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안녕하세요. 티스토리 블로그를 통해 여러분의 전기기능사 합격을 돕고 있는 전기 달인입니다.
전기기능사 필기 단기 합격을 위한 17부작 시리즈의 열한 번째 시간입니다. 지난 시간에 금속관과 합성수지관 등 둥근 파이프 형태의 배관 공사를 살펴보았다면, 오늘 다룰 주제는 그 외의 특수한 옥내배선공사인 '애자 사용 공사'와 '덕트 공사', 그리고 전기 화재를 예방하는 가장 중요한 안전장치인 '과전류 차단기'의 시설 기준입니다.
3과목 전기설비는 한국전기설비규정(KEC)에 명시된 수치들을 묻는 직관적인 문제들이 주를 이룹니다. 특히 오늘 배우게 될 애자 공사의 이격 거리 규정과 차단기를 절대 설치하면 안 되는 금지 장소는 매회 시험지에서 여러분을 기다리고 있는 초빈출 개념입니다. 오늘 전기 달인이 엄선한 3개의 핵심 기출문제와 실무 원리가 담긴 상세한 해설을 정독하시어, 헷갈리는 수치들을 머릿속에 완벽하게 각인하시기 바랍니다.
1. 애자 사용 공사의 이격 거리 (전선과 벽 사이를 띄워라)
'애자(Insulator)'란 전기가 통하지 않는 절연 물질(주로 자기나 사기그릇 재질)로 만든 지지대입니다. 애자 사용 공사는 건물의 벽면이나 천장(조영재)에 애자를 나사로 고정하고, 그 애자에 전선을 묶어 허공에 띄워서 배선하는 가장 고전적인 공사 방법입니다. 전선이 외부로 노출되므로 열 발산이 뛰어나지만, 전선이 흔들려 서로 닿거나 벽에 닿으면 화재가 발생할 수 있어 엄격한 '이격 거리' 수치를 규정하고 있습니다.
- 전선 지지점 간의 거리: 애자와 애자 사이의 간격은 전선이 아래로 처지는 것을 막기 위해 2.0[m] 이하로 촘촘하게 설치해야 합니다.
- 전선 상호 간의 거리: 플러스 선과 마이너스 선이 흔들려 합선(단락)되지 않도록, 두 전선 사이의 간격은 전압에 관계없이 무조건 6[cm] 이상 띄워야 합니다.
- 전선과 조영재(벽, 천장) 간의 이격 거리: 전선의 전압이 벽으로 튀어 오르는(아크) 현상을 막기 위한 거리입니다.
- 사용 전압 400[V] 미만: 2.5[cm] 이상
- 사용 전압 400[V] 이상: 4.5[cm] 이상 (단, 건조한 장소는 2.5[cm]까지 허용)
[엄선 기출문제 1] Q. 건조한 장소의 저압 옥내배선(400[V] 이하)에 600[V] 비닐절연전선을 사용하여 애자사용공사를 할 경우 최소의 전선 상호 간격과 전선과 조영재 사이의 이격 거리는?
- 3[cm], 1.5[cm]
- 6[cm], 2.5[cm]
- 6[cm], 3[cm]
- 10[cm], 4[cm]
정답: 2번 (6[cm], 2.5[cm]) 상세 해설: 전기설비 시험에서 애자 사용 공사의 이격 거리를 묻는 가장 전형적인 문제입니다. 첫째, '전선 상호 간격'은 전압의 크기와 무관하게 무조건 6[cm] 이상을 확보해야 합니다. 둘째, '전선과 조영재(벽체)의 이격 거리'는 문제의 조건이 400[V] 이하라고 주어졌으므로 2.5[cm] 이상을 확보해야 합니다. 만약 문제에서 400[V]를 초과하는 전압이 주어졌다면 조영재 이격 거리는 4.5[cm]가 정답이 됩니다. 이 수치들은 실기 시험 작업형에서도 애자를 합판에 박을 때 직접 자로 재야 하는 기준이 되므로 지금 확실하게 암기해 두십시오.
2. 금속 덕트 공사 (수많은 전선을 담는 거대한 철통)
'덕트(Duct)'란 둥근 파이프 형태의 배관 안에 전선을 넣기 힘들 정도로 전선의 가닥수가 많거나 케이블이 두꺼울 때 사용하는, 철판으로 접어 만든 넓은 사각형의 통을 말합니다. 주로 빌딩이나 공장의 전기실에서 엄청난 양의 전선을 한 번에 끌고 갈 때 사용합니다.
- 금속 덕트의 규격과 지지점: 폭 5[cm]를 초과하고 두께 1.2[mm] 이상인 튼튼한 철판으로 제작해야 합니다. 철판 자체가 매우 무겁고 강성이 뛰어나므로, 덕트를 고정하는 지지점 간격은 앞서 배운 금속관(2.0[m])보다 더 넓은 3.0[m] 이하로 설정할 수 있습니다.
- 덕트 내부의 전선 수용 면적 (가장 중요):
- 덕트 내부에 전선을 가득 채우면, 전선에 전류가 흐를 때 발생하는 열이 밖으로 빠져나가지 못해 내부 피복이 다 녹아내립니다.
- 따라서 일반적인 전력선(동력선)을 넣을 때는, 덕트 내부 단면적의 20[%] 이하까지만 전선을 채워 넣어야 합니다. 여백 공간이 80[%]나 있어야 열이 원활하게 방출됩니다.
- 단, 전류량이 매우 적어 열이 거의 나지 않는 제어 회로나 출표시등 회로의 전선만 넣을 경우에는 예외적으로 단면적의 50[%] 이하까지 채울 수 있습니다.
[엄선 기출문제 2] Q. 금속 덕트 공사에서 덕트에 넣는 전선의 단면적(절연 피복의 단면적을 포함)의 합계는 덕트 내부 단면적의 몇 [%] 이하로 하여야 하는가? (단, 제어 회로 등의 배선은 제외한다.)
- 20[%]
- 30[%]
- 40[%]
- 50[%]
정답: 1번 (20[%]) 상세 해설: 금속 덕트 공사에서 가장 출제 빈도가 높은 '전선 수용률' 문제입니다. 열 방출을 위해 덕트 내부 공간은 매우 여유롭게 비워두어야 하며, 그 기준은 20[%] 이하입니다. 문제의 괄호 안에 '제어 회로 등의 배선은 제외한다'라고 명시되어 있으므로 일반 전력선을 묻는 것입니다. 만약 문제의 조건이 '출표시등 회로 또는 제어 회로의 배선만 넣는 경우'로 주어졌다면, 발열이 적다는 특성을 고려하여 50[%] 이하가 정답이 됩니다. 이 두 가지 퍼센트 수치를 명확하게 분리하여 기억하십시오.
3. 과전류 차단기의 시설 금지 장소 (안전을 위한 직결)
'과전류 차단기(배선용 차단기, MCCB, 퓨즈 등)'는 전선에 허용치 이상의 과도한 전류(과부하 전류 또는 단락 전류)가 흐를 때 화재를 막기 위해 스스로 전기를 끊어버리는 필수 안전장치입니다. 차단기는 원칙적으로 전기가 시작되는 전원 측의 분기점(가지가 나뉘는 곳)의 각 극에 빠짐없이 설치해야 합니다. 하지만, 역설적이게도 차단기를 설치하면 오히려 더 끔찍한 사고를 유발하기 때문에 절대로 설치해서는 안 되는 금지 장소가 법으로 규정되어 있습니다.
- 설치 절대 금지 장소:
- 접지 공사의 접지선: 누전이 발생했을 때 전기가 땅으로 안전하게 빠져나가야 하는 생명선입니다. 여기에 퓨즈를 달았다가 끊어지면 누전 전류가 갈 곳을 잃고 기계 외함에 머물러 사람을 감전시킵니다.
- 다선식 전로의 중성선(N상): 단상 3선식이나 3상 4선식 회로에서 가운데 중심을 잡아주는 선입니다. 이 중성선에 차단기가 설치되어 끊어지면, 양쪽 부하의 저항 불균형에 의해 220[V] 전 가전제품에 380[V]에 가까운 무시무시한 과전압이 인가되어 집 안의 모든 전자제품이 폭발하듯 타버리게 됩니다.
- 전로의 일부에 접지 공사를 한 저압 가공 전선로의 접지 측 전선
[엄선 기출문제 3] Q. 다음 중 과전류 차단기를 시설하여야 하는 곳은?
- 접지 공사의 접지선
- 다선식 전로의 중성선
- 제2종 접지 공사를 한 저압 가공전선로의 접지측 전선
- 간선의 전원측 전선
정답: 4번 (간선의 전원측 전선) 상세 해설: 문제를 주의 깊게 읽어야 합니다. 차단기를 '설치하면 안 되는 곳'이 아니라 '시설하여야 하는 곳'을 묻고 있습니다. 보기 1번(접지선), 보기 2번(중성선), 보기 3번(접지측 전선)은 차단기가 끊어졌을 때 생명과 재산에 심각한 피해를 유발하는 대표적인 '설치 절대 금지 장소' 3대장입니다. 따라서 이 3곳에는 차단기나 퓨즈 대신 튼튼한 동선으로 직결(Direct Connection)해야 합니다. 차단기는 전기가 분기되어 나가는 가장 기본 위치인 '간선의 전원측 전선(보기 4번)'의 전압선(상선)에 설치하여 부하를 보호하는 것이 올바른 시공입니다.
1분 마무리 요약 노트
- 애자 사용 공사 수치: 지지점 간격 2.0[m] 이하, 전선 상호 간 이격 6[cm] 이상, 조영재(벽체) 간 이격 거리는 400[V] 미만일 때 2.5[cm] 이상입니다.
- 금속 덕트 공사 수치: 튼튼한 철판이므로 지지점 간격은 3.0[m] 이하이며, 내부 열 방출을 위해 전선 단면적은 전체 면적의 20[%] 이하(제어 회로는 50[%] 이하)로 널널하게 채워야 합니다.
- 차단기 시설 금지: 사람을 살리는 '접지선'과 전압의 균형을 맞추는 '중성선'에는 퓨즈나 차단기를 절대로 달아서는 안 됩니다.
오늘 다룬 옥내배선공사와 차단기 시설 기준은 현장에서 전기 공사를 수행하는 실무자들이 생명처럼 지켜야 하는 가장 중요한 KEC 규정입니다. 단순한 숫자 암기를 넘어 왜 이런 규정이 생겼는지 그 배경 원리를 이해하시면 시험장에서 절대 헷갈리지 않으실 것입니다.
학습하시다가 의문이 생기는 규정이나 풀이가 어려운 과년도 기출문제가 있다면 언제든지 하단의 댓글을 통해 질문을 남겨주십시오. 전기 달인이 가장 논리적이고 명쾌한 해설을 통해 여러분의 궁금증을 시원하게 해결해 드리겠습니다. 언제나 여러분의 단기 합격을 진심으로 응원합니다!
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