전기자동차 전원설비

왜 배우는가: 전기자동차 보급이 늘면서 건축물 저압 전로에 충전 부하가 새로 붙고, 감전과 누설전류 화재 위험을 함께 관리해야 한다. 한국전기설비규정(KEC)의 전기자동차 전원설비 기준은 건축전기설비 설계와 감리에서 반복적으로 확인되므로 시험에서도 자주 묻는다.

출제 이력: 제139회 2교시 6번, 제133회 4교시 3번, 제119회 3교시 6번, 제111회 4교시 6번, 제102회 1교시 13번, 제100회 2교시 6번, 제96회 2교시 1번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

전기자동차 전원설비는 건축물의 저압 전로에서 충전장치와 커넥터를 거쳐 전기자동차에 안전하게 전력을 공급하도록 구성한 설비 일체이다.

• 전용 분기회로
• 충전장치
• 커넥터
• 지락보호
• 보호접지
• 방호장치
• 한국전기설비규정(KEC)

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 주차장 분전반에서 나온 전기를 전기자동차 배터리에 넣을 수 있는 모양으로 바꿔 연결하는 설비 전체를 말한다. 배전반, 배선, 충전장치, 케이블과 커넥터가 한 묶음으로 움직이므로 어느 한 부분만 보고 설계하면 안 된다.

정식으로는 KEC의 전기자동차 전원설비 기준에 따라 저압 전로, 충전장치, 방호장치를 하나의 체계로 설계·시공하는 것을 뜻한다. 설비의 목적은 충전 중 감전, 과부하, 누전 화재를 막고 차량과 충전기가 정상적으로 연동되도록 하는 데 있다.

충전장치는 교류 전원을 받아 차량에 공급하는 설비다. 차량에 내장된 탑재형 충전기를 쓰는 교류충전과, 충전장치에서 직류로 변환해 차량에 주는 직류충전으로 나뉜다. 충전장치는 전기 공급과 충전 상태 제어를 함께 맡는다.

전용 분기회로는 충전장치에만 전기를 공급하는 독립 회로다. 다른 부하와 섞이면 충전 전류가 겹쳐 과부하가 생기므로, 원칙적으로 충전 설비마다 별도 회로를 구성한다.

커넥터는 충전 케이블 끝에서 차량 접속부와 맞물리는 부품이다. 충전 중 분리되거나 미접속 상태에서 충전부가 드러나지 않도록 설계해야 한다.

지락보호는 충전 회로에서 누설전류나 지락이 생겼을 때 전로를 자동으로 차단하는 보호 기능이다. 전기자동차 충전은 직류 누설전류가 생길 수 있어 일반 콘센트 회로보다 보호 방식을 세밀하게 골라야 한다.

보호접지는 충전장치 금속제 외함 같은 노출도전부를 접지 계통에 연결하는 것이다. 절연이 파괴돼도 외함 전위가 위험 수준으로 오르지 않게 한다.

3. 등장 배경과 필요성

전기자동차 보급이 늘면서 충전 수요가 아파트 주차장, 사무실 주차장, 공공시설 주차장으로 옮겨 갔다. 기존 건축물 전기설비는 조명과 일반 동력을 기준으로 설계되어 있었기 때문에, 충전 부하가 추가되면 간선과 분전반의 용량이 부족해질 수 있다.

충전 설비는 장시간 연속으로 큰 전류를 흘린다. 따라서 과부하와 과열이 생기기 쉽고, 배선과 접속부의 발열이 누적되면 화재로 이어질 수 있다. 또한 옥외나 지하 주차장처럼 습기와 먼지가 많은 장소에 설치되는 경우가 많아 감전과 절연 열화 위험도 커진다.