배선설비 외적 영향

왜 배우는가: 배선설비는 건물 안팎의 온도, 습기, 먼지, 부식성 물질, 진동 같은 환경에 그대로 노출된다. 환경을 무시하고 선정하면 절연 열화와 화재, 감전 사고로 이어지므로 실무 설계의 기본 조건이다. 시험에서는 요인의 종류를 열거하고 각 요인이 전선과 배선 방법을 어떻게 바꾸는지 묻는 문제가 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제129회 1교시 8번, 제128회 3교시 4번, 제119회 2교시 6번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

배선설비 외적 영향은 설치 장소의 환경 조건이 배선설비의 선정과 시설 방법을 정하는 요인이다.

• 외적 영향
• 외부영향 분류
• 주위온도
• 습기·물
• 먼지·이물질
• 부식성 물질
• 기계적 충격·진동
• 낙뢰

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 배선이 놓이는 곳의 조건이 배선의 종류와 시공 방법을 결정한다는 뜻이다. 같은 전선이라도 냉장 창고와 제강 공장에서는 쓰는 방식이 달라야 한다. 그 차이를 만드는 조건이 외적 영향이다.

정식으로는 External Influence를 옮긴 말이다. 전기설비가 설치되는 장소에서 나타나는 주위 환경의 조건을 말하며, 한국전기설비규정(KEC)은 이를 기호로 분류해 설계 조건으로 정한다. 이 분류가 배선설비 선정의 출발점이다.

핵심 용어를 정리하면 다음과 같다.

• 외부영향 분류: 환경 조건을 기호와 범주로 나눈 체계로, 요인별로 설계 조건을 연결한다.
• 주위온도: 배선이 놓인 곳의 온도로, 전선의 허용전류와 절연체의 수명을 좌우한다.
• 습기·물: 물의 존재 정도로, 방수 구조와 밀봉 방식을 정한다.
• 먼지·이물질: 고체 이물질의 양과 성질로, 외함의 보호 등급과 연결된다.
• 부식성 물질: 산·알칼리·염분 등 화학 물질로, 금속 부분과 피복 재질을 정한다.
• 기계적 충격·진동: 외부에서 가해지는 힘으로, 배선 지지 방법과 관로 보호를 정한다.
• 낙뢰: 뇌격에 의한 과전압으로, 서지 보호와 접지 설계에 영향을 준다.

외적 영향은 단독으로 작용하지 않는다. 고온과 습기가 함께 있으면 절연 열화가 빨라지고, 부식성 물질과 진동이 함께 있으면 접속부 이완과 부식이 동시에 진행된다. 그래서 답안에서는 요인을 나열하고 복합 작용을 한 줄로 덧붙이는 것이 좋다.

3. 등장 배경과 필요성

초기의 배선 설계는 전류 용량과 전압 강하만 계산하는 경우가 많았다. 그러나 현장에서 절연 파괴와 누전 화재가 반복되자, 설치 환경이 배선의 수명과 안전을 좌우한다는 인식이 자리 잡았다. 같은 규격의 전선이 장소에 따라 빨리 열화되는 사례가 쌓이면서 환경 조건을 체계적으로 분류할 필요가 생겼다.

국제적으로는 저압 전기설비의 시설 기준을 정하면서 외부영향을 공통 기호 체계로 정리했다. 국내에서는 이 체계를 받아들여 전기설비 기준에 반영했고, 2021-01-01 시행된 한국전기설비규정(KEC)에서 배선설비 선정의 기본 조건으로 명시하였다. 이전 기준에서 흩어져 있던 장소별 규정이 하나의 분류 체계로 묶이게 된 것이다.

필요성은 세 가지로 정리된다. 첫째, 설계자가 장소의 환경 조건을 빠뜨리지 않도록 점검 항목을 제공한다. 둘째, 공사 시 자재 선정의 근거가 된다. 셋째, 준공 후 검사와 유지관리에서 환경에 맞는 시설인지 판단하는 기준이 된다. 따라서 외적 영향은 설계 단계의 체크리스트이면서 감리와 사용전검사의 판정 근거이기도 하다.

이 개념은 방폭구조, 특수장소 시설기준, 외함의 보호 등급과 긴밀히 연결된다. 장소의 위험도가 높아질수록 외적 영향의 요인도 많아지고 기준도 엄격해진다.

4. 구성요소·원리·절차

배선설비의 외적 영향(External Influence)은 배선이 놓이는 환경 조건이 전선, 전선관, 배선기구의 성능과 수명을 떨어뜨리는 요인을 말한다. 설계자는 설치 장소의 환경을 먼저 분류하고, 그 분류에 맞는 전선과 공사방법을 고른다. 외적 영향 요인은 온도, 물·습기, 이물질(분진), 부식성 물질, 기계적 충격·진동, 동식물, 일광, 위험 분위기 등으로 나눈다.

원리는 다음과 같다. 절연물의 열화는 온도에 크게 좌우된다. 온도가 높아질수록 절연물의 수명은 짧아지고 허용전류는 줄어든다. 그래서 배선의 허용전류는 기준 주위온도에서 정한 값을 주위온도에 따라 보정계수로 고쳐 쓴다. 습기와 이물질은 절연저항을 낮추고 누설전류를 만든다. 기계적 손상은 피복을 뚫어 지락과 단락으로 이어진다. 따라서 외적 영향은 '전선의 종류', '공사방법', '배선기구의 보호등급'을 함께 정하는 근거가 된다.

선정과 설치 절차는 다음 순서로 진행한다.

• 설치 장소의 환경 조건(온도, 습도, 이물, 부식, 충격, 위험 분위기)을 조사한다.
• 조건별로 외적 영향 분류 기호를 부여하고, 여러 조건이 겹치면 가장 엄격한 조건을 기준으로 삼는다.
• 분류 결과에 맞춰 전선의 종류, 배선기구의 외함 보호등급, 방폭 배선방식을 선정한다.
• 공사방법을 정하고 관통부 밀봉, 전선관 보호, 접속부 방수 처리를 한다.
• 주위온도 보정과 전압강하를 반영해 허용전류를 확정하고 점검 계획을 세운다.

외적 영향 분류 결과가 전선 종류, 공사방법, 기구 보호등급을 함께 결정한다

5. 관련 법령·기준·표준

배선설비의 외적 영향 기준은 한국전기설비규정(KEC)의 저압 배선설비 조항과 이를 뒷받침하는 KS C IEC 60364 시리즈 체계에 근거한다. KEC는 2021-01-01부터 적용되며 구 전기설비기술기준의 판단기준을 대체했다. 외적 영향은 주위온도, 물의 존재, 이물질, 기계적 충격 등 요인별로 분류 기호를 두고, 그 기호에 따라 전선과 공사방법을 제한하는 방식으로 규정한다. 외함의 방진·방수 등급은 IP 코드, 기계적 충격 등급은 IK 코드로 표시한다.

기준값과 조건은 다음과 같이 정리한다.

표의 값 중 전선 최고 허용온도는 절연 재료의 등급에 따른 값이고, 설계에서는 주위온도와 함께 검토한다. 절연저항 기준은 전로의 누설 상태를 판단하는 최소값이다. 외적 영향을 받는 장소에서는 기준값을 만족하는 것만으로 충분하지 않고, 분류 기호에 맞는 보호 방법을 함께 적용한다.