전선의 허용전류가 같은데 주변 온도가 높으면 왜 문제가 되나요?

Question

분전반 내부에 전선을 추가로 포설하면서 기존과 동일한 굵기의 전선을 사용했는데, 여름철이나 패널 내부 온도가 높은 곳에서는 전선의 온도가 생각보다 많이 올라가는 경우가 있습니다. 전선의 허용전류가 정해져 있다면 단순히 부하전류가 그보다 낮으면 괜찮다고 생각하기 쉬운데 주변 온도에 따라 허용전류가 달라진다고 합니다. 실제로 어떤 원리로 허용전류가 변하는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

전선의 허용전류는 전선에서 발생하는 열을 주변으로 얼마나 잘 방출할 수 있는지를 기준으로 결정됩니다. 주변 온도가 높으면 같은 전류가 흘러도 전선의 온도가 더 쉽게 상승하기 때문에 허용전류를 낮춰 적용해야 합니다. 특히 여러 가닥을 밀집 포설하거나 케이블 트레이에 많이 모아 설치하면 열 방출이 더 어려워집니다. 따라서 전선 굵기를 선정할 때는 부하전류뿐 아니라 주변 온도와 집합 포설 조건도 함께 고려해야 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 맞습니다. 전선의 허용전류는 고정값처럼 보이지만 실제로는 주변온도와 포설 조건에 따라 달라집니다.

전선에 전류가 흐르면 도체 저항 때문에 열이 발생합니다. 전선의 허용전류는 이 열이 주변으로 빠져나가면서 절연체가 허용온도를 넘지 않는 범위에서 정해진 값입니다. 그런데 여름철이나 밀폐된 분전반처럼 주변 온도가 높으면 전선이 열을 방출할 수 있는 여유가 줄어듭니다.

예를 들어 주변이 이미 뜨거운 상태라면 같은 30A가 흘러도 전선의 최종 온도는 더 높아집니다. 그래서 기준온도보다 주변온도가 높을 때는 온도 보정계수를 적용해서 실제 허용전류를 낮춰 잡습니다.

또 분전반 안에 전선을 여러 가닥 밀집해서 포설하면 서로 발생한 열이 겹치기 때문에 허용전류가 더 떨어질 수 있습니다. 이를 집합포설에 따른 보정으로 봅니다.

현장에서는 전선 굵기만 보는 것이 아니라 부하전류, 주변온도, 분전반 내부온도, 포설방법, 전선 가닥 수, 절연재의 허용온도를 함께 확인해야 합니다.

즉, 전선의 허용전류는 ‘이 굵기면 항상 몇 A’라는 뜻이 아니라, 정해진 주변온도와 방열조건에서 사용할 수 있는 전류이므로 온도가 높아지면 실제 허용전류는 낮아진다고 이해하면 됩니다.