산값 확인은 부하를 건 상태에서
전압강하는 전류가 흐를 때만 생깁니다. 그래서 실제 부하를 건 상태에서 인입구와 기기 단자의 전압을 같은 시각에 재서 차이를 구해야 합니다.
한 지점에서 무부하와 부하 상태 전압을 번갈아 재면 그사이의 공급 전압 변동이 결과에 섞입니다. 두 지점에 전력 로거나 멀티미터를 두고 동시에 기록하면 공급 변동이 상쇄되어 배선 구간의 강하만 볼 수 있습니다.
- 측정 구간(인입구, 분전반, 기기 단자)과 부하 전류를 기록합니다.
- 두 지점의 전압을 같은 시각에 측정하거나 로거로 동시에 기록합니다.
- 간선과 분기 구간의 강하율을 각각 구해 합산합니다.
- 측정값이 계산값보다 크게 나오면 접속부 발열과 전선 굵기를 확인합니다.
KEC 표의 값은 정상 운전 상태가 기준이라서, Schneider 가이드가 설명하듯 전동기 기동처럼 기동 전류가 정격의 5~7배로 흐르는 순간에는 적용하지 않습니다. 그렇다고 기동을 무시해도 된다는 뜻은 아닙니다. 정상 운전에서 8 % 강하가 생기는 회로라면 기동 때는 40 % 이상 떨어질 수 있습니다.
관련 제품
자주 묻는 질문
KEC 전압강하 허용 기준은 몇 %인가요?
저압 수전은 조명 3 %, 기타 5 %이고 고압 이상 수전은 조명 6 %, 기타 8 %입니다. KEC 232.3.9 표 232.3-1의 값으로, 인입구부터 기기까지 생기는 전압강하의 합계에 적용합니다.
배선 길이가 150 m라면 허용 전압강하는 얼마인가요?
저압 수전 조명 기준으로 3.25 %입니다. 100 m를 넘는 50 m에 1 m당 0.005 %를 더한 값이고, 이 가산분은 최대 0.5 %를 넘지 않습니다.
3상 4선식 전압강하율은 380 V와 220 V 중 무엇으로 나누나요?
어느 쪽으로 나눠도 비율은 같습니다. 선간 전압강하가 상 전압강하의 √3배라서, 선간 값은 380 V로, 상 값은 220 V로 나누면 같은 백분율이 나옵니다.
전동기 기동 때 전압강하도 KEC 기준에 들어가나요?
들어가지 않습니다. 표의 값은 정상 운전 상태 기준이고, 기동 순간의 전압강하는 따로 검토합니다. 다만 정상 운전 때 강하가 크면 기동 때는 그 몇 배로 커질 수 있습니다.
전압강하는 어디서 어떻게 재나요?
부하를 건 상태에서 인입구와 기기 단자 전압을 같은 시각에 재서 차이를 구합니다. 한 지점씩 번갈아 재면 그사이 달라진 공급 전압이 값에 섞입니다.
전압강하 측정 구성, (주)테솔 엔지니어와 상의하세요
인입구와 기기 단자를 동시에 기록할 장비와 측정 순서를 현장 배선에 맞춰 (주)테솔이 안내해 드립니다. 대표번호 031-713-5988
기술 상담 신청참고 자료
- 대한전기협회 전기상담실, KEC 232.3.9 수용가 설비에서의 전압강하 관련 질의회신 (2022~2026)
- 한국전기설비규정(KEC) 232.3.9 수용가 설비에서의 전압강하, 표 232.3-1
- Schneider Electric, Electrical Installation Guide: Calculation of voltage drop in steady load conditions
- Schneider Electric, Electrical Installation Guide: Maximum voltage drop limit (IEC 60364-5-52 표 G.52.1)
