공장 끝단에 콤프레셔를 새로 달았더니 기동할 때마다 형광등이 깜빡이고, 멀리 떨어진 창고의 모터가 힘없이 도는 경우가 있습니다. 대부분 전압강하 때문입니다. 전선은 굵기와 길이에 비례하는 저항을 가지고 있어서 거리가 멀고 전류가 클수록 부하 쪽 전압이 떨어집니다.
이 글은 한국전기설비규정 KEC 232.3.9의 허용 전압강하 기준, 현장에서 손으로 계산할 때 쓰는 약산식(35.6·30.8·17.8), 그리고 단상 220V·삼상 380V에서 전선 굵기별로 보낼 수 있는 최대 거리를 표로 정리한 것입니다. 허용전류만 보고 굵기를 정했다가 거리가 길어 다시 굵히는 일을 줄이는 데 목적이 있습니다.
KEC 232.3.9 허용 전압강하 기준
KEC는 수용가 설비의 인입구부터 기기까지의 전압강하를 아래 표 232.3-1 값 이하로 하도록 정합니다. 간선과 분기회로를 따로 보는 것이 아니라 둘을 합친 값으로 비교한다는 점이 핵심입니다.
| 설비의 유형 | 조명 | 기타(동력·전열 등) |
|---|---|---|
| A. 저압으로 수전하는 경우 | 3 % | 5 % |
| B. 고압 이상으로 수전하는 경우 | 6 % | 8 % |
- 고압 이상으로 수전하더라도 가능하면 최종회로 안의 전압강하는 A 유형 값을 넘지 않는 것이 바람직하다고 함께 적혀 있습니다.
- 사용자의 배선설비가 100 m를 넘는 부분은 m당 0.005 %씩 더 허용할 수 있지만, 이 증가분은 0.5 %를 넘을 수 없습니다.
- 기동 중인 전동기나 돌입전류가 큰 기기는 표보다 큰 전압강하를 허용할 수 있고, 과도과전압·비정상 사용으로 인한 일시적 변동은 고려하지 않습니다.
| 배선 길이 | 가산분 | 저압 수전 조명 허용치 | 저압 수전 기타 허용치 |
|---|---|---|---|
| 100 m 이하 | 없음 | 3.00 % | 5.00 % |
| 140 m | +0.20 % | 3.20 % | 5.20 % |
| 200 m 이상 | +0.50 % (상한) | 3.50 % | 5.50 % |
전압강하 계산 공식: 35.6·30.8·17.8의 의미
현장과 설계서에서 가장 많이 쓰는 식은 구리 도체 기준의 약산식입니다. 리액턴스를 무시하고 역률을 1로 본 간이식이라 옥내 배선처럼 짧고 가는 전선에 맞습니다.
e = k × L × I ÷ (1000 × A) · 필요한 굵기는 A = k × L × I ÷ (1000 × e)
- e: 전압강하(V)
- L: 전선 1가닥의 길이, 즉 편도 거리(m). 왕복분은 계수에 이미 들어 있습니다.
- I: 부하전류(A)
- A: 전선 공칭 단면적(㎟)
| 배선 방식 | 계수 k | 강하율을 나누는 기준 전압 | 유래 |
|---|---|---|---|
| 단상 2선식 (220V) | 35.6 | 선간전압 220V | 가는 선 + 돌아오는 선 2가닥 (17.8 × 2) |
| 삼상 3선식 (380V) | 30.8 | 선간전압 380V | 선간 강하 = 1선 강하 × √3 (17.8 × √3) |
| 단상 3선식 · 삼상 4선식 (평형 부하) | 17.8 | 대지전압(상전압) 220V | 평형이면 중성선 전류가 0이라 1가닥 |
17.8은 연동선 고유저항 1/58 Ω·㎟/m에 도전율 97 %를 적용한 값, 즉 1 ÷ (58 × 0.97) × 1000 ≈ 17.8에서 나왔습니다. 전압강하율(%)은 e ÷ 기준 전압 × 100입니다.
팁: 삼상 4선식(380/220V) 설비라도 220V 단상 분기회로는 상선으로 나간 전류가 중성선으로 그대로 돌아오므로 35.6을 써야 합니다. 17.8은 여러 단상 부하가 세 상에 고르게 나뉜 간선에서만 맞고, 한쪽 상에 부하가 몰릴수록 실제 강하는 35.6 쪽으로 커집니다.
계산 예시 3가지
① 단상 220V, 30 m, 20 A, 4 ㎟
e = 35.6 × 30 × 20 ÷ (1000 × 4) = 5.34 V → 5.34 ÷ 220 × 100 = 2.43 %. 조명 회로 3 % 이내, 전열·동력 5 % 이내라 둘 다 통과합니다.
② 삼상 380V 모터, 80 m, 30 A, 6 ㎟ vs 10 ㎟
6 ㎟: e = 30.8 × 80 × 30 ÷ (1000 × 6) = 12.32 V → 3.24 %. 10 ㎟로 올리면 7.39 V → 1.95 %입니다. 분전반까지의 간선에서 이미 2 % 이상 떨어졌다면 합계 5 %를 넘지 않도록 10 ㎟를 고르는 편이 안전합니다.
③ 삼상 380V, 120 m, 30 A에 필요한 최소 굵기
120 m이므로 허용치는 5 % + (120 − 100) × 0.005 % = 5.10 %, 허용 강하 e = 380 × 0.051 = 19.38 V입니다. A = 30.8 × 120 × 30 ÷ (1000 × 19.38) ≈ 5.72 ㎟ → 이보다 굵은 표준 굵기 중 가장 가는 6 ㎟가 최소값입니다. 실제로는 간선 강하분을 빼고 남은 몫으로 다시 계산해야 합니다.
단상 220V 전선 굵기별 최대 거리표 (전압강하 5 %)
아래 표는 약산식으로 역산한 편도 최대 거리입니다. 기준은 단상 2선식, 허용 강하 5 %(11 V)이며 100 m 초과 가산분은 넣지 않았습니다. 조명 회로(3 %)라면 표의 거리에 0.6을 곱하면 됩니다.
| 전선 굵기 | 10 A | 16 A | 20 A | 32 A | 50 A |
|---|---|---|---|---|---|
| 2.5 ㎟ | 77 m | 48 m | 39 m | — | — |
| 4 ㎟ | 124 m | 77 m | 62 m | 39 m | — |
| 6 ㎟ | 185 m | 116 m | 93 m | 58 m | 37 m |
| 10 ㎟ | 309 m | 193 m | 154 m | 97 m | 62 m |
| 16 ㎟ | 494 m | 309 m | 247 m | 154 m | 99 m |
| 25 ㎟ | 772 m | 483 m | 386 m | 241 m | 154 m |
| 35 ㎟ | 1081 m | 676 m | 541 m | 338 m | 216 m |
삼상 380V 전선 굵기별 최대 거리표 (전압강하 5 %)
삼상 3선식, 허용 강하 5 %(19 V) 기준입니다. 같은 굵기·같은 전류라면 단상 220V보다 약 2배 멀리 보낼 수 있습니다. 모터 정격전류는 삼상 모터 정격전류표에서 먼저 확인하세요.
| 전선 굵기 | 10 A | 16 A | 20 A | 32 A | 50 A |
|---|---|---|---|---|---|
| 2.5 ㎟ | 154 m | 96 m | 77 m | — | — |
| 4 ㎟ | 247 m | 154 m | 123 m | 77 m | — |
| 6 ㎟ | 370 m | 231 m | 185 m | 116 m | 74 m |
| 10 ㎟ | 617 m | 386 m | 308 m | 193 m | 123 m |
| 16 ㎟ | 987 m | 617 m | 494 m | 308 m | 197 m |
| 25 ㎟ | 1542 m | 964 m | 771 m | 482 m | 308 m |
| 35 ㎟ | 2159 m | 1349 m | 1080 m | 675 m | 432 m |
“—” 칸은 가는 전선에 큰 전류를 흘리는 조합이라 거리보다 허용전류가 먼저 문제 되므로 생략했습니다. 거리표는 전압강하만 본 값이므로, 굵기를 정한 뒤에는 반드시 전선 허용전류표와 차단기 정격도 함께 확인해야 합니다.
실무 메모
- 간선 + 분기 합계로 판단: 저압 수전이면 계량기 2차측, 고압 수전이면 변압기 2차측부터 부하까지 강하를 더해 표 232.3-1과 비교합니다. 간선에서 쓰고 남은 몫이 분기회로 몫입니다.
- 편도 거리: 분전반에서 부하까지 한쪽 길이만 넣습니다. 왕복 길이를 넣으면 2배로 과다 설계됩니다.
- 굵은 간선은 정밀식: 약산식은 리액턴스·표피효과·도체 온도 상승을 빼고 계산합니다. 전류가 크고 굵은 케이블은 역률과 리액턴스를 넣은 식으로 다시 검토하세요.
- 국내 SQ 호칭: KEC는 IEC 굵기(2.5·4·6·10·16㎟…)를 씁니다. 구 호칭 3.5·5.5 SQ와의 대응은 전선 규격 SQ·AWG 환산표를 참고하세요.
- 용접기·이동형 장비: 릴선을 길게 늘이면 전압강하로 아크가 불안정해집니다. 용접기 1차 케이블 선정은 초보 용접기·케이블·차단기 선정표를 함께 보세요.
- 모터 기동: KEC는 기동 중인 전동기의 일시적인 큰 강하를 허용하지만, 같은 간선에 조명이나 제어반이 물려 있으면 깜빡임·릴레이 오동작이 생길 수 있으니 기동 방식도 함께 검토합니다.
자주 묻는 질문
Q. 전압강하 허용치는 몇 %인가요?
KEC 232.3.9 기준 저압으로 수전하면 조명 3 %, 기타 5 %, 고압 이상으로 수전하면 조명 6 %, 기타 8 %입니다. 인입구부터 기기까지 합계 값입니다.
Q. 전압강하 계산식에서 L은 왕복 길이인가요?
아닙니다. 편도 길이입니다. 단상 2선식 계수 35.6에 왕복 2가닥이 이미 반영돼 있습니다.
Q. 삼상 4선식은 17.8과 30.8 중 무엇을 쓰나요?
모터처럼 중성선을 안 쓰는 삼상 부하는 30.8(기준 380V), 220V 단상 분기회로는 35.6(기준 220V), 평형 단상 부하가 고르게 나뉜 간선만 17.8(기준 220V)입니다.
Q. 배선이 150 m면 허용치가 얼마인가요?
100 m를 넘는 50 m에 대해 50 × 0.005 % = 0.25 %를 더할 수 있습니다. 저압 수전 동력이면 5.25 %, 조명이면 3.25 %입니다. 가산분은 최대 0.5 %입니다.
Q. 220V 20A를 50 m 보내려면 몇 ㎟가 필요한가요?
6 ㎟면 e = 35.6 × 50 × 20 ÷ 6000 ≈ 5.93 V, 약 2.70 %로 5 % 이내입니다. 4 ㎟는 8.9 V(4.05 %)라 간선 강하분이 거의 없을 때만 가능합니다.
참고 자료: 한국전기설비규정(KEC) 232.3.9 및 표 232.3-1(국가법령정보센터), KEC 해설 정리 자료, 에너지절약계획서 실무 길라잡이(전압강하 산출식), 岩崎電気 配線設計 技術資料(電圧降下 簡略式). 표의 거리는 약산식으로 역산한 참고값이므로 실제 설계는 간선 강하분과 허용전류, 차단기 협조를 함께 검토하세요.