전선 허용전류 — 전선 굵기별 전류값과 보정계수
전선 허용전류는 전선이 과열 없이 안전하게 흘릴 수 있는 최대 전류입니다.
굵기만 보고 골랐다가 덕트 내 집합 포설이나 고온 환경 같은 조건을 빠뜨리면, 절연 피복이 녹거나 화재로 이어질 수 있죠.
오늘은 KS C IEC 기준 굵기별 허용전류 기본값부터 온도·포설 방법·집합 수 보정 계수까지, 실수를 줄이는 순서로 정리해보겠습니다.
전선 허용전류란 — 온도가 기준입니다
전선 허용전류를 결정하는 핵심은 전선의 최고 허용 온도입니다.
전류가 흐르면 도체 저항으로 열이 발생하는데, 이 열이 절연체의 내열 온도를 넘어서는 순간 피복이 손상되고 결국 단락·화재로 이어집니다. 따라서 허용전류는 “절연체가 안전하게 버틸 수 있는 온도를 유지하는 최대 전류”로 정의됩니다.
허용전류의 정의와 KS C IEC 기준
국내 기준은 KS C IEC 60364-5-52(저압 전기설비 제5-52부: 배선 시스템의 선택 및 시공)를 따릅니다.
이 기준에서는 절연 재질별로 최고 허용 온도를 정해 놓고 있습니다.
- XLPE 절연(CV 케이블 등) : 최고 허용 90°C
- PVC 절연(VV·VVF) : 최고 허용 70°C
- 에틸렌 프로필렌(EPR) : 최고 허용 90°C
- 미네랄 절연(MI) : 최고 허용 105°C (접속부는 70°C)
산업 현장에서 가장 많이 쓰는 CV 케이블(XLPE 절연, PVC 시스 케이블)은 최고 허용 온도 90°C를 기준으로 허용전류가 결정됩니다. 아래 표에서 제시하는 기본값도 이 기준입니다.
전선 굵기별 허용전류 기본값 (CV 케이블, 단심, 공중 포설)
아래 표는 주위 온도 30°C, 단심 3가닥 삼각 배치, 공중 포설(방법 F) 기준 기본값입니다. 포설 방법이나 주위 온도가 다르면 아래 섹션의 보정 계수를 반드시 곱해야 합니다.
| 공칭 단면적(mm²) | 허용전류(A) 단심 | 허용전류(A) 3심(CV) | 비고 |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 20 | 17 | 조명·신호 회로 |
| 2.5 | 27 | 23 | 콘센트·소형 부하 |
| 4 | 36 | 30 | 소형 동력 |
| 6 | 46 | 38 | 소형 동력 |
| 10 | 63 | 52 | 중형 동력 |
| 16 | 83 | 69 | 중형 동력 |
| 25 | 108 | 89 | 대형 동력·분전반 |
| 35 | 132 | 110 | 대형 동력 |
| 50 | 159 | 132 | 대형 간선 |
| 70 | 200 | 167 | 주 간선 |
| 95 | 241 | 201 | 주 간선 |
| 120 | 278 | 232 | 주 간선·변압기 2차 |
| 150 | 314 | 263 | 대용량 간선 |
| 185 | 355 | 297 | 대용량 간선 |
| 240 | 412 | 344 | 대용량 간선 |
전선 굵기 선정 계산이 필요하다면 아래 글을 참고할 수 있습니다.
→ 전선 굵기 선정 가이드 — 전압강하와 허용전류를 동시에 잡는 법
→ 전선 굵기 계산기 — 부하 전류·전압강하 자동 계산
포설 방법별 허용전류 차이 : 같은 전선도 조건에 따라 달라집니다
전선 허용전류는 포설 방법에 따라 크게 달라집니다.
공중에 개방 포설하면 주변 공기 대류로 열이 잘 빠지지만, 금속 덕트나 전선관 안에 묶어 넣으면 방열이 억제돼 허용전류가 줄어듭니다.
공중 포설 vs 덕트 내 포설 비교
KS C IEC 60364-5-52에서는 포설 방법을 알파벳 기호(A1, A2, B1, B2, C, D, E, F, G)로 구분합니다. 현장에서 자주 만나는 방법 4가지를 비교하면 다음과 같습니다.
| 포설 방법 | 기호 | 허용전류 수준 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 공중 개방 (트레이, 지지대) | E, F | 가장 높음 (기준값) | 단심 3가닥 삼각 배치 |
| 전선관 내 (노출) | B1, B2 | 기준값의 약 77~80% | 관내 마찰·방열 억제 |
| 벽 매입·매입 관 | A1, A2 | 기준값의 약 66~70% | 벽체 방열 억제 가중 |
| 직매 (지중 매설) | D | 단면적이 작으면 공중보다 낮을 수 있음 | 토양 열저항률 영향 큼 |
실무에서 흔한 실수는 공중 포설 허용전류 표를 보고 덕트 내 배선을 설계하는 것입니다. 예를 들어 16mm² 3심 CV를 덕트 내 관로 포설(방법 B2)하면 기본 허용전류 69A에 보정 계수 0.79를 곱해 약 54A로 줄어듭니다. 60A 차단기를 연결하면 정격 이내처럼 보이지만 열적으로는 과부하 상태입니다.
직매·관내 포설과 다심 집합 보정
지중 직매(방법 D)는 토양 열저항률(Thermal Resistivity, Ρ)에 따라 허용전류가 바뀝니다. KS C IEC 기준 기본 열저항률은 2.5 K·m/W이며, 건조한 모래 지반에서는 3.0 K·m/W 이상으로 올라가 허용전류가 추가로 감소할 수 있습니다. 현장 시험을 통해 열저항률을 확인하고 보정하는 것이 원칙입니다.
같은 덕트·관로에 케이블을 여러 줄 집합 포설하는 경우에는 집합 수 보정 계수를 추가로 적용해야 합니다. 이 보정은 주위 온도 보정, 포설 방법 보정과 별도로 곱해야 합니다.
허용전류 보정 계수 4가지 : 실무에서 놓치기 쉬운 것들
기본 허용전류 표는 “주위 온도 30°C, 단일 회로, 지정 포설 방법”을 전제로 합니다.
실제 현장 조건이 이 전제와 다를 때는 해당 보정 계수를 기본값에 곱해야 최종 허용전류를 구할 수 있습니다.
보정 계수 ① : 주위 온도 보정
XLPE 절연(최고 허용 90°C) 기준 주위 온도 보정 계수(kt)
| 주위 온도(°C) | 보정 계수(kt) |
|---|---|
| 10 | 1.15 |
| 15 | 1.12 |
| 20 | 1.08 |
| 25 | 1.04 |
| 30 | 1.00 (기준) |
| 35 | 0.96 |
| 40 | 0.91 |
| 45 | 0.87 |
| 50 | 0.82 |
| 55 | 0.76 |
| 60 | 0.71 |
여름 옥외 제어반이나 보일러실처럼 주위 온도가 40°C를 넘는 환경에서는 반드시 이 보정을 적용해야 합니다. 40°C 환경에서 기준값의 91%만 흘릴 수 있다는 의미입니다.
보정 계수 ② : 집합 포설 보정
동일 덕트·트레이 내 회로 수에 따른 집합 보정 계수(kg)
| 집합 회로 수 | 보정 계수(kg) |
|---|---|
| 1 (단독) | 1.00 |
| 2 | 0.80 |
| 3 | 0.70 |
| 4~5 | 0.65 |
| 6~9 | 0.60 |
| 10~14 | 0.55 |
| 15~20 | 0.50 |
| 20 초과 | 0.45 |
공장 전선 덕트에는 20~30회로가 몰려 있는 경우도 흔합니다. 이 경우 집합 보정 계수만 0.45까지 내려가므로 기본값의 절반 이하만 쓸 수 있습니다. 굵기를 선정할 때 처음부터 이 여유분을 반영해야 합니다.
보정 계수 ③④ : 포설 방법 및 토양 열저항률
보정 계수 ③ 포설 방법 보정은 위 섹션의 포설 방법 기호에 따라 달라집니다. 자주 쓰는 4가지 포설 방법의 보정 계수 범위는 다음과 같습니다.
| 포설 방법 | 기호 | 보정 계수 범위 |
|---|---|---|
| 공중 개방 포설 (트레이·래더) | E, F | 1.00 (기준) |
| 노출 전선관 포설 | B1, B2 | 0.77~0.80 |
| 벽 매입·매입 전선관 | A1, A2 | 0.66~0.70 |
| 지중 직매 | D | 토양 열저항률에 따라 별도 산정 |
보정 계수 ④ 토양 열저항률 보정(직매 전용)은 지중 매설 시에만 적용합니다. 기준 2.5 K·m/W보다 높은 지반에서는 허용전류를 추가로 줄여야 합니다. 반대로 수분이 충분한 점토질 지반(1.0~1.5 K·m/W)에서는 오히려 허용전류가 늘어나기도 합니다.
최종 허용전류 계산식:
최종 허용전류 = 기본 허용전류(표) × kt(온도) × kg(집합) × 포설 방법 계수 × 토양 계수(직매 시)
전선 허용전류 계산 방법 : 부하 전류부터 최종 굵기 선정까지
허용전류 기준을 잡았으니, 이제 실제로 전선을 고르는 순서를 따라가 보겠습니다. 아래 예시를 따라가면 계산 흐름이 명확해집니다.
계산 예시 : 3상 400V, 15kW 모터, 주위 온도 40°C, 금속 덕트 내 3회로 집합 포설(방법 B2)일 때 CV 케이블 굵기를 선정합니다.
- 설계 전류: I = 15,000 / (1.732 × 400 × 0.85 × 0.90) ≈ 28.4A → 여유율 1.25배 적용 → 35.5A
- 보정 계수: kt(40°C) = 0.91, kg(3회로) = 0.70, 방법 B2 = 0.79
- 유효 보정 계수: 0.91 × 0.70 × 0.79 = 0.503
- 필요 허용전류: 35.5 / 0.503 ≈ 70.6A
- 표 조회: 단심 CV 기준 25mm² → 108A (단심 기준). 3심 CV는 16mm² → 69A(미달), 25mm² → 89A(통과) → 25mm² 3심 CV 선택
- 부하 전류 계산
3상 부하: I = P / (√3 × V × PF × η)
단상 부하: I = P / (V × PF × η)
계산된 값에 수용률과 여유율(통상 1.25배)을 곱해 설계 전류를 구합니다. - 포설 환경 파악
포설 방법(기호), 주위 온도, 집합 회로 수를 확인합니다. 현장 실측값 사용이 원칙입니다. - 보정 계수 산출 및 적용
kt × kg × 포설 계수를 구해 곱합니다. 이 보정된 계수를 “유효 보정 계수”라 부릅니다.
필요 허용전류 = 설계 전류 / 유효 보정 계수 - 후보 전선 선택
“필요 허용전류” 이상인 가장 작은 굵기를 기본 허용전류 표에서 찾습니다.
전압강하도 동시에 검토합니다. 간선에서 전압강하 2% 이하, 말단까지 합산 5% 이하가 일반적인 기준입니다. - 차단기 정격 재확인
최종 선택한 전선의 허용전류가 보호 차단기 정격 이상인지 확인합니다.
차단기 선정 방법은 차단기 용량 계산기 — 정격 선정 실무 가이드를 참고할 수 있습니다.
전선 허용전류 현장 Q&A — 헷갈리는 5가지
- Q1. VV 케이블(PVC 절연)과 CV 케이블의 허용전류는 얼마나 차이 나나요?
- 최고 허용 온도 차이 때문에 발생합니다. PVC 절연(70°C 기준) VV 케이블은 XLPE 절연(90°C 기준) CV 케이블보다 허용전류가 약 80~85% 수준입니다. 예를 들어 16mm² 단심의 경우 CV는 약 83A, VV는 약 70A 수준입니다. 가격이 저렴한 VV 케이블을 선택하려면 굵기를 한 단계 올려야 하는 경우가 생깁니다.
- Q2. 부하가 적어서 실제 전류가 작으면 작은 전선을 써도 되지 않나요?
- 단기적으로는 문제없어 보여도 장기적으로 위험합니다. 부하는 증설될 수 있고, 공기 중 먼지나 절연 열화로 허용 마진이 줄어듭니다. 설계 단계에서 수용률과 여유율 1.25배를 적용하는 이유가 여기에 있습니다. 또한 KEC(한국전기설비규정)에서는 과전류 보호를 위해 차단기 정격 이상의 허용전류를 가진 전선을 요구합니다.
- Q3. 같은 전선을 두 개 병렬로 쓰면 허용전류가 두 배가 되나요?
- 이론상 두 배지만, 배선 길이가 정확히 같지 않으면 전류가 불균등하게 분배됩니다. KEC에서는 병렬 접속 시 동일 재질·동일 단면적·동일 길이·동일 포설 방법의 4가지 조건을 모두 충족해야 합니다. 일반 산업용 배선에서는 단선 단면적을 키우는 방법을 우선 검토하고, 병렬 접속은 수변전 설비의 대용량 간선처럼 불가피할 때만 적용합니다.
- Q4. 허용전류 초과 시 어떤 증상이 나타나나요?
- 초기에는 전선 피복이 딱딱해지거나 변색(갈색·흑색)됩니다. 이 단계에서도 절연 저항은 크게 떨어지지 않아 메거(절연 저항계) 시험에서 검출이 안 될 수 있습니다. 지속되면 피복이 균열되고 절연 저항이 급격히 낮아지며 누전차단기 트립 또는 지락이 발생합니다. 차단기 미트립 상태에서 지락이 발생하면 화재로 이어질 수 있습니다. 누전차단기 선정 기준은 누전차단기 종류와 선택 방법에서 확인할 수 있습니다.
- Q5. 단선(solid)과 연선(stranded) 중 어느 쪽이 허용전류가 높나요?
- 같은 공칭 단면적이라면 허용전류는 사실상 동일합니다. 허용전류는 도체 단면적과 절연 재질에 의해 결정되며, 단선·연선 구분은 영향을 거의 주지 않습니다. 다만 연선은 유연성이 높아 배선 작업이 쉽고 반복 굽힘에 강합니다. 산업 현장에서 10mm² 이상 굵기는 대부분 연선을 사용하는데, 전기적 성능보다는 시공성 때문입니다. 16mm² 이상에서는 단선이 없기 때문에 선택의 여지도 없습니다.
- Q6. 옥외 직사광선이 닿는 곳의 전선은 허용전류를 별도로 줄여야 하나요?
- 그렇습니다. 직사광선 조건에서는 태양열 흡수로 전선 표면 온도가 주위 온도보다 높아집니다. KS C IEC에서는 옥외 직사광선 보정으로 추가 10°C를 더한 온도로 kt를 적용하도록 권고하고 있습니다. 예를 들어 실제 주위 온도가 35°C라면 45°C 기준 kt=0.87을 적용합니다.
본 글은 일반적인 기술 정보 제공을 목적으로 작성되었으며, 실제 설계 및 시공 시에는 반드시 자격을 갖춘 전문가와 상담하시기 바랍니다. 현장 조건과 법규에 따라 적용 방법이 달라질 수 있습니다.
전선 규격 전반에 대한 기술 기준은 LS ELECTRIC 기술 자료실에서 CV·VV 케이블 카탈로그를 참고할 수 있습니다.
