단락전류는 왜 계산해야 하나요?

단락이 발생하면 전류가 정격의 수십 배까지 순간적으로 커지므로, 설치 지점에서 예상되는 단락전류보다 차단기의 정격 차단용량이 큰지 확인하고, 차단기가 동작하는 시간 동안 전선이 단락전류에 의해 열적으로 손상되지 않는지 확인하기 위해 계산합니다.

변압기 2차 측 단락전류는 어떻게 개략적으로 구할 수 있나요?

변압기 명판의 용량(kVA), 전압, %임피던스(%Z)를 이용하여 구할 수 있습니다. 먼저 정격 2차전류(In = 용량 × 1000 ÷ (√3 × 2차 선간전압))를 구한 뒤, 단락전류(Isc = In ÷ (%Z ÷ 100))를 계산합니다.

전원 쪽 단락용량을 모를 경우 계산은 어떻게 진행되나요?

전원 쪽 단락용량을 모를 때는 해당 항목을 비워 두고 계산할 수 있습니다. 이 경우 전원이 무한대라고 가정하고 계산하게 되며, 실제보다 큰 값이 산출되어 안전 측면에서 보수적인(안전한) 추정이 됩니다.

단락전류 계산 방법: 차단용량·전선 열적강도 검토 계산기

2026년 10월 15일 읽는 시간 약 7분

한 줄 요약
단락전류는 변압기 용량과 %임피던스, 전원 쪽 단락용량, 케이블 임피던스로 개략 계산할 수 있습니다. 이 글은 계산 순서를 정리하고, 변압기 2차 단락전류, 케이블 말단 단락전류, 차단기 차단용량과 전선 열적 강도 확인을 직접 해 볼 수 있는 계산기 3개를 담았습니다.

1. 단락전류를 왜 계산하는가

단락이 생기면 전류가 정격의 수십 배까지 순간적으로 커집니다. 설비를 설계할 때는 두 가지를 확인해야 합니다.

차단기가 끊을 수 있는가: 설치 지점에서 예상되는 단락전류보다 차단기의 정격 차단전류가 커야 합니다.
전선이 버티는가: 차단기가 동작하기까지 걸리는 시간 동안 단락전류에 전선이 열적으로 손상되지 않아야 합니다.

이 글의 계산은 모두 3상 단락을 대상으로 하는 개략 계산입니다. 선간 단락, 지락 사고의 전류는 다르며, 전동기 등이 사고 전류에 더하는 기여분과 비대칭 성분은 포함하지 않았습니다.

2. 계산 순서 한눈에 보기

단계	하는 일	계산기
1	변압기 2차 측 모선의 단락전류 구하기	계산기 ①
2	케이블을 지나 부하 쪽 분전반의 단락전류 구하기	계산기 ②
3	차단기 차단용량과 비교하고, 전선 최소 단면적 확인하기	계산기 ③

3. 변압기 2차 단락전류

변압기 명판에는 용량(kVA), 전압, %임피던스(%Z)가 적혀 있습니다. %Z는 정격전류가 흐를 때 변압기 내부에서 떨어지는 전압의 비율입니다. 이 값으로 2차 측 단락전류를 개략 구할 수 있습니다.

정격 2차전류 In = 용량(kVA) × 1000 ÷ (√3 × 2차 선간전압 V)
단락전류 Isc = In ÷ (%Z ÷ 100)
전원 쪽 단락용량(MVA)을 알면, 전원의 %Z를 용량 기준으로 환산해 더합니다: %Zs = 용량(kVA) ÷ (단락용량(MVA) × 1000) × 100

전원 쪽 단락용량을 모르면 비워 두세요. 그러면 전원이 무한대라고 보고 계산하는데, 이 결과는 실제보다 큰 값이 나와 안전 쪽 추정이 됩니다.

4. 계산기 ① 변압기 2차 단락전류

변압기 용량(kVA) 2차 선간전압(V) %임피던스(명판값)

전원 쪽 단락용량(MVA, 모르면 비움)

처음 들어 있는 1000kVA, 380V, 5%는 사용법을 보여 주는 예시입니다. 실제 값은 변압기 명판과 전력회사 자료를 확인하세요.

5. 케이블을 지난 뒤의 단락전류

케이블은 길어질수록 임피던스가 커져서 단락전류가 줄어듭니다. 계산기 ②는 앞 단계의 단락전류를 전원 임피던스로 환산한 뒤, 케이블의 저항과 리액턴스를 더해 말단의 단락전류를 구합니다.

전원 임피던스 Zs = V ÷ (√3 × Isc)
케이블 저항 Rc, 리액턴스 Xc = (Ω/km 값) × 길이(km) ÷ 병렬 가닥 수
말단 단락전류 = V ÷ (√3 × √(Rc² + (Xc + Zs)²))

전원 임피던스를 전부 리액턴스로 보는 것은 단순화한 가정입니다. 이렇게 하면 실제보다 약간 큰 단락전류가 나오므로, 차단용량 검토에서는 안전 쪽입니다. 케이블의 Ω/km 값은 제조사 카탈로그에서 확인해 입력하세요.

6. 계산기 ② 케이블 말단 단락전류

선간전압(V) 시작점 단락전류(kA)

케이블 저항(Ω/km) 케이블 리액턴스(Ω/km)

케이블 길이(m) 병렬 가닥 수

저항 0.5, 리액턴스 0.08 Ω/km는 사용법을 보여 주는 예시이며 특정 전선의 값이 아닙니다.

7. 차단용량과 전선 열적 강도

차단기는 설치 지점의 예상 단락전류 이상의 차단전류 정격을 가져야 합니다. 전선은 단락전류가 흐르는 시간 동안 허용 한도를 넘어 가열되지 않아야 하며, 이를 검토하는 일반적인 식은 다음과 같습니다.

S ≥ I × √t ÷ k (S: 최소 단면적 mm², I: 단락전류 A, t: 차단 시간 초, k: 도체와 절연체에 따른 계수)

k 값은 도체 재질과 절연체 종류에 따라 다르며, 국제 규격(IEC 60364 계열)에서 구리 도체는 PVC 절연 115, XLPE 절연 143 정도로 알려져 있습니다. 이 값은 참고용이므로 실제 설계에서는 KEC와 케이블 제조사 자료로 확인해야 합니다. 차단 시간 t는 차단기의 한시 특성에 따라 정해지고, 이 글에서는 입력값으로 받습니다.

8. 계산기 ③ 차단용량 비교와 전선 최소 단면적

설치점 예상 단락전류(kA) 차단기 정격 차단전류(kA)

차단 시간 t(초) 계수 k

15kA, 25kA, 0.1초는 예시입니다. 최소 단면적 결과는 이론식 값이며, 실제로는 표준 규격 중 이 값 이상을 고르고 전압강하와 허용전류도 함께 만족해야 합니다.

9. 자주 묻는 질문

Q. %Z가 작은 변압기는 무조건 좋은가요?

A. 아닙니다. %Z가 작으면 전압 변동은 줄지만 단락전류가 커져서 더 큰 차단용량의 차단기가 필요합니다. 두 가지를 함께 따져야 합니다.

Q. 전원 쪽 단락용량을 모르면 어떻게 하나요?

A. 비워 두면 전원을 무한대로 보는 안전 쪽 계산이 됩니다. 정확한 값은 전력회사에서 받은 자료나 설계 도서로 확인합니다.

Q. 케이블이 길면 단락전류가 줄어드는 이유는 무엇인가요?

A. 케이블의 저항과 리액턴스가 전원 임피던스에 더해져 전체 임피던스가 커지기 때문입니다. 그래서 같은 변압기에서도 말단 분전반이 모선보다 단락전류가 작습니다.

Q. 계산기 결과를 그대로 설계에 써도 되나요?

A. 안 됩니다. 계산기는 개념을 이해하고 숫자를 확인하는 용도입니다. 실제 설계와 시공은 자격을 갖춘 전문가가 관련 법령과 제조사 자료로 확정해야 합니다.

안전 안내
단락전류가 큰 설비의 작업은 감전, 아크 플래시, 화재 위험이 있습니다. 이 글은 계산 원리를 설명하는 참고 자료이며, 현장 작업이나 설계 확정에 쓰는 자료가 아닙니다. 관련 작업은 자격을 갖춘 전문가가 법령과 절차에 따라 수행해야 합니다.

10. 참고한 자료와 한계

%임피던스법과 임피던스 합산식은 전력계통 해석에서 널리 쓰이는 기본 식을 정리한 것입니다. 이 글의 작성자는 전기 실무 전문가가 아니며, 글은 AI의 도움을 받아 작성되었습니다.
열적 강도 식의 k 값(115, 143)은 국제 규격 해설 자료를 참고한 값이며, KEC 원문으로 직접 확인하지 않았습니다.
계산은 3상 단락의 개략값이며, 전동기 기여분, 비대칭 성분, 순간 최대값은 포함하지 않았습니다.
마지막 확인일: 2026-10-15