전기설비 용량·역률과 배선·조명(수용률·부등률·광속법)

광속법은 램프의 빛 가운데 작업면에 닿는 몫을 따져 평균조도나 필요한 램프 수를 구하는 방법이다. 조도는 빛을 받는 면에 입사하는 단위면적당 광속으로 단위는 lx(룩스)이고, 평균조도는 작업면 1㎡에 입사하는 광속을 나타내는 값이다. 조명률은 램프에서 나온 전체 광속 중 작업면에 실제로 도달하는 광속의 비율이다. 보수율은 램프의 노화와 먼지 등으로 시간이 지나면서 줄어드는 광속을 미리 감안해 곱하는 비율이며, 램프의 사용시간 경과에 따라 감광되거나 먼지부착 등에 의한 조명기구 효율저하를 보완하기 위한 보정계수이다. 감광보상률은 램프의 광속 감소와 조명기구의 오염 등으로 줄어드는 밝기를 미리 보상하기 위해 곱하는 계수로 1보다 크다. 균제도는 실내의 작업범위(수평면)에서 최저조도를 최고조도로 나눈 값으로, 1에 가까울수록 밝기가 고르다. 평균조도는 램프 광속, 램프 수, 조명률, 보수율의 곱을 실의 면적으로 나눈 값이고, 필요한 램프 수는 평균조도·실 면적·감광보상률의 곱을 램프 광속과 조명률의 곱으로 나눈 값이다.

수용률은 부하설비 용량 합계에 대한 최대 수용전력의 백분율이다(건축물의 에너지절약설계기준 제5조제12호 라목). 최대수요전력은 수용가에서 일정 기간 중 사용한 전력의 최대치이다. 부하율은 평균수용전력을 최대수용전력으로 나눈 비율이다. 부등률은 각 부하의 최대수요전력 합계를 합성최대수요전력으로 나눈 값으로, 각 부하의 최대수요전력이 같은 시각에 생기지 않는 시간차 때문에 생기는 값이며 1 이상이고 변압기 용량 산정에 쓰인다. 합성최대수요전력은 여러 부하를 합쳐서 본 실제 최대수요전력이다. 최대수요전력은 설비용량 합계에 수용률을 곱해 구한다. 역률은 피상전력에 대한 유효전력의 비(cosθ)이며, 유효전력은 실제로 일을 하는 전력, 무효전력은 일을 하지 않고 오가기만 하는 전력이다. 저항만 있는 백열전등이나 전기히터의 역률은 100%에 가깝다. 역률개선용커패시터(콘덴서)는 역률을 개선하기 위하여 변압기 또는 전동기 등에 병렬로 설치하는 커패시터이며(같은 조 제12호 가목), 역률을 개선하면 같은 유효전력에 필요한 전류와 손실이 줄고 설비용량의 여유가 늘어난다. 수전전압 25kV 이하의 수전설비에서는 변압기의 무부하손실을 줄이기 위하여 충분한 안전성이 확보된다면 직접강압방식을 채택한다(제11조제1호 다목). 비례제어운전은 기기의 출력값과 목표값의 편차에 비례하여 입력량을 조절하여 최적운전상태를 유지할 수 있도록 운전하는 방식이다(제5조 제11호 마목).

수변전실은 외부에서 들어온 고압 전력을 받아 변압해 건물 안 각 부하에 나누어 보내는 설비를 둔 방이다. 습기·먼지가 적고 물이 침입할 우려가 없는 곳에, 부하 중심에 가깝고 전원 인입이 편리하게 두며 발전기실·축전지실과 가급적 인접시키고, 격벽은 내화구조·출입문은 방화문으로 하며, 천장 높이는 보 아래 기준으로 고압은 3m 이상, 특고압은 4.5m 이상으로 한다. 부하 중심에 두어야 배선이 짧아져 전압강하와 전력손실이 줄며, 전압강하는 전선이 길수록 저항 때문에 끝에서 전압이 낮아지는 현상이다. 금속관 공사는 전선을 금속관 안에 넣어 시공하는 방법으로 콘크리트 매입 배선에 널리 쓰이고 방화성과 기계적 강도가 좋다. 합성수지관은 플라스틱 재질로 대부분 경질비닐관을 쓰며, 금속관보다 가볍고 내식성·절연성이 좋지만 열과 기계적 충격에 약해 열적 영향을 받는 곳에는 부적합하다. 버스덕트 공사는 도체를 금속 덕트 안에 넣어 큰 전류를 보내는 간선에 쓰고, 애자사용·목재몰드는 노출 배선이다. 현행 전기설비기술기준 제3조제2항은 저압을 직류 1.5kV 이하·교류 1kV 이하, 고압을 그를 초과하고 7kV 이하, 특고압을 7kV(7,000V) 초과로 구분하며, 전기사업법 시행규칙 제2조는 교류 고압을 1000볼트를 초과하고 7천볼트 이하인 전압으로 정한다.