한국전기설비규정(Korea electro-technical code,이하 ‘KEC’)은 전기설비의 안전하고 객관적인 설계ㆍ시공ㆍ유지관리 등을 목적으로 우리나라의 전기적 환경기술수준을 고려하고 국제표준 등의 기술적 근거를 검토해 제정됐다.
이번 호에는 KEC의 방대한 분야 중 사용 현장과 관련 업체가 넓게 형성되어 있는 저압 배선설비 분야의 공사방법과 허용전류의 선정방법에 대해 설명하고자 한다. 지난 4월 발간된 ‘배선설비의 설계 및 공사방법에 관한 기술지침’을 참고해 본고의 세부적인 사항을 기술했고 지면의 제약으로 다루지 못한 구체적인 사항이나 허용전류 선정 관련 상세 예제 등은 상기 기술지침서에 수록된 내용을 참고하기 바란다.
❶ 한국전기설비규정(KEC)의 공사방법
현행 전기설비기술기준의 판단기준(이하 ‘판단기준’)에는 배선설비의 공사방법을 해당 자재에 따라 분류하고 있으나 KEC에서는 국제표준의 분류방법을 도입해 배선설비 형태를 기준으로 대분류를 정하였고 국내 관련 산업계의 혼란을 경감시키기 위해 그 이하에 판단기준의 자재별 공사방법으로 구성했다. 표 1은 KEC의 공사방법 분류방식과 판단기준의 분류방식을 비교한다. 폐쇄형 배선시스템인 전선관시스템과 케이블덕팅시스템은 각각 원형 단면과 비원형 단면을 갖는다.
케이블트렁킹시스템은 건축물에 고정되는 본체부와 개폐 가능한 커버로 구성되기에 케이블덕팅시스템과 구분된다. 국내 현장에서 사용되는 금속덕트의 경우 후자에 해당하는 자재가 많은데 향후 KEC에서는 금속트렁킹공사로 분류된다. 즉, 같은 금속제 배선시스템이라 하더라도 구조상 본체부와 커버의 분리가 불가능한 경우에는 금속덕팅시스템에 해당하고 손이나 도구를 사용해 개폐 가능한 구조의 경우에는 금속트렁킹시스템에 해당한다.
지난해 제정 공고된 케이블트렌치 공사는 트렌치에 커버를 채결하는 구조이므로 KEC에서는 케이블트렁킹시스템에 속한다. KEC에서 시스템 명칭이 붙지 않는 케이블공사와 애자공사는그룹으로 분류될 만한 유사 자재가 없기에 원문의 표현을 적용했다.
KEC에서는 공사방법별로 가용 전선을 규정하며 이를 표2에 나타냈다. 절연성 확보가 필요한 나전선은 애자공사에 한해 허용된다. 전선의 물리적 보호가 확보되어야 하는 절연전선은 원칙적으로 공구 등의 침입이 어려운 폐쇄형 배선시스템인 전선관시스템과 케이블덕팅시스템에 허용된다.
케이블트렁킹시스템에 절연전선을 사용하기 위해서는 폐쇄형에 준하는 IP등급 등을 가져야만 한다. 케이블은 절연체와 외장으로 인해 절연성과 물리적 보호가 확보되어있어 일반적으로 모든 공사방법에서 사용 가능하나 실용성 측면에서 애자공사에서는 권장되지 않는다.
또한, 비고정식 케이블공사에는 단심케이블의 사용을 권장하지 않는데 이는 고정되지 않은 다수의 단심케이블 포설 시 전선 간에 꼬임이 생길 수 있고 상 구분 등에 어려움이 있어 이를 고려한 것으로 판단된다.
현재 적용되는 판단기준과는 달리 관련 표준에서는 공사방법에 관한 세부적인 설치 기준을 규정하지는 않는다. 다만 주위온도, 습도, 침투 가능한 물질, 부식, 충격, 진동, 기계적 응력, 식물 및 동물 등 다양한 환경적 요소에 대한 대책을 검토하도록 선언적으로 규정한다.
표준에 명시된 사항만으로는 시설 안전에 대한 객관적인 기준을 제시하기 어려울 수 있으므로 각 공사방법의 설치 관련 사항에 대해서는 기존의 판단기준을 준용해 기준을 제시했다. 화재확산 방지대책과 관련한 두 시설기준 사이의 중요한 차이점은 현행 판단기준에서는 이를 별도로 규정하지 않으나 KEC에서는 구조부재를 관통하는 배선설비 내부의 밀폐를 요구한다. 단 자소성이 있는 710mm2 이하의 전선관, 케이블트렁킹 및 덕팅시스템에 대해 IP등급 등의 조건을 만족할 경우에 한해 예외로 한다.
배선설비의 화재대책에 관해서는 현재까지도 논의가 지속되고 있으며 종합적인 결론이 나오기까지 모니터링이 필요한 시점으로 사료된다.
❷ 전선의 허용전류 결정 방법
일반적으로 전선의 허용전류는 전선의 종류와 단면적에 의해 결정된다. 하지만 같은 전선과 같은 공사방법을 사용하더라도 해당 배선시스템이 어떤 시설상태를 갖느냐에 따라 전선의 허용전류는 달라질 수 있다. 즉, 통전 시 전선에서 발생하는 열의 방출 정도가 시설상태에 따라 차이가 있어 전선이 열적 한계에 도달하는 시점에 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
KEC에서는 이를 고려해 국제표준의 관련 사항에 따라 허용전류를 계산토록 규정한다. 지침서에서는 관련 표준 등을 참조해 시설상태별로 약 12가지의 허용전류 계산값을 표 형태로 제시했으며 전선의 규격과 시설환경 등에 따라 전선의 허용전류를 간편하게 적용할 수 있다. 다만 해당 시설상태가 관련 표준이나 지침서에 제시되지 않는 경우에는 전선의 특성과 환경 조건을 고려하여 KS C IEC 60287 시리즈 등을 참조하여 직접 계산한 값을 적용해야 한다.
표 3은 지침서에 제시된 허용전류 계산표를 활용하기 위한 선행 작업으로서 공사방법과 시설상태를 고려하여 해당 현장에 맞는 설치방법을 파악할 수 있는 분류번호를 나타낸다. 접근 가능한 건물의 빈 공간의 경우에는 대부분의 공사방법을 적용할 수 있으나 여유 공간이 협소한 창틀 및 문틀이나 물속의 경우에는 제한적이다. 케이블공사나 전선관시스템의 경우에는 대부분의 조건에서 시설 가능하지만 애자공사의 경우 매우 제한적이다.
설치방법의 분류번호 는 1부터 73까지 표시되어 있고 최종적으로 표 4의 항목번호에 이를 대입해 해당 배선시스템에 대한 허용전류 기준값을 구함으로 허용전류 결정을 완료할 수 있다. 예시로 선관시스템을 노출표면부착 상태로 설치할 때 표 3의 설치방법 분류번호 4 또는 5에 해당하는데 이를 표 4에서 대입하면 허용전류 기준값은 B1이 된다. 지침서에서는 각 기준 값에 대하여 전선의 허용전류 계산표를 표 5과 같이 표시하고 있으므로 해당 값을 사용해 전선의 단면적이나 포설수를 결정할 수 있다.
지침서에서 제시한 모든 허용전류 계산표는 국내 설치환경을 고려하여 주위온도 40℃를 기준으로 계산됐으며, 온도와 집합회로에 따른 보정계수를 함께 표시하고 있어 해당 표 안에서 전선의 허용전류를 쉽게파악할 수 있다. 특히 집합회로에 대한 보정계수는 절연전선의 경우 20개까지 보정계수를 나타냈고 단층포설 케이블의 경우 9개까지 나타냈으며 이 이상의 집합회로는 개별회로에 큰 영향을 주지 않음에 기인한다.
발간된 기술지침서에서는 각각의 공사방법에 대한 KEC의 세부 규정사항과 함께 현장의 공사방법, 시설상태, 병렬회로의 존재 여부, 전압강하 등을 고려한 예제를 수록하고 있어 관련 실무에 도움을 줄 수 있도록 상세히 설명하고 있다.
❸ 결론
이번 호에서는 KEC의 저압 배선설비 공사방법과 허용전류 결정방법에 대한 사항을 2019년 발간된 기술지침서(배선설비의 설계 및 공사방법에 관한 기술지침)를 참조해 간략히 설명했다. 각 공사방법의 세부 설치 기준은 화재확산 방지대책 등을 제외하고는 현행 판단기준에서 크게 달라지는 사항은 없을 것으로 사료된다. 하지만 전선의 허용전류 계산과 관련해 국제표준에 근거한
방법을 준용하였기에 향후 KEC에서는 시설상태를 고려한 허용전류 산정이 요구되며, 각 시설상태마다 가용한 공사방법 및 전선이 정해졌기에 이를 반드시 확인해야 한다.
다양한 현장 환경을 고려할 때 명시된 시설상태에 포함되지않는 경우가 발생할 수 있는데 이 경우 관련 표준에 근거한 계산이 요구될 수 있다.
