[전기실무] 부하 특성 데이터와 KEC 차단기 선정 가이드

[전기실무] 부하 특성 데이터와 KEC 차단기 선정 가이드

전기 설비 설계 시 부하의 정격 전류만 확인하면 예기치 못한 차단기 트립이나 선로 과열이 발생할 수 있습니다. 슈나이더 일렉트릭의 기술 가이드에 명시된 부하별 상세 특성과 **한국전기설비규정(KEC)**에 따른 차단기 선정 핵심을 정리해 드립니다.

1. 주요 부하별 상세 특성 (실무 기술 데이터)

설계 시 차단기가 오동작하지 않도록 부하별 기동(돌입) 전류 배수를 반드시 확인해야 합니다.

  • 유도 전동기 (Motor)

    • 기동 전류는 정격의 약 6 ~ 8배이며, 피크 시 최대 12 ~ 15배까지 발생합니다.

    • 스타-델타 기동 등을 통해 기동 전류를 낮출 수 있습니다 (예: 7.5배 → 4배로 감소).

  • 변압기 (Transformer)

    • 전원 투입 시 정격의 약 25배에 달하는 매우 높은 돌입 전류가 순간적으로 흐릅니다.

  • LED 조명

    • 점등 시 정격의 수십 배에서 최대 250배 이상의 돌입 전류가 아주 짧은 시간(250μs 미만) 동안 발생합니다.

  • 방전등 (HID / 형광등)

    • 램프 전력 외에 **안정기 손실(약 10 ~ 25%)**을 부하 합계에 반드시 포함해야 합니다.

    • 역률 개선 콘덴서가 없는 형광등의 역률은 약 0.6으로 매우 낮습니다.

  • 적외선 램프 및 저항 부하

    • 일반 히터는 역률이 1에 가깝지만, 적외선 램프는 초기 투입 시 냉간 저항 특성으로 정격의 10 ~ 15배 전류가 흐를 수 있습니다.

2. KEC 기준 차단기 선정 공식

KEC 212.4.1에 따라 과부하 보호장치(차단기)는 다음 조건을 만족해야 합니다.

[조건 1] 기본 선정 부등식

차단기 정격전류(In)는 설계전류(Ib)보다 크고 전선의 허용전류(Iz)보다 작아야 합니다.

Ib ≤ In ≤ Iz

  • 설계 전류 (Ib) 계산식:

    • 3상 부하: Ib = Pn / (1.732 × V × 효율 × 역률)

    • 단상 부하: Ib = Pn / (V × 효율 × 역률)

[조건 2] 규약 동작 전류 검토

차단기가 전선의 절연이 파괴되기 전에 확실히 동작하는지 확인합니다.

I2 ≤ 1.45 × Iz

  • I2: 차단기의 규약 동작 전류 (국내 배선차단기는 보통 1.3 × In)

3. 부하별 실무 체크리스트 요약

부하 종류기동/돌입 전류 배수KEC 설계 핵심 포인트
유도 전동기6 ~ 12배 발생D곡선 차단기 권장, 기동 전압강하 검토
LED 조명20 ~ 250배 발생차단기 용량의 70% 이내 부하 배치
방전등안정기 손실 발생램프 전력에 25% 가산하여 Ib 산정
변압기약 25배 발생차단기 순시 트립 전류(Im) 설정 주의

💡 실무자를 위한 팁

KEC 설계는 단순히 용량을 크게 잡는 것이 아니라, '전선이 견딜 수 있는 전류 범위' 내에서 **'부하의 기동 특성'**을 견딜 수 있는 차단기를 선정하는 과정입니다. 특히 LED 조명은 정격 전류가 작아도 돌입 전류 때문에 차단기가 떨어지는 경우가 많으니 회로 분리에 유의하세요.

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