제8장 전력간선설비

제8장 전력간선설비

8.1 일반사항

8.1.1 적용범위
(1) 건축물 및 건축물 구내에 설치되는 변전설비와 분기회로의 연결지점(분전반, 컨트롤센터)까지의 전력공급설비의 설계에 적용한다.
(2) 토목공사의 부대전기 설비에 관한 사항은 8장에 준한다.

8.1.2 간선설비 설계순서
간선설비 설계순서는 일반적으로 다음을 참조한다.

    

8.2 부하계산 및 간선의 분류

8.2. 부하계산
가. 부하설비에 대하여 다음을 파악한다.
 (1) 부하명칭
 (2) 부하 설치장소
 (3) 부하용도(전등 전열부하, 동력부하, 사이리스터 부하)
 (4) 상수
 (5) 사용전압
 (6) 사용주파수
 (7) 부하용량
나. 부하설비에 대하여 다음을 검토한다.
 (1) 부하의 운전상황(연속, 불연속, 주기적 사용 등)
 (2) 부하의 중요도
 (3) 비상전원 필요성(소방부하, 정전비상부하)
 (4) 부하의 수용률

8.2.2 간선의 분류
 (1) 간선은 일반적으로 부하의 용도에 따라 다음과 같이 분류한다.
      
 (2) 조명용간선은 조명기구, 콘센트(소용량 기기)에 전력을 공급한다. 비상용 조명용간선에는 관계 법령(소방, 건축)에 의한 부하와      정전시 비상전원에 의해 업무용으로 공급하는 것으로 한다.
 (3) 동력용 간선은 공조설비, 급배수 및 위생설비, 특수기계설비와 소방설비, 전동셔터 및 자동문 그리고 건물 내 운반(반송)설비 동
     력에 전력을 공급한다. 비상용 동력간선에는 관계 법령(소방, 건축)에 의한 동력설비와 정전시 비상전원에 의해 업무용으로 공급
     하는 것으로 한다.
 (4) 특수용 간선으로는 일반적으로 중요도가 높은 것으로 대형 전산기기용 간선, OA기기용 간선, 의료기기용 간선 등을 말하며 대개      정전시 비상전원이 공급 되도록 구성한다.
 (5) 간선을 분류하여 1개의 전력용량이 작은 경우는 여러 용도를 1개 간선으로 공급할 수 있다.

8.3 간선결정

8.3.1 배전방식
 (1) 배전 방식은 부하설비의 종류, 규모, 분포상황 및 변전설비와의 관계를 검토하여 선정한다.
 (2) 간선에서 사용하는 배전방식은 전압에 따라 고압배전, 저압배전으로 분류하고 전기성질에 따라 직류배전, 교류배전으로 분류되며      또한 교류 저압배전은 단상 2선식, 단상 3선식, 삼상 3선식, 삼상 4선식으로 구분하며, 배전전압을 고려하여 선택한다.

8.3.2 간선방식
 (1) 부하분포와 배전방식에 따라 분전반이 정해지면 한 개 간선당 분전반의 전력 공급수량을 정한다.
 (2) 간선 하나 당 전력공급 분전반수량은 부하의 용도별 중요도, 용량별 구분에 의한다.
 (3) 간선 하나당 분전반 수량에 따라 전체 분전반을 한 개 간선으로 공급하는 나무가지 방식, 분전반 개개마다 각각 간선을 설치하는      개별방식, 그리고 몇 개씩 분전반을 몇 개의 간선으로 공급하는 것을 병용방식이라고 한다. 또한 각 방식에서 다른 간선을 통하여      전력을 공급할 수 있도록 한 것을 루프방식 간선이라 한다. 특히 루프방식 간선방식 채용 일 때는 보호협조에 대한 검토를 해야      한다 .
 (4) 간선방식에 대하여는 개별방식, 나뭇가지 방식, 병용방식으로 하여, 다음 그림을 참조한다.

      
      개별방식                 병용방식(1계통)                나뭇가지 방식                   병용방식

8.3.3 배선방식
 (1) 간선의 배선방식은 간선의 재료에 따른 공사방법을 말하며, 금속관, 합성수지관, 가요전선관을 사용하여 절연전선을 배선하는 배
     관배선 방식과 케이블을 케이블트레이 또는 배선트렌치를 통하여 배선하는 방법, 그리고 동 또는 알루미늄 도체를 사용하는 버스
     덕트 방식을 사용한다.
 (2) 간선 배선방식의 특징은 다음 표를 참조한다.    

배선방식	장     점	단       점
배관배선	·금속관 보호시 화재의   우려가 없고 기계적인   보호성 우수	·수직배관시 장력지지가 어려움 ·간선용량이 제한적
케이블배선 (트레이 사용)	·허용전류가 크고, 방열특성이   우수, 부하 증가시 대응이 용이 ·내진성이 큼	·케이블이 굵어 굴곡 반경이 큼
버스덕트	·대용량을 콤팩트하게 배전 가능 ·예정된 부하증설이 즉시 가능	·접속부품이 많음 ·사고시 파급 범위가 커짐 · 내진성이 작음

 (4) 배선방식에 따른 경제성은 사용전류가 적을 때는 배관 배선방식이, 사용전류가 클 경우는 버스덕트 방식이 경제적이 되므로 이를      참조하고 사용전류에 따른 배선방식은 다음 그림을 참고한다.
       
 (5) 케이블 트레이는 케이블을 지지하기 위해 사용하는 금속 또는 불연성재료로 제작된 것으로 사다리형, 통풍트러프형, 통풍채널형,      바닥밀폐형 등을 사용하며, 안전율 1.5이상의 강도, 내식성, 난연성 등과 케이블 배선에 전기적, 기계적으로 적당한 구조를 갖어
     야 한다.

8.4 간선용량계산

8.4.1 일반사항
 (1) 간선크기를 정하는 중요요소는 다음과 같다.
  (가) 전선의 허용전류
  (나) 전압강하
  (다) 기계적 강도
  (라) 연결점의 허용온도
  (마) 열방산 조건
 (2) 간선 계산시 고려해야 할 요소는 다음과 같다.
  (가) 장래 예비사용 또는 증설에 대한 여유율
  (나) 부하의 수용률
 (3) 간선에 있어서 수용률은 간선비용과 직접관계 되므로, 공장, 공동주택 등에서는 이를 적용하지만 장래에 용량증가가 예상되는 건
     축물(예: 인텔리전트빌딩, 업무용 건물, 백화점, 병원 등)에서는 이를 고려하거나 적용하지 않을 수 있다.

8.4.2 전압강하
가. 직류회로 전압강하는 다음과 같이 계산한다.

△e = 2·L·I·R    여기서,  △e  : 전압강하[V]              L   : 전선 1본 길이[m]             I    : 선로의 전류[A]              R   : 전선의 저항[Ω/m]

나. 교류회로의 전압강하
 (1) 정상상태시 전압강하 계산

여기서,   Δe : 전압강하[V]               ES  : 전원측 전압[V]     ER : 부하측 전압[V]                KD : 배전방식에 따른 계수 (가. 참조)                R  : 전선 저항[Ω/m]                    X  : 전선 리액턴트[Ω/m]               θ  : 역률각                            I   : 선로의 전류[A]                L  : 전선1본의 길이[m]

(가) 배전방식에 따른 계수()

배 전 방 식		배 전 방 식
직류 2선식	2	교류 단상 3선식	1
직류 3선식	1	교류 삼상 3선식
교류 단상 2선식	2	교류 삼상 4선식	1

(2) 실용(간이) 전압강하 계산  

여기서,  e  : 선간 전압강하[V]              e' : 한 개의 상선과 중성선간의 전압강하[V]              K  : 전압강하계수(단상 2선식 : 35.6,                   삼상3선식 : 30.8, 단상 3선식 및 삼상4선식 : 17.8              L  : 전선 1본의 길이[m]              I  : 부하전류[A]              A  : 전선의 단면적[mm2]

(3) 허용전압강하
    저압 배전선에서의 허용전압 강하는 간선과 분기회로에서 각각 표준전압의 2[%] 이하로 한다. 그렇지만 전기사용 장소 안에 설치
    된 변압기에서 공급하는 경우의 간선은 3[%]이하로 할 수 있다. 변압기 또는 인입점에서 부하까지 거리가 60[m]가 넘는 경우는     다음 표를 참조할 수 있다. 

변압기 2차(또는 인입점) 에서 최원단 부하까지의 거리[m] (전선의 길이)	허용전압강하기준[%]
	구내에 설치된 변압기에서 공급시	전기사업자로부터 저압으로 직접공급시
60초과 120 이하 120초과 200 이하 200 초과	5 (이하) 6 (이하) 7 (이하)	4 (이하) 5 (이하) 6 (이하)

8.4.3 절연전선의 허용전류
(1) 옥내용 비닐절연전선(IV)은 보통 전선관으로 기계적인 보호를 하며 한 개 회로  모두를 동일 전선관에 넣는다.
(2) 전선의 허용 전류 값은 다음 식으로 구한다.

전선의 허용전류[A] = 절연전선의 허용전류 기준 값[A]× K     여기서, K : 절연물에 따른 주위온도보정계수 × 전류감소계수

 (가) 600V 비닐절연전선(IV)의 허용전류 기준 값은 다음 표를 참조한다.

도 체 규 격		허 용 전 류[A]
		경동선, 연동선	경(반경, 연) 알루미늄
단 선[mm]	1.6 2.0 2.6 3.2	27 35 48 62	-
	3.5 5.5 8	37 49 61

 

연 선	14 22 30 38 50 60 80 100	88 115 139 162 190 217 257 298	69 90 108 126 148 169 200 232
	125 150 200 250 325 400 500	344 395 469 556 650 745 842	268 308 366 434 507 581 657
	600 800 100	930 1.80 1.260	745 875 1,040
주 :   1) 600V 비닐절연전선(IV) 기준        2) 주위온도 30℃ 이하조건

(나) 절연물에 따른 허용전류 보정계수는 다음 표를 참조한다.

절연물의 종류	절연물 최고 허용온도	허용전류 보정계수	주위온도 30℃ 초과시 허용전류보정계수 계산
비닐혼합물	60℃	1.0
내열성 비닐혼합물 폴리에틸렌 혼합물	75℃	1.22
가교 폴리에틸렌 혼합물	90℃	1.41
에틸 프로필렌 고무 혼합물	80℃	1.29
주 : 1) θ: 주위온도[℃]       2) 내선규정에서 발췌된 것임.

 (다) 전류감소계수는 다음 표를 참조한다.   

동일관내 전선수	전류감소계수	동일관내 전선수	전류감소계수
3 이하 4 5∼6 7∼15	0.7 0.63 0.56 0.49	16∼40 41∼60 61이상	0.43 0.39 0.34
주 : 내선규정에서 발췌된 것임.

 (라) 주위온도 30[℃]에서 전선수량에 따른 전류감소계수를 감안한 절연 전선의 허용전류는 다음 표를 참조한다.

구   분		허  용  전  류[A]
종별	지름 또는 공칭단면적	VV케이블 (3심이하)	동일관(덕트, 몰드)내 넣을 경우의 전선수
			3이하	4	5-6	7-15	16-40	41-60	61이상
단선 [mm]	1.6 2.0 2.6 3.2	19 24 33 43	19 24 33 43	17 22 30 38	15 19 27 34	13 17 23 30	12 15 21 27	11 14 19 24	9 12 17 21
연선 [mm2]	5.5 8 14 22 30 38 50 60 80 100 125 150 200 250 325 400 500	34 42 61 80 - 113 - 150 - 202 - 269 318 367 435 ... ...	34 42 61 80 97 113 133 152 180 208 241 276 328 389 455 521 589	31 38 55 72 87 102 119 136 162 187 216 249 295 350 409 469 530	27 34 49 64 78 30 106 121 144 167 192 221 262 311 364 417 471	24 30 43 56 68 79 93 106 126 146 168 193 230 272 318 365 412	21 26 38 49 60 70 82 93 111 128 148 170 202 239 280 320 362	19 24 34 45 54 63 74 85 100 116 134 154 183 217 254 291 328	16 21 30 39 47 55 65 74 87 101 117 134 159 189 221 253 286
주 : 1) 600[V] IV 전선 및 VV 케이블을 주위온도 30[℃]이하.      2) VV 케이블은 케이블공사에 의하고 전선은 배관(금속관, 합성수지관, 금속제가 요전선관),         몰드(금속몰드, 합성수지몰드), 덕트(금속덕트, 플로어 덕트, 셀룰러 덕트) 배선에 적용하고         덕트배선의 경우는 전선수「3 이하」를  적용.              3) 내선규정에서 발췌된 것임.

8.4.4 케이블의 상시허용전류
 (1) 케이블의 포설조건은 다음 표를 참조한다.

포 설 방 법		포 설 조 건
관 로 포 설	3심케이블 또는 단심1공3조 포설
	단심케이블 (1공 1조)
공 중 및 암 거 포 설	3심케이블
	단심케이블
직 매 포 설	3심케이블
	단심케이블
주 :  1) S : 케이블(또는 관로) 간격       2) d : 케이블 외경(또는 관로 내경)       3) 뭍히는 깊이의 표준은 1400[mm]이나 현장상황에 따라 수정될 수 있음

 (2) 케이블 상시허용전류 계산

여기서,   I   : 케이블의 상시허용 전류[A]             : 다조포설시 전류 저감률(기중, 암거포설시에 적용)            : 상시허용 온도[℃]            : 기저온도(주위온도)[℃]            : 유전체 손실에 의한 온도상승[℃] (11kV 이하의 경우에는 무시 함)            : 태양에 의한 온도 상승[℃]            : 케이블선 심수                : 상시허용 온도에서 교류도체저항[Ω/cm]          : 전열저항[℃·cm/W]

  (가) 계산식의 조건은 다음 표를 참조한다.
     ① 각종케이블 계산 조건표

케이블 종류		CV 케이블	EV 케이블	VV 케이블
전압		600[V] 3,300[V] 6,600][V]	600[V]	600[V]
연속최고 허용온도[℃]		90	75	60
기저온도 [℃]	직매, 관로	25
	기중, 암거	40
주파수[Hz]		60
시스층 재질		비닐

     ② 기중포설, 암거포설 및 직매포설 조건표        

회선수 케이블	1	2	3
3심과 3심 연합형	●	●  ○	○  ●  ○
단 심	○  ●  ○	○  ○  ○ ○  ●  ○	○  ○  ○ ○  ●  ○ ○  ○  ○
주 : 1) = 100[℃·cm/W](전열저항)      2) 기중암거포설시 S=d, S=2d , 직매포설시 S=2d      3) ●는 기준 케이블 표시임.

    ③ 관로포설 조건표

회선수  케이블	1		2		3		4
단 심	○     ●  ○		○  ○  ○ ○  ●  ○		○  ○  ○ ○  ●  ○ ○  ○  ○
3심 과 3심연합형	●		●  ○		○     ●  ○		○  ○ ●  ●
비   고	= 100[℃·cm/W]  Lf ＝ 1.0, 0.8, 0.6          3심연합형인 경우는 3조 포설의 것을 사용한다.           (적용관로)
	적 용 관 로	관 로 방 식		케이블 바깥지름 [mm]		관로 안지름 [mm]		관로 간격 [mm]
		단심 1공1조  3심 1공1조		75 이하		100		200
				75.1 이상		150		250
		단심 1공3조  3심 1공1조		80 이하		200		300
				80.1∼100		250		350
				100.1 이상		300		400
주 : ●표시는 기준케이블 표시임

  ④ 전류저감률표  

구 분		전류저감률 ()
중심 배열 간격	단 (m)	1		2					3
	열 (n)	6	7 ~ 20	4	5	6	7	8 ~ 20	3	4	5	6	7	8	9 ~ 10	11 ~ 12	13 ~ 15	16 ~ 19	20
S=d S=2d S=3d		0.70 090 0.95	0.70 0.80 -	0.60 0.85 0.90	0.56 0.73 -	0.53 0.72 -	0.51 0.70 -	0.50 0.70 -	0.48 0.80 0.85	0.41 0.80 0.85	0.37 0.68 -	0.34 0.66 -	0.32 0.65 -	0.31 0.64 -	0.30 0.64 -	0.30 0.63 -	0.30 0.62 -	0.30 0.61 -	0.30 0.60 -
주 : 1) S : 전선간 중심거리      2) d : 전선의 외경

 (3) 케이블 포설조건 및 계산조건에 따른 허용전류 값은 다른 규정 또는 제조자시방을 참조한다.
       

8.4.5 케이블의 단락시 허용전류
 (1) 케이블의 단락시 허용전류는 다음 표를 참조한다.

절연체 종류	케이블 종류	T1 [℃]	T2 [℃]	계 산 식[A]
				동도체	알루미늄 도체
비닐 (PVC)	VV, VE	60	120	I=96·	I=64·
폴리에틸렌 (PE)	EV, EE	75	140	I=98·	I=66·
가교폴리에틸렌	CV, CE	90	230	I=134·	I=90·
부틸고무	BN, BV	80	230	I=140·	I=94·
천연고무	RN	60	150	I=116·	I=78·
EP고무	PN, PV	80	230	I=140·	I=94·
주 :·T1 : 단락전 도체온도        ·T2  : 단락시 최고 허용온도     ·t   : 단락 지속시간[s]      · A  : 도체 단면적[mm2]

8.5 간선보호
8.5.1 차단기의 시설
 (1) 간선의 전원측에 과전류 차단기를 설치하여 간선을 과부하전류 및 단락전류로부터 보호한다.
 (2) 저압간선을 분기하는 경우 분기하는 지점에는 분기간선 보호용 과전류 차단기를 설치하여야 한다. 단, 다음 그림과 같은 경우 생
     략할 수 있다.
         

분기 간선의 길이	8[m] 초과	3[m] 초과 8[m] 이하	3[m] 이하
분기간선의 허용전류	B2 0.55B1	B2 0.35B1	부하전류 값 이상

 
(3) 과부하전류 및 단락전류로부터 전선을 보호하는 배선용차단기(MCCB)의 정격전류는 다음 표를 참조한다.
 

전선의 크기		과전류차단기 정격 [A]	전선의 허용전류 [A]	비  고
단선 [mm]	연선 [mm2]
1.6		20	19
2.0		20	24(*)
2.6		30	33(*)
	5.5	30	34(*)
	8	40	42(*)
3.2		40	43(*)
	14	60	61(*)
	22	75	80(*)

 

	30	100	97	전선은 600[V] 비닐절연전선(IV) 및 전선을 배관(금속관, 합성수지관, 가요전선관),몰드(금속, 합성수지) 내에 3본이하를 넣을 경우와 덕트(금속덕트, 플로어덕트, 셀룰러덕트)내에 넣은 경우는 VV케이블 등 임.
	38	125	113
	50	150	133
	60	150	152(*)
	80	200	180
	100	225	208
	125	250	241
	150	300	276
	200	350	328
	250	400	389
	325	500	455
	400	500	521(*)
	500	600	589
주 :  1) 배선용 차단기의 정격전류는 전선의 허용전류 1.13배 이하이어야 함.

 (4) 저압간선에 시설하는 과전류차단기는 차단기를 통과하는 단락전류를 차단하는 능력을 갖도록 해야한다. 단, 단락전류가 10[kA]초과인 경우는 10[kA]의 단락전류를 차단하는 능력을 가진 배선용 차단기를 설치하고 캐스케이드 보호에 의할 수 있다.

8.6 분전반

8.6.1 일반사항
 (1) 분전반은 매입형, 반매입형, 노출벽부형과 전기 전용실에 설치 가능한 자립형이 있으며 건물의 크기, 용도에 따라 선정한다.
 (2) 분전반은 점검과 유지 보수를 고려한 위치에 설치하여야 하며 매입형일 경우는 건축물의 구조적인 강도를 검토하고, 건축적으로
     블록벽 또는 경량벽에 설치하는 경우 건축설계자와 협의 조정한다.
 (3) 분전반은 실내의 사용성을 고려하여 복도 또는 코어부분에 설치하고, 전기 배선용 샤프트(ES)가 설치된 경우 ES내에 수납한다

8.6.2 분전반 설치
 (1) 공급범위
  (가) 분전반은 각층마다 설치한다.
  (나) 분전반은 분기회로의 길이가 30[m]이내가 되도록 설계하며, 사무실용도인 경우 하나의 분전반에 담당하는 면적은 일반적으로
       1.000[m²]내외로 한다.
 (2) 1개 분전반의 수용회로수는 예비회로(10∼20[%])를 포함하여 40회로 이내로 하며, 이 회로수를 넘는 경우는 2개 분전반으로 분리      또는 자립형으로 하되, 자립형의 경우 아래에 설치되는 차단기의 유지보수 대책을 고려해야 한다.
 (3) 분전반의 설치높이는 긴급시 도구를 사용하거나 바닥에 앉지 않고 조작할 수 있어야 하며 일반적으로는 분전반 상단을 기준하여       바닥 위 1,800[mm]로 하고, 크기가 작은 경우는 분전반의 중간을 기준하여 바닥 위 1,400[mm]로 하거나 하단을 기준하여 바닥 위       1,000[mm]정도로 한다.
 (4) 분전반과 분전반은 도어의 열림반경 이상으로 이격하여 안전성을 확보하고, 2가지 이상의 전원이 하나의 분전반에 수용되는 경우
     에는 각각의 전원 사이에는 대상 분전반과 동일한 재질로 격벽을 설치해야 한다.