사용법
- 방식을 고릅니다. 일반적인 회로는 표 선정(선도체 굵기 기준), 고장전류와 차단시간을 아는 경우는 계산식을 씁니다.
- 표 선정은 선도체 단면적과 재질을, 계산식은 보호장치를 통해 흐를 예상 고장전류(A)와 동작시간(5초 이하)을 넣습니다.
- 보호도체의 재질·절연과 설치 형태(다심 케이블의 심선, 케이블 밖 별도 배선 — 기계적 보호 유무)를 고릅니다. PEN 도체이면 체크합니다.
- 결과의 최소 단면적과 표준 규격을 확인하고, 감전 보호를 위한 자동차단 조건은 따로 검토합니다.
공식과 계산 방법
- S ≤ 16 → SPE = S, 16 < S ≤ 35 → 16, S > 35 → S ÷ 2
KEC 표 142.3-1(선도체와 같은 재질). 재질이 다르면 × k1 ÷ k2
- SPE = √(I² × t) ÷ k
차단시간 5초 이하에서만(KEC 142.3.2 제1항 나). I는 예상 고장전류(A), t는 동작시간(s)
- SPE = max(필요 단면적, 최소 굵기)
별도 배선 구리 2.5㎟(보호 있음)·4㎟(없음), 알루미늄 16㎟, PEN 구리 10·알루미늄 16㎟
보호도체 k값은 Schneider Electric 설비 가이드의 표(IEC 60364-5-54 부속서 A와 같은 값)를, 선도체 k값은 KEC 표 212.5-1을 씁니다.
계산 예제
예제 1. 선도체 구리 95㎟, 보호도체도 구리(다심 케이블)
표 선정
- S = 95㎟ > 35 → SPE = 95 ÷ 2 = 47.5㎟
- 표준 규격으로 올림 → 50㎟
→ 보호도체 50㎟ 이상
예제 2. 예상 고장전류 5,000 A, 차단시간 0.4초, 케이블 밖 구리 PVC 절연 보호도체
계산식, k = 143
- S = √(5000² × 0.4) ÷ 143
- = 3,162.28 ÷ 143 ≈ 22.11㎟
- 표준 규격으로 올림 → 25㎟
→ 보호도체 25㎟ 이상
기준 요약
- KEC 142.3.2 제1항 가: 보호도체 최소 단면적은 계산식으로 구하거나 표 142.3-1로 선정할 수 있습니다.
- KEC 142.3.2 제1항 나: 계산식 S = √(I²t) ÷ k는 차단시간이 5초 이하인 경우에만 적용합니다.
- KEC 142.3.2 제1항 다: 케이블 밖 별도 보호도체는 기계적 보호가 있으면 구리 2.5㎟, 없으면 4㎟(알루미늄 16㎟) 이상이어야 합니다.
- KEC 142.4.2: 주택 등 TN-C-S 계통의 PEN 도체는 고정 설비에만 쓰고 구리 10㎟·알루미늄 16㎟ 이상이어야 합니다.
기준의 의미와 판단 방법은 가이드 KEC 기준 접지의 종류(계통·보호·피뢰 접지)는 어떻게 나뉘나요?에서 자세히 설명합니다.
자주 묻는 질문
Q. 표 선정과 계산식 결과가 다르면 어느 쪽을 쓰나요?
KEC는 둘 중 하나로 정할 수 있게 합니다. 계산식은 보통 더 작은 값이 나오지만, 고장 때 보호장치가 정해진 시간 안에 동작하려면 고장 루프 임피던스가 충분히 낮아야 하므로 너무 가늘게 하지 않는 것이 좋습니다.
Q. 알루미늄 선도체도 표를 그대로 쓰나요?
KEC 표 142.3-1은 구리를 기준으로 적혀 있습니다. 알루미늄 선도체는 계산식으로 함께 확인하고, 재질이 다른 보호도체는 k값 비율로 보정합니다.
Q. 예상 고장전류는 어디서 구하나요?
보호도체 경로를 포함한 고장 루프 임피던스로 계산하거나 측정합니다. 단락전류 계산기의 3상 최대값은 지락 고장전류와 다르므로 그대로 넣지 말고, 설계도서의 지락 고장전류를 쓰세요.
Q. TT 계통에서도 같은 굵기가 필요한가요?
TT 계통에서 전원 쪽 접지극과 기기 쪽 접지극이 전기적으로 독립이면 보호도체 단면적은 구리 25㎟, 알루미늄 35㎟를 넘지 않아도 됩니다(KEC 142.3.2 제1항 가).
Q. 보호도체 대신 금속관이나 케이블 트레이를 써도 되나요?
KEC는 금속 수도관, 인화성 물질 배관, 가요성 금속전선관, 케이블 트레이 등을 보호도체로 쓰지 못하게 합니다. 금속제 외함·프레임은 정해진 조건을 모두 만족할 때만 쓸 수 있습니다.