단락전류를 견디는 시간 계산
S = I × √t ÷ k
단락이 생기면 짧은 시간에 큰 전류가 흘러 도체가 뜨거워집니다. 한국전기설비규정(KEC) 212.5.2는 단락전류가 케이블과 절연도체의 허용 온도를 넘기 전에 차단되어야 한다고 정하고, 단락 지속시간이 5초 이하일 때 t = (k × S ÷ I)²로 견디는 시간을 구할 수 있다고 합니다. t는 시간(초), S는 도체 단면적(㎟), I는 유효 단락전류(A, rms), k는 도체 재료와 절연 종류, 초기·최종 온도로 정해지는 계수입니다.
k 값(표 212.5-1)
구리 도체는 PVC(70℃) 115(단면적 300㎟ 초과는 103), PVC(90℃) 100(300㎟ 초과는 86), 가교폴리에틸렌·EPR 고무 143, 고무(60℃) 141입니다. 알루미늄 도체는 각각 76(68), 66(57), 94, 93입니다. PVC는 단면적이 300㎟를 넘으면 최종 허용 온도가 160℃에서 140℃로 낮아져 k 값이 작아집니다.
계산 예시
구리 PVC(70℃) 25㎟ 케이블이 5,000A의 단락전류를 견디는 시간은 (115 × 25 ÷ 5,000)² = 0.33초입니다. 반대로 10,000A를 0.1초에 차단한다면 필요한 단면적은 10,000 × √0.1 ÷ 115 = 27.5㎟이므로 35㎟ 규격을 선택합니다.
이 계산기의 범위
선도체의 열적 허용 한도만 계산합니다. 케이블 외 보호도체·접지도체, 부분적으로 변하는 단락전류, 보호장치의 한류 특성, 접속부의 온도는 검토하지 않습니다. 무기절연 케이블과 납땜 접속의 k 값은 포함하지 않았습니다.
자주 묻는 질문
단락전류는 어떻게 구하나요?
변압기 용량과 퍼센트 임피던스로 구하는 단락전류 계산기를 쓰거나, 전력회사·설계 자료의 설치 지점 단락전류를 사용합니다. 이 계산기는 입력한 유효값(rms)을 그대로 씁니다.
5초를 넘는 경우는 어떻게 하나요?
식 212.5-1은 5초 이하에서 적용합니다. 전류가 작아 5초를 넘기는 경우는 과부하 보호 조건을 함께 검토하세요.
차단시간은 어디서 확인하나요?
차단기나 퓨즈 제조사의 동작 특성 곡선에서 설치 지점 단락전류에 해당하는 시간을 읽습니다.