KEC 기준 전기설비 계산 가이드 — 부하·전선·전압강하·조도·접지 한번에
먼저 답: KEC 5대 계산 한 줄 요약
저압 수전 기준 간선~기기 전압강하는 조명 3%·기타 5%, 100m 초과시 m당 0.005%씩(최대 +0.5%) 가산. 보호도체(PE)는 상도체 S에 따라 S≤16 → S, 16<S≤35 → 16㎟, S>35 → S/2(KEC 142.3-1). 실내 일반 사무·작업장 조도는 산안법 8조 정밀 300lx·보통 150lx가 법정 하한이고 KS A 3011이 권장값을 보완한다(국가법령정보센터 KEC, 산업안전보건기준에 관한 규칙 제8조). 이 다섯 가지 계산이 전기 설계도·검측의 95%를 가른다 — 아래에서 식·표·예제로 전부 푼다.
KEC 전환, 지금 어디까지 와 있나
전기설비기술기준은 2021년부터 한국전기설비규정(KEC)으로 일원화됐고, 산업통상자원부 공고 제2024-749호(2024.10.24) 로 다시 한 차례 손질됐다. 이번 개정의 무게중심은 (1) 아크차단기(AFCI) 적용 확대, (2) 접지도체·보호도체 선정 정밀화, (3) 화재확산 방지 배선공사 강화다. 종별접지(1·2·3종·특3종)는 KEC 적용 시점부터 폐지돼 단독접지·공통접지·통합접지 3구분으로 정리됐다는 점만 기억하면 도면 검토 시 큰 오해는 없다(대한전기협회 KEC 포털).
실무 팁: 2020년 이전 작성된 단선도에 여전히 “제3종 접지 100Ω 이하” 같은 표기가 남아 있다. KEC 도면으로 갱신할 때는 접지방식(TN-S, TT 등)·접지극 사양·보호도체 단면적·등전위본딩 라인을 모두 새로 표기해야 한다.
1) 부하 계산 — 수용률·부등률·부하율로 변압기 잡기
변압기·간선 용량은 단순 합계가 아니라 세 가지 계수로 깎아 내려간다.
| 계수 | 정의 | 의미 |
|---|---|---|
| 수용률 | 최대수요전력 ÷ 설비용량 | ”다 켜지진 않는다” |
| 부등률 | Σ개별 최대수요 ÷ 합성 최대수요 | ”최대치가 같은 시간에 안 온다” |
| 부하율 | 평균전력 ÷ 최대전력 | ”얼마나 꾸준한가” |
설비용량 산정 시작점은 용도별 표준 부하밀도(VA/㎡) 다. 사무실 30~40, 일반 점포 30, 학교 25, 공장 30 수준이 통상값이고, 정확한 사양은 발주처·용도별 설계기준을 따른다. 변압기 용량은 다음과 같이 잡는다.
변압기 용량(kVA) ≥ (Σ설비용량 × 수용률) ÷ (부등률 × 역률)
부하의 80% 연속운전(공조 컴프레서 등)이 섞이면 여유율을 20~25% 더 본다. KEC는 차단기 정격도 상시 사용 부하의 1.25배 이상을 기본 원칙으로 본다.
2) 전선 굵기 — 허용전류와 전압강하의 교집합
전선 선정은 두 관문을 모두 통과해야 한다. ① 허용전류(KS C IEC 60364-5-52 표에 의한 시설방법별 허용전류) ≥ 부하전류 × 보정계수의 역수, ② 전압강하(KEC 232.3.9) 이내. 둘 중 굵은 쪽을 잡는다.
KEC 232.3.9 — 수용가설비 인입구~기기 허용 전압강하:
| 수전 방식 | 조명 | 기타 |
|---|---|---|
| 저압 수전 | 3% 이내 | 5% 이내 |
| 고압 이상 수전 | 6% 이내 | 8% 이내 |
가용길이가 100m를 넘는 구간은 m당 0.005%까지 가산 가능, 단 가산 합계는 0.5%를 초과할 수 없다(inside114 KEC 232.3.9 해설).
배전방식별 전압강하·단면적 산출식(표준연동, 20℃ 기준):
| 배전방식 | 전압강하 e [V] | 필요 단면적 A [㎟] |
|---|---|---|
| 단상 2선식 | 35.6·L·I / (1000·A) | 35.6·L·I / (1000·e) |
| 단상 3선식 / 3상 4선식 | 17.8·L·I / (1000·A) | 17.8·L·I / (1000·e) |
| 3상 3선식 | 30.8·L·I / (1000·A) | 30.8·L·I / (1000·e) |
- L : 전선 1가닥 길이[m]
- I : 부하전류[A]
- A : 단면적[㎟]
실전 예제 — 사무동 분기회로
조건: 단상 2선식 220V, 길이 50m, 부하 30A, 허용 전압강하 3%(조명회로) → 허용 e = 220 × 3% = 6.6V.
A = 35.6 × 50 × 30 ÷ (1000 × 6.6) = 약 8.1㎟ → 표준 규격 10㎟ 선정. 단, KS C IEC 허용전류표(공중·관내 시설방법, 주위온도)에서 30A를 안전하게 흘릴 수 있는지 다시 확인한다. 한 회로에 다회로 집합 보정·주위온도 35℃ 이상 보정이 들어가면 단면적이 한 단계 더 올라가는 경우가 흔하다.
3) 조도 설계 — 산안법(법정 하한) + KS A 3011(권장)
법은 하한, 표준은 권장이다. 두 줄로 정리한다.
| 구분 | 법정 기준(산안법 제8조) | 권장 기준(KS A 3011) |
|---|---|---|
| 초정밀작업 | 750lx 이상 | 1,500~3,000lx |
| 정밀작업(사무·검사) | 300lx 이상 | 600~1,500lx |
| 보통작업(가공·용접) | 150lx 이상 | 300~600lx |
| 기타(통로·창고) | 75lx 이상 | 150lx 내외 |
출처: 국가법령정보센터 산업안전보건기준에 관한 규칙 제8조, KS A 3011 조도기준.
광원 수(N) 산정은 광속법:
N = (E × A) ÷ (F × U × M)
E: 목표조도[lx], A: 면적[㎡], F: 1개 광원 광속[lm], U: 조명률(0.40.6 통상), M: 보수율(0.70.85).
예제: 사무실 100㎡, 목표 500lx, 50W LED(5,500lm), 조명률 0.55, 보수율 0.8 → N = (500×100) ÷ (5,500×0.55×0.8) = 약 21개. 균제비(최소/평균) 0.6 이상이 일반 사무·교실의 실무 기준이다.
4) 접지 시스템 — 단독·공통·통합 + 보호도체 굵기
KEC 141은 접지방식을 단독·공통·통합 3가지로 구분한다. 통합접지는 전기설비·피뢰·정보통신 접지극을 공용하는 방식으로, 등전위본딩과 서지보호장치(SPD) 적용이 사실상 의무화된다.
보호도체(PE) 최소 단면적은 KEC 142.3 표 142.3-1을 따른다(상도체·PE가 같은 재질일 때).
| 상도체 단면적 S [㎟] | 보호도체 최소 단면적 [㎟] |
|---|---|
| S ≤ 16 | S |
| 16 < S ≤ 35 | 16 |
| S > 35 | S/2 |
보호도체(142.3.2)의 재질별 최소 굵기는 기계적 손상에 대한 보호가 없는 경우 구리 4㎟·알루미늄 16㎟, 케이블 일부이거나 전선관 등으로 기계적 보호가 되는 경우 구리 2.5㎟·알루미늄 16㎟ 이상이다. (참고: 이와 별개로 접지도체(142.3.1)는 큰 고장전류가 흐르지 않는 경우 구리 6㎟·철 50㎟ 이상이 최소 기준이다 — 보호도체와 혼동 주의.)(24time KEC 142.3.2 보호도체).
차단시간 5초 이하 회로에서는 단면적을 다음 식으로 별도 산정한다.
S = √(I²·t) / k
I: 고장전류 실효값[A], t: 자동차단 동작시간[s], k: 도체·절연재 조합에 따른 계수(KS C IEC 60364-5-54 표).
단선도 검토 체크포인트
- 접지방식(TN-S/TN-C-S/TT/IT)이 단선도·시방서·계산서에 동일하게 표기되어 있는가
- 통합접지 시 등전위본딩 도체(EBC) 단면적(주 6㎟ Cu / 보조 2.5㎟ Cu) 표기 여부
- 피뢰·정보통신 접지극과의 분리/공용 여부, SPD 위치(주배전반·분전반·말단)
- 보호도체 색상(녹/황) 표기, 접지극 매설 깊이(통상 0.75m 이상) 시방 일치 여부
현장에서 자주 보는 5가지 실수
- 종별접지 표기를 그대로 남긴 도면 승계 — 제3종·특3종 표기가 시방서에 그대로 들어가면 감리 지적 1순위.
- 전압강하 계산에서 역률 누락 — 모터·인덕션 부하는 역률 0.8~0.9을 반영해 실제 전류를 다시 계산해야 한다.
- 허용전류 보정계수 미적용 — 다회로 집합·관내 다발·고온 환경 보정을 빼면 25~40% 과대 추정된다.
- 보호도체를 무조건 상도체와 동일 단면적으로 표기 — KEC 142.3-1 따라 35㎟ 초과면 절반으로 줄여도 된다(과대 시공비).
- 조도 계산을 평균값만으로 끝냄 — 균제비·눈부심(UGR·GR)을 빼면 작업자 민원·재검측 사유.
타이거빔으로 이렇게 — 전기 도면 계산과 검측을 한 번에
타이거빔은 전기 단선도·평면도를 PDF·DWG 그대로 올려 마크업과 동시에 물량을 산출한다. 케이블 길이, 등기구 수, 분전반 위치를 도면 위에서 측정·집계해 위 공식의 L·A·N 값을 그대로 가져올 수 있다(도면 마크업·물량산출).
설계변경이 잦은 전기 도면은 버전 관리·버전 비교가 결정적이다. 분전반 위치가 한 칸 옮겨가도 회로 길이가 바뀌고 전압강하·차단기 정격이 같이 흔들린다. 타이거빔은 도면 세트별로 차분을 시각화해 누락 검토를 막는다(도면 세트·버전 관리). 검측 단계에서는 PE 단면적·접지저항·조도 측정값을 펀치리스트로 묶어 시공·감리·발주처가 같은 화면에서 확인한다.
실무 요약
- KEC 232.3.9: 저압 수전 조명 3%·기타 5%, 100m 초과는 m당 0.005%·최대 0.5% 가산.
- 전선식별: 단상 2선 e=35.6LI/1000A, 단상 3선/3상 4선 17.8, 3상 3선 30.8. 허용전류·전압강하 둘 다 통과해야 한다.
- 조도: 법정 하한(산안법 8조) + 권장(KS A 3011). 광속법으로 등기구 수 산정, 균제비 0.6 이상.
- 접지: 단독·공통·통합 3구분, 보호도체는 표 142.3-1로 단면적 결정(S≤16 → S, 16<S≤35 → 16, S>35 → S/2).
- 2024 개정(공고 2024-749호)으로 AFCI·보호도체·배선 화재확산 기준이 강화됐다. 단선도와 시방서를 재정렬할 시점이다.