AWG, SQ, 허용전류, 전압강하와 규격 최소값을 함께 본다
24V, 48V DC 전원배선과 산업용 제어반에서 실제로 필요한 Cable 선정 순서를 UL 508A Power Circuit 기준까지 포함해 정리한다.
전선 굵기를 고를 때 가장 흔한 질문은 "10A면 몇 SQ를 쓰면 되나요?"다. 하지만 실제 설계에서는 전류 하나만으로 Cable Size가 결정되지 않는다.
허용전류가 충분해도 24V나 48V System에서는 Cable이 길면 Voltage Drop이 커지고, UL 508A 같은 규격에서는 전류가 작아도 Power Circuit 내부배선에 최소 도체크기를 요구한다.
1. AWG와 SQ는 같은 전선 굵기를 다른 방식으로 표현한다
AWG는 숫자가 작아질수록 도체가 굵어진다. SQ는 국내에서 많이 쓰는 표현으로 도체 단면적 mm²를 의미한다.
| AWG | 대표 단면적 |
|---|---|
| AWG#18 | 약 0.82 mm² |
| AWG#16 | 약 1.31 mm² |
| AWG#14 | 약 2.08 mm² |
| AWG#12 | 약 3.31 mm² |
| AWG#10 | 약 5.26 mm² |
| AWG#8 | 약 8.37 mm² |
| AWG#6 | 약 13.3 mm² |
실무 도면에서는 AWG#6처럼 표기하면 의미가 명확하다. Metric Cable은 2.5SQ, 4SQ, 6SQ처럼 제조사 표준 단면적을 사용한다.
2. 먼저 Power Circuit인지 Control Circuit인지 구분한다
UL 508A에서 전선 Size를 볼 때 가장 중요한 첫 단계다. Motor, Heater, Drive, Load에 전력을 전달하는 Power Circuit과 PLC Input, Relay Logic 같은 Control Circuit은 같은 최소 Size 규칙을 사용하지 않는다.
3. UL 508A의 일반적인 Power Circuit 내부배선 최소는 AWG#14다
UL 508A Section 29.6.1의 일반 요구사항은 Industrial Control Panel 내부 Power Circuit Wiring을 AWG#14, 약 2.1mm²보다 작게 사용하지 않도록 정하고 있다.
특정 Industrial Machinery 구성에는 더 작은 도체를 허용하는 조건부 예외가 존재한다. 일반 설계에서는 AWG#14를 Power Circuit의 기본 시작점으로 두고, 더 작은 Size를 사용하려면 해당 예외조건을 근거로 설계한다.
4. Control Circuit은 같은 AWG#14 규칙으로 보지 않는다
PLC Input, Sensor Signal과 Control Circuit은 UL 508A에서 별도 Wiring Rule을 적용한다. 따라서 "UL 제품은 모든 내부배선을 AWG#14 이상 사용해야 한다"는 해석은 틀리다.
전원배선과 Signal Wiring을 회로기능으로 먼저 분리하는 이유다.
5. Ampacity는 전선이 열을 견딜 수 있는 전류다
전류가 흐르면 도체저항 때문에 I²R Loss가 발생한다.
같은 Cable이라도 허용전류는 Insulation Temperature Rating, Ambient Temperature, 배선방법, Bundle과 Terminal Rating에 따라 달라진다.
6. 전압강하는 저전압 DC System에서 특히 중요하다
48V Motor Power나 24V Control Power는 Cable Voltage Drop의 비율이 AC 220V보다 크게 보인다.
Load까지 5m라면 Current는 + Cable과 - Cable을 왕복하므로 저항계산에는 총 10m가 들어간다.
7. 24V에서 1V Drop은 작지 않다
24V System에서 1V가 떨어지면 Load에는 23V가 들어간다. Solenoid, Brake, IPC DC/DC Input처럼 순간전류가 큰 Load에서는 Start 시 Voltage가 더 내려갈 수 있다.
그래서 "허용전류는 충분한데 장비를 켜면 Reset된다"면 Cable Drop과 Connector Resistance를 같이 본다.
8. 연속전류와 Peak Current를 분리한다
Motor, Brake, Solenoid, DC/DC Converter는 Start 순간 연속전류보다 큰 Current를 요구한다. Cable은 Thermal 관점에서는 연속전류가 중요하지만 Voltage Drop과 Fuse 동작에는 Peak Current도 영향을 준다.
9. Bundle Derating도 놓치지 않는다
여러 전원 Cable을 한 Cable Carrier나 Conduit 안에 묶으면 각 Cable이 발생시킨 열이 빠져나가기 어렵다. 같은 전선도 단독배선보다 허용전류를 낮게 잡는다.
10. 전선보다 Connector가 먼저 한계가 되는 경우도 많다
AWG#6 Cable을 골라도 Connector Contact가 AWG#10까지만 지원하면 연결할 수 없다. Contact Current Rating, Wire Range, Crimp Tool과 Temperature Rise를 함께 본다.
11. Fuse는 Cable을 보호하는 방향으로 선정한다
Fuse가 Load만 보호한다고 생각하기 쉽지만 Branch Cable의 과전류 보호도 핵심이다. Cable Ampacity보다 지나치게 큰 Fuse를 사용하면 Short Circuit 시 Cable이 먼저 손상될 수 있다.
규격에서는 Load Type과 Branch Circuit 조건에 따라 별도 Sizing Rule이 있으므로 단순 Current × 1.25 하나로 모든 회로를 정하지 않는다.
12. Motor Cable은 Average Current만 보면 안 된다
PWM Drive Output은 Pulsed Current와 Switching Noise가 흐른다. Cable Current Rating뿐 아니라 Insulation Voltage, Shield, Flexing Rating과 Motor 이동조건까지 본다.
13. 이동부 Cable은 정적배선과 다르다
Robot Cable Carrier 안에서 반복 굴곡되는 Cable은 Conductor Strand Structure와 Minimum Bend Radius가 중요하다. 같은 AWG라도 일반 Panel Wire와 Continuous Flex Cable의 수명이 다르다.
14. 색상도 설계정보다
DC Power를 모두 Black Cable로 만들면 조립은 가능하지만 Service와 Fault Finding이 어려워진다. Panel과 Machine Standard에 맞춰 +DC, 0V, PE를 일관되게 식별하는 것이 좋다.
15. 선정 예시는 순서가 중요하다
16. Cable 선정 Checklist
- Power Circuit과 Control Circuit 구분
- UL 508A 적용 시 Power Circuit 최소 AWG#14 기준
- 연속전류와 Peak Current
- Insulation Temperature Rating
- Ambient와 Bundle Derating
- 배선 왕복길이와 Voltage Drop
- Connector Wire Range
- Fuse 또는 Breaker Rating
- Flexing 여부와 Bend Radius
- 배선 색상과 식별
전선 굵기는 "몇 A니까 몇 SQ" 한 줄로 정하지 않는다. Power Circuit인지 먼저 구분하고 규격 Minimum, Ampacity, Voltage Drop, Temperature, Connector와 Fuse를 순서대로 본다. UL 508A Panel의 일반 Power Circuit 내부배선은 전류가 작더라도 AWG#14가 기본 최소선이다.
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