공장, 빌딩, 대형 설비에서 전력요금 절감과 역률 개선을 위해 필수적으로 설치되는 설비가 바로 진상콘덴서(Power Factor Correction Capacitor)입니다. 하지만 진상콘덴서는 단순히 용량(kVAR)만 맞춘다고 해서 안전하고 효율적인 운전이 보장되지는 않습니다. 특히 전선 규격 선정을 잘못하면 과열, 접촉 불량, 상별 온도 불균형, 콘덴서 조기 고장 등 다양한 문제가 발생할 수 있습니다.
본 글에서는 3상 220V와 3상 380V 기준으로 진상콘덴서 용량별 전선 규격을 실무 중심으로 정리하고, 왜 전선 여유 설계가 중요한지까지 함께 설명합니다.
1. 진상콘덴서 전선 규격 선정의 기본 원리
진상콘덴서 전선 규격은 전동기처럼 kW 기준이 아니라 kVAR 기준으로 계산해야 합니다. 가장 기본이 되는 전류 계산식은 다음과 같습니다.
3상 콘덴서 전류 계산식
I = Q ÷ (√3 × V)
- I : 상전류(A)
- Q : 콘덴서 용량(kVAR × 1000)
- V : 선간전압(V)
예를 들어 380V 계통에서 30kVAR 콘덴서를 설치할 경우, 30,000 ÷ (1.732 × 380) ≒ 45.6A의 전류가 흐르게 됩니다. 이 값이 전선 규격 선정의 출발점입니다.
하지만 실무에서는 이 계산 전류 그대로 전선을 선택하지 않습니다. 콘덴서는 투입 순간 돌입전류가 발생하고, 고조파 전류가 집중되며, 대부분 24시간 연속 운전되기 때문입니다.
따라서 현장에서는 계산 전류의 1.25~1.5배 이상 여유를 두고 전선을 선정하는 것이 일반적입니다.
2. 3상 220V 기준 진상콘덴서 용량별 전선 규격
3상 220V 계통은 전압이 낮기 때문에 동일한 kVAR에서도 전류가 매우 크게 흐릅니다. 이로 인해 전선 발열과 접촉부 열화가 자주 발생하므로 특히 주의가 필요합니다.
- 5kVAR : 약 13A → 4㎟
- 10kVAR : 약 26A → 10㎟
- 15kVAR : 약 39A → 16㎟
- 20kVAR : 약 52A → 25㎟
- 30kVAR : 약 79A → 35㎟
- 40kVAR : 약 105A → 50㎟
- 50kVAR : 약 131A → 70㎟
220V 계통에서는 30kVAR만 되어도 전선이 35㎟ 이상 필요하며, 실제 현장에서는 열화 방지를 위해 한 단계 더 크게 적용하는 경우도 많습니다.
3. 3상 380V 기준 진상콘덴서 용량별 전선 규격
국내 공장과 빌딩에서 가장 널리 사용되는 전압이 3상 380V입니다. 전류가 상대적으로 작아 전선 굵기, 발열, 손실 측면에서 유리합니다.
- 5kVAR : 약 7.6A → 2.5㎟
- 10kVAR : 약 15.2A → 4㎟
- 15kVAR : 약 22.8A → 6㎟
- 20kVAR : 약 30.4A → 10㎟
- 30kVAR : 약 45.6A → 16㎟
- 40kVAR : 약 60.8A → 25㎟
- 50kVAR : 약 76A → 35㎟
- 75kVAR : 약 114A → 50㎟
- 100kVAR : 약 152A → 70㎟
4. 220V와 380V 적용 시 실무적 차이
220V 계통은 전류가 크기 때문에 전선 및 단자부 발열, 상별 온도 불균형, 열화상 점검 시 특정 상 고온 발생 등의 문제가 잦습니다.
반면 380V 계통은 전류가 작아 구조적으로 안정적이며, 중·대용량 진상콘덴서 구성에 매우 유리합니다.
5. 전선 규격이 정상인데 상별 온도차가 발생한다면
전선 굵기와 체결 상태에 문제가 없음에도 특정 상 전선만 온도가 높다면, 그 원인은 전선이 아니라 콘덴서 자체의 내부 문제인 경우가 많습니다.
- 콘덴서 내부 정전용량 불균형
- 특정 상 고조파 집중
- 콘덴서 소자 열화 및 노후
- 제조 편차
이 경우 전선을 키우는 것은 근본 해결책이 아니며, 콘덴서 용량 측정 및 교체가 우선되어야 합니다.
결론
진상콘덴서 전선 규격은 단순 계산이 아니라 전압, 전류, 고조파, 운전 특성까지 고려한 종합 설계가 필요합니다. 220V는 소용량에, 380V는 중·대용량에 구조적으로 유리하며, 항상 계산 전류보다 여유 있는 전선 선정이 전기 안전과 설비 수명을 지키는 핵심입니다.