전압

전압(電壓, voltage)은 전기회로에서 전하를 이동시키는 에너지이자 전기회로상 두 점 사이의 전하의 차이를 뜻한다. 전압의 단위는 볼트(V)로 1kV = 1,000V, 1V = 1,000mV이다.

개요

전압은 일정한 전기장에서 단위 전하를 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 데 에너지이다. 또한 전기를 띈 입자가 다른 입자들에 힘을 작용할 수 있는 공간을 전기장이라고 한다. 이러한 전기장에서 전기 입자들이 움직일 때 힘을 받기 때문에 이동하는 데 에너지나 힘이 필요하다.

원리

압력은 어떠한 물체에 전하를 많이 담아두면 같은 종류의 전하끼리 반발력이 작용하여 될 수 있으면 다른 전하가 있는 쪽으로 또는 전하가 없거나 적은 쪽으로 이동하려는 전기적인 압력이 생기는데 이때의 전기적인 압력이다. 따라서 전하가 없는 곳은 0 전위가 된다. 물이 담긴 A, B의 그릇을 파이프로 연결하면 물은 수위가 높은 곳에서 낮은 쪽으로 흐르게 되는데 물이 흐르는 세기는 용기 A, B의 수위 차, 즉 수압에 의해 결정된다. 배선을 통하여 양전하 A가 음전하 B를 향해 전류가 흐르는 것은 A에서 B를 향해 어느 크기의 전기적 압력이 가해졌다고 생각할 수 있다. 이 전기적 압력을 전압이라고 하며 1V란 1Ω의 도체에 1A의 전류를 흐르게 할 수 있는 전기적인 압력을 의미한다. 일정량의 전하가 이동할지라도 전압이 높으면 높을수록 전하가 하는 일의 양이 비례하여 더 많아지므로 전압의 크기는 일정량의 전하가 하는 일의 양으로서 정하고 있다. 또한, 전위차인 V가 발생하면 이때 생기는 위치에너지로 인해 압력이 발생하는데, 전하가 이동하는 I과 이 이동을 방해하는 저항 성분인 R을 통해 V=I*R의 공식을 성립하게 된다. 더불어 도체의 내부에 전위차인 전압을 만들고 전하를 이동하여 전류를 통하게 하는 원동력인 기전력은 전압과 정반대의 개념이다.

전압 체계

2021년, 3년의 유예기간 끝에 국내 전기설비 규정이 변화되고 전기설비기준의 국제화와 신기술 도입 등에 능동적으로 대처하기 위해 2021년 1월 1일부로 한국 전기 설비 규정(KEC, Korea Electro-technical Code)이 도입되었다. IEC 국제표준과는 다르게 운영되던 규제사항을 해소하고 환경 변화에 따른 안전성과 신뢰성을 높이려는 목적으로 이 규정의 주요 내용은 전압 체계 규정, 전선 색상 식별 규정, 접지 시설 규정 등이 있는데, 가장 핵심은 전압 체계의 변화이다. 우리나라는 1974년에 편성된 전압 체계로 저압 DC 750V 이하/ AC 600V 이하, 고압 DC 750V 초과 7,000V 이하/ AC 600V 초과 7,000V 이하, 특고압 7,000V 초과로 범위가 설정되어 있었다. 하지만 바뀐 전압 체계는 저압 DC 1,500V 이하/ AC 1,000V 이하, 고압 DC 1,500V 초과 7,000V 이하/ AC 1,000V 초과 7,000V 이하, 특고압 7,000V 초과이다. 눈에 띄는 것이 바로 저압과 고압의 경계가 변경되었다는 것으로 정확히 그 경계가 늘어나 저압 범위가 확대되었다. 그동안 고압으로 분류된 DC 750~1,500V, AC 600~1,000V 범위가 저압으로 분류된다. 과거 발전설비가 고압으로 분류될 경우, 이에 맞는 시험과 인증을 별도로 받아야 하고 계약조건도 까다로웠고 신재생에너지 관련 중소업체들은 기존 저압 범위 내에서만 사업을 추진해야 했다. 하지만 저압 설비를 통해서도 발전효율을 올릴 수 있으며, 시설비용과 중복시험에 대한 시간과 비용을 줄일 수 있게 되었다. 신재생에너지 관련 중소기업의 경쟁력 향상과 더불어 국내 신재생에너지 발전사업의 활성화를 기대할 수 있고 또한, 국제표준에 따른 전압 구분으로 인해 국내 업체의 해외시장 진출 확대와 그에 따른 기술개발을 도모할 수 있게 되었다.

종류

저압

저압은 낮은 전압을 말하며, 직류는 1500V 이하, 교류는 1000V 이하로 정해져 있다. 인간에 대한 위험성과 건물이나 공장의 400V급 배전 전압 등의 실용성에서 전압의 종별이 정해지고 있다. 일반적으로 사용하는 가전제품이나 가정용 전기는 모두 저압에 속한다.

주택용 저압 전기요금

하계용			기타계절
구간	기본요금(원/호)	전력량 요금(원/kWh)	구간	기본요금(원/호)	전력량 요금(원/kWh)
300kWh 이하 사용	910	88.3	200kWh 이하 사용	910	88.3
301~450kWh	1,600	182.9	201~400kWh	1,600	182.9
450kWh 초과	7,300	275.6	400kWh 초과	7,300	275.6

일반용 저압 전기요금

기본요금(원/kW)	전력량 요금(원/kWh)
	여름철(6~8월)	봄·가을철(3~5,9~10월)	겨울철(11~2월)
6,160	100.7	60.2	87.3

전기자동차 저압 충전 전기요금

기본요금(원/kW)	전력량 요금(원/kWh)
	시간대	여름철(6~8월)	봄·가을철(3~5,9~10월)	겨울철(11~2월)
2,390	경부하	52.6	53.7	75.7
	중간부하	140.3	65.5	123.2
	최대부하	227.5	70.4	185.8

산업용 저압 전기요금

기본요금(원/kW)	전력량 요금(원/kWh)
	여름철(6~8월)	봄·가을철(3~5,9~10월)	겨울철(11~2월)
5,550	76.0	54.2	74.3

교육용 저압 전기요금

기본요금(원/kW)	전력량 요금(원/kWh)
	여름철(6~8월)	봄·가을철(3~5,9~10월)	겨울철(11~2월)
5,230	91.9	54.7	79.1

고압

고압은 600V~7000V의 교류 또는 750V~7000V의 직류전압을 의미한다. 지하철, KTX의 전원이 약 3,000V로 고압 영역에 속한다.

주택용 고압 전기요금

하계용			기타계절
구간	기본요금(원/호)	전력량 요금(원/kWh)	구간	기본요금(원/호)	전력량 요금(원/kWh)
300kWh 이하 사용	730	73.3	200kWh 이하 사용	730	73.3
301~450kWh	1,260	142.3	201~400kWh	1,260	142.3
450kWh 초과	6,060	210.6	400kWh 초과	6,060	210.6

일반용 고압 전기요금

구분		기본요금(원/kW)	전력량 요금(원/kWh)
			여름철(6~8월)	봄·가을철(3~5,9~10월)	겨울철(11~2월)
고압A	선택Ⅰ	7,170	110.9	66.9	98.6
	선택Ⅱ	8,230	106.9	62.6	93.3
고압B	선택Ⅰ	7,170	108.8	65.8	95.6
	선택Ⅱ	8,230	103.5	60.5	90.3

산업용 고압 전기요금

구분		기본요금(원/kW)	전력량 요금(원/kWh)
			여름철(6~8월)	봄·가을철(3~5,9~10월)	겨울철(11~2월)
고압A	선택Ⅰ	7,170	110.9	66.9	98.6
	선택Ⅱ	8,230	106.9	62.6	93.3
고압B	선택Ⅰ	7,170	108.8	65.8	95.6
	선택Ⅱ	8,230	103.5	60.5	90.3

교육용 고압 전기요금

구분		기본요금(원/kW)	전력량 요금(원/kWh)
			여름철(6~8월)	봄·가을철(3~5,9~10월)	겨울철(11~2월)
고압A	선택Ⅰ	5,550	91.6	54.8	77.6
	선택Ⅱ	6,370	87.1	50.4	73.1
고압B	선택Ⅰ	5,550	90.9	54.4	76.8
	선택Ⅱ	6,370	86.4	49.9	72.3

특고압

특고압은 7,000V 이상의 직류 또는 교류 전압을 의미하며, 발전소에서 공급되는 전기가 약 500kV로 특고압 영역에 속한다. 특고압의 전기기계기구는 취급자 이외의 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없도록 시설하여야 한다. 다만, 접촉에 의한 위험의 우려가 없는 경우에는 해당되지 않는다. 특고압의 개폐기. 차단기, 피뢰기 그 밖에 이와 유사한 기구로서 동작할 때에 아크가 생기는 것은 화재의 우려가 없도록 목제의 벽 또는 천정 기타 가연성 구조물 등으로부터 이격하여 시설하여야 한다. 또한 발전소 등 공중이 출입하지 않는 장소에 시설하는 경우, 혼촉 방지 조치가 되어 있는 등 위험의 우려가 없는 경우, 특고압측의 권선과 저압측의 권선이 혼촉하였을 경우 자동적으로 전로가 차단되는 장치의 시설 그 밖의 적절한 안전조치가 되어 있는 경우는 특고압을 직접 저압으로 변성하는 변압기는 다음 각 호 어느 하나에 해당하는 경우에 시설할 수 있다. 더불어 특고압의 전기설비는 그 손상으로 인하여 전기사업자의 원활한 전기공급에 지장을 주지 아니하도록 시설하여야 하며 특고압 가공전선로에서 발생하는 극저주파 전자계는 지표상 1m에서 전계가 3.5kV/m 이하, 자계가 83.3μT 이하가 되도록 시설하는 등 상시 정전유도 및 전자유도 작용에 의하여 사람에게 위험을 줄 우려가 없도록 시설하여야 한다. 더불어 특고압의 변압기 또는 조상설비에는 그 전기기계기구를 현저하게 손상할 우려가 있거나 전기사업에 관련된 전기의 원활한 공급에 지장을 줄 우려가 있는 이상이 그 전기기계기구에 생겼을 경우에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설하고 그 밖에 적절한 조치를 하여야 한다.

참고자료

• 〈전압〉, 《네이버 지식백과》
• 수레닷컴, 〈전압과 기전력〉, 《수레닷컴》, 2018-10-08
• 친절한, 〈전압(電壓, Voltage)에 대하여 서술한 내용〉, 《티스토리》, 2019-07-22
• 한국전력공사㈜, 〈저압과 고압의 경계는 몇 볼트일까?〉, 《한국전력공사 공식 블로그》, 2020-09-11
• 〈저압〉, 《네이버 지식백과》
• 〈전압 (Voltage,電壓)〉, 《코코아팹》
• 한국전력공사 사이버지점 공식 홈페이지 - https://home.kepco.co.kr/kepco/main.do
• 산업통상자원부, 〈전기설비기술기준〉, 《국가법령정보센터》, 2014-01-16

같이 보기

• 전기
• 볼트

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