주거용 패널보드 차단기 개수 정확히 산정하기

계산된 부하 기반 주거용 로드 센터 및 배전반 차단기 개수 산정 방법

미국과 캐나다에서 주거용 건물과 주택에 공급되는 일반적인 전압은 NEC와 CEC 기반 120V 및 240V입니다. 이 단상 공급(실제로는 분상 시스템)은 배전 변압기에서 계량기함과 메인 서비스 패널(메인 스위치 차단기)까지 3선식(핫1, 핫2, 중성선)으로 제공됩니다.

가정용 단상 120V/240V 로드 센터 및 패널 박스에서 사용 가능한 전압 레벨은 다음과 같습니다:

• 핫1(검정 또는 빨강 중 하나)과 중성선(흰색) 사이 전압 = 120V 단상
• 핫1(검정)과 핫2(빨강) 사이 전압 = 240V 단상 (분상 전압)
• 중성선(검정)과 접지(녹색 또는 베어 도체) 사이 전압 = 0V.

참고: 위 설명에는 NEC 배선 색상 코드가 사용되었습니다.

다음 그림은 120V/240V 단상 공급이 로드 센터, 차단기 박스 또는 패널보드의 24개 차단기 공간 또는 부하 회로에 연결된 기본 구성을 보여줍니다. 또한 120V 단상은 검정과 흰색(핫1 또는 핫2 중 하나)과 흰색(중성선) 사이에서, 240V 분상은 검정과 빨강(핫1 및 핫2) 사이에서 사용 가능함을 보여줍니다. 필요한 와이어 및 케이블 개수는 부하 회로와 장치 구성에 따라 달라집니다(일부 240V 회로는 중성선 불필요, 일부는 필요).

로드 센터에서 120V 단극 차단기는 1개 위치를 차지하고, 240V 양극 차단기는 2개 위치를 차지합니다.

패널보드 차단기/회로 개수 결정

참고 1: 다음 예제는 VA(볼트 × 암페어)인 피상 전력(Apparent power) 기반입니다. 역률이 주거용에서 거의 1(단일)이므로 유효 전력(와트)인 실효 전력(Real power)을 사용할 수 있습니다. 이 경우 VA 단위 피상 전력은 W(와트) 단위 실효 전력과 같습니다.

참고 2: 로드 센터 및 배전반 크기 산정 이전 예제를 확인하는 것이 좋습니다. 같은 용어를 사용했습니다.

예제:

다음 부하 회로를 가진 1500ft²(139.35m²) 주택 평면도에 적합한 차단기 및 회로 개수를 로드 센터 또는 배전반에서 결정하십시오. 역률을 1로 간주합니다.

• 일반 조명 = 4.5kVA
• 에어컨 = 6kVA
• 전기 레인지 = 8.4kVA
• 전기 히터 = 7.2kVA
• 의류 건조기 = 3.6kVA
• 식기세척기 = 1.2kVA
• 음식물 분쇄기 = 0.96kVA
• 주방 소형 가전 2회로 (냉장고, 블렌더 등)
• 20% 확장 및 향후 부하 등

해결:

일반 조명 회로:

조명 회로는 일반적으로 120V, 15A 또는 20A입니다. 로드 센터에서 차단기 개수와 공간을 찾기 위해 기본 전력 공식으로 부하 전류를 계산합니다:

I = P / V

여기서:

• I = 전류(암페어)
• P = 전력(와트) (역률=1에서 kVA)
• V = 전압(볼트)

값 대입:

I = 4500VA / 120V

I = 37.5A

이것이 조명 회로에 필요한 총 암페어입니다. 15A 또는 20A 차단기를 적정 전선과 스위치, 플러그와 함께 사용할 수 있습니다. 대부분 조명점에는 15A 차단기를 사용하므로, 총 조명 암페어를 15A로 나누어 조명 회로 개수를 결정합니다.

37.5A / 15A = 2.5 (올림하여 3).

3개의 조명 회로 차단기를 사용합니다.

소형 가전 회로

주어진 예제에는 2개의 소형 가전 부하 회로, 즉 2개의 120V, 20A 차단기가 있습니다.

세탁 회로

주어진 예제에는 의류 건조기용 1개의 20A, 120V 회로만 필요합니다.

대형 가전 회로:

양극 240V 차단기로 작동하는 대형 가전을 의미합니다. 에어컨, 전기 레인지/스토브, 전기 히터, 의류 건조기 등은 모두 240V 회로로 작동하므로 개별적으로 고려합니다. 240V 양극 차단기는 차단기 박스에서 2개 공간(위치)을 차지합니다. 이제 장치 kVA 정격을 240V로 나누어 로드 센터에 필요한 차단기 개수(암페어 기준)를 찾아봅시다.

에어컨

위 기본 전류 공식 사용:

I = P / V

I = 6kVA / 240V

I = 25A.

일반적으로 연속 부하(전기 히터, 에어컨 등)에 대해 차단기 암페어 정격은 125%(1.25 배수)로 선정해야 합니다. 에어컨의 경우:

125% × 25A = 31.25A.

따라서 에어컨용 31.25암페어 부하 및 기타 연속 동시 부하에 대해 다음 근접 표준 차단기인 35A를 사용해야 합니다. 동일한 125%가 전선 크기에도 적용되므로 35A 전선과 차단기 모두 31.25암페어 부하에 사용해야 합니다.

전기 히터 회로

위와 같은 계산으로 7.2kVA 전기 히터 암페어 정격:

I = 7.2kVA / 240V = 30A

안전 계수 125% 곱하기:

1.25 × 30A = 37.5A

차단기 암페어 정격은 사용된 도체 전류 정격을 초과하지 않아야 합니다. 7200VA 정격 전기 히터 회로에는 40A 차단기와 40A 전선 크기(다음 근접 표준 크기)를 사용해야 합니다.

전기 레인지 회로:

위 기본 계산 방법으로 35A, 240V 회로(8.4kVA / 240V)입니다. 안전 계수 적용 시:

1.25 × 35A = 43.75A

8400VA, 240V 전기 스토브용 권장 차단기 및 전선 크기는 50A입니다.

의류 건조기 회로

의류 건조기는 15A, 240V(3.6kVA / 240V)입니다. 안전 계수 곱하기:

125% × 15A = 18.75A

권장 전선 크기와 차단기는 20A, 240V 양극입니다.

음식물 분쇄기 회로

음식물 분쇄기와 식기세척기는 모두 120V 회로입니다. 음식물 분쇄기는 10A, 120V 회로(1.2kVA / 120V)입니다. 안전 계수:

125% × 10A = 12.5A

다음 사용 가능하고 적합한 전선 크기와 차단기는 15A, 120V 단극입니다.

식기세척기 회로

식기세척기는 8A, 120V 회로(0.96kVA / 120V)입니다. 안전 계수:

125% × 8A = 10A.

적절한 10A, 120V 단극 차단기가 같은 전선 크기로 필요합니다.

관련 게시물:

• 120V 및 240V 메인 패널 배선 방법? 차단기 박스 설치
• 서브패널 배선 방법? 120V/240V 메인 러그 설치
• 277V 및 480V, 1상 및 3상, 상업용 메인 서비스 패널 배선 방법?

차단기 박스 내 차단기 공간 총 개수:

이제 위 표와 같이 차단기 필요 공간 총 개수를 계산할 수 있습니다.

회로	수량	차단기	전압	필요 공간
일반 조명	3	15A	120V	3
소형 가전	2	20A	120V	2
세탁	1	20A	120V	1
에어컨	1	35A	240V	2
전기 히터	1	40A	240V	2
전기 레인지	1	50A	240V	2
의류 건조기	1	20A	240V	2
음식물 분쇄기	1	15A	120V	1
식기세척기	1	10A	120V	1
				16

위 예제 계산 기반으로 최소 16개 로드 센터 공간이 필요합니다. 향후 확장과 20% 추가 부하 포인트를 고려하여 20개 공간 패널 박스가 안전한 선택입니다. 다음 그림과 같습니다.

다음은 더 많은 관련 자료와 풀이 예제가 포함된 단계별 가이드 튜토리얼입니다:

• 적정 케이블 및 와이어 크기 찾는 방법? – 풀이 예제
• 스위치, 플러그, 아웃렛, 리셉터클 전압 및 암페어 정격 찾는 방법
• MCB 명판 데이터 정격 읽는 방법?
• 단일 소자 온수기 및 서모스탯 배선 방법?
• 접지 도체, 접지선, 접지 전극 크기 찾는 방법?
• AWG 와이어 및 케이블 크기 계산기
• 전기 와이어 및 케이블 크기 계산기 (구리 및 알루미늄)
• 단상 230V 컨슈머 유닛 RCD 배선 방법? IEC, 영국, EU
• 차고 컨슈머 유닛 배선 방법?
• 1상 스플릿 로드 컨슈머 유닛 배선 방법? – RCD+RCBO
• 230V 듀얼 스플릿 로드 컨슈머 유닛 배선 방법? – RCD+MCB