전기기사 옥내배선의 시험과 검사 등 — 전압강하·등가선간거리·손실비

단상 3선식 옥내배선에서 양쪽 부하 전류가 다르면(불평형) 중성선에는 두 전류의 차가 흐른다. 외선 전류가 15A, 반대 외선 전류가 5A라면 중성선 전류는 15 − 5 = 10A다. 부하 단자의 전압강하는 외선의 강하와 중성선의 강하를 합산한 값이 되며, 전류가 큰 쪽 부하에서 강하가 가장 크다.

전선 1가닥의 저항은 저항률, 길이, 단면적으로 정해진다. 저항률 ρ의 도체를 길이 L, 단면적 S로 쓰면 R = ρL/S가 된다. 예를 들어 저항률 1/50 Ω·mm²/m, 길이 30m, 단면적 8mm²이면 R = (1/50)×30/8 = 0.075Ω이다. 외선과 중성선이 같은 규격이면 저항도 같다.

3상 선로에서 도체 사이 거리가 세 방향 모두 같지 않으면 대표값 하나로 계산하는데, 이것이 등가선간거리 Deq다. 공식은 세 거리의 곱에 세제곱근, 즉 기하평균을 취하는 Deq = ³√(D12×D23×D13)다. 수평 배치에서 인접 거리가 d이면 양 끝 거리는 2d가 되어 (d, d, 2d) 구조가 되고, Deq = d׳√2 ≒ 1.26d로 즉시 계산할 수 있다.

송전 방식을 비교할 때는 절연 조건과 도체량 조건이 전압·전류·저항을 결정한다. 절연 두께가 동일하다면 교류에서 선간 실효값 × √2에 해당하는 전압까지 직류에서 견딜 수 있다. 총 도체량(구리량)이 같으면 직류 2선의 한 가닥 저항은 교류 3선보다 작아진다. 이 세 인자를 순서대로 곱하면 손실비가 나온다.

수력발전 출력은 P = 9.8×Q×H×η [kW]로 계산한다. Q는 유량, H는 유효낙차, η는 수차와 발전기를 합한 종합효율이다. 유효낙차는 총낙차에서 손실수두를 뺀 값이며, 효율이 수차와 발전기로 나뉘어 주어지면 두 효율을 연속으로 곱한다. 효율을 곱하지 않은 9.8QH는 이론 수력이므로 발전기 단자 출력과 구분해야 한다.