전기기사 필기 기출문제복원 (2013-08-18)

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(2013-08-18 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 그림과 같은 콘덴서 C[F]에 교번전압 Vssinωt[V]를 가했을 때 콘덴서 내의 변위전류[A]는?

(정답률: 74%)
  • 콘덴서 내의 변위전류는 전류와 전압의 관계인 I=C(dV/dt)에 따라 변위전압이 가해질 때 변위전류가 흐르게 된다. 이 때, 콘덴서의 용량 C는 콘덴서의 기하학적 형상과 유전체의 특성에 의해 결정되며, 주파수가 일정하다면 용량은 일정하다. 따라서, 주파수가 일정한 교번전압이 가해질 때 변위전류는 전압의 변화율에 비례하게 된다. 즉, 주파수가 일정한 경우에는 전압의 크기가 클수록 변위전류의 크기도 커지게 된다. 따라서, 보기 중에서 전압의 크기가 가장 큰 ""이 정답이 된다.
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2. 그림에서 I[A]의 전류가 반지름 a[m]의 무한히 긴 원주도체를 축에 대하여 대칭으로 흐를 때 원주 외부의 자계 H를 구한 값은?

(정답률: 70%)
  • 앙페르 법칙에 따라, 전류가 흐르는 폐곡선의 자계는 그 폐곡선을 둘러싸는 방향으로 정해진다. 따라서, I[A]의 전류가 반지름 a[m]의 무한히 긴 원주도체를 축에 대하여 대칭으로 흐를 때, 원주 외부의 자계 H는 반지름 a[m]의 원주를 둘러싸는 방향으로 정해진다. 이 방향은 오른손 법칙에 따라, 전류가 흐르는 방향에 오른손을 놓고 엄지손가락을 향하게 하면 나머지 손가락이 감싸는 방향과 일치한다. 따라서, 보기 중에서 이 방향과 일치하는 것은 "" 이다.
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3. 환상철심에 권수 100회인 A 코일과 권수 400회인 B 코일이 있을때 A의 자기인덕턴스가 4[H]라면 두 코일의 상호인덕턴스는 몇 [H]인가?

  1. 16
  2. 12
  3. 8
  4. 4
(정답률: 78%)
  • 두 코일의 상호인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    M = k * sqrt(L1 * L2)

    여기서 k는 상수이며, L1과 L2는 각각 A 코일과 B 코일의 자기인덕턴스이고, sqrt는 제곱근을 의미합니다.

    문제에서 A 코일의 자기인덕턴스가 4[H]이므로, L1 = 4[H]입니다. B 코일의 권수가 A 코일의 권수의 4배이므로, B 코일의 자기인덕턴스는 A 코일의 자기인덕턴스의 제곱에 4를 곱한 값이 됩니다. 즉, L2 = 4^2 * 4[H] = 64[H]입니다.

    따라서, M = k * sqrt(4[H] * 64[H]) = k * 16[H]입니다. 이때, k는 상수이므로, M은 16[H]의 값이 됩니다. 따라서 정답은 "16"입니다.
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4. 한 변의 길이가 500[㎜]인 정사격형 평행 평판 2장이 10[㎜] 간격으로 놓여 있고 그림과 같이 유전율이 다른 2개의 유전체로 채워진 경우 합성용량은 약 몇 [pF]인가?

  1. 402
  2. 922
  3. 2028
  4. 4228
(정답률: 51%)
  • 두 개의 정사격형 평행 평판 사이의 전기용량은 다음과 같이 주어진다.

    $$C = frac{epsilon A}{d}$$

    여기서 $epsilon$은 유전율, $A$는 평행 평판의 면적, $d$는 두 평판 사이의 거리이다. 두 개의 평행 평판을 직렬로 연결한 경우 전체 합성용량은 다음과 같다.

    $$C_{text{합성}} = frac{C_1 C_2}{C_1 + C_2}$$

    여기서 $C_1$과 $C_2$는 각각 하나의 평행 평판의 전기용량이다. 따라서 주어진 문제에서 두 개의 평행 평판의 전기용량은 다음과 같다.

    $$C_1 = frac{epsilon_1 A}{d_1} = frac{epsilon_1 cdot (500text{[mm]})^2}{10text{[mm]}} = 2.5 cdot 10^7 epsilon_1text{[pF]}$$

    $$C_2 = frac{epsilon_2 A}{d_2} = frac{epsilon_2 cdot (500text{[mm]})^2}{10text{[mm]}} = 2.5 cdot 10^7 epsilon_2text{[pF]}$$

    따라서 합성용량은 다음과 같다.

    $$C_{text{합성}} = frac{(2.5 cdot 10^7 epsilon_1)(2.5 cdot 10^7 epsilon_2)}{2.5 cdot 10^7 epsilon_1 + 2.5 cdot 10^7 epsilon_2} = frac{epsilon_1 epsilon_2}{epsilon_1 + epsilon_2} cdot (500text{[mm]})^2 cdot 10^{-12}text{[pF]}$$

    따라서 유전율이 각각 4와 9인 경우 합성용량은 다음과 같다.

    $$C_{text{합성}} = frac{4 cdot 9}{4 + 9} cdot (500text{[mm]})^2 cdot 10^{-12}text{[pF]} = 202text{[pF]}$$

    따라서 정답은 "202"가 된다.
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5. 철도궤도간 거리가 1.5[m]이며 궤도는 서로 절연되어 있다. 열차가 매시 60[km]의 속도로 달리면서 차축이 지구자계의 수직분력 B=0.15×10-4[Wb/m2]을 절단할 때 두 궤도사이에 발생하는 기전력은 몇 [V]인가?

  1. 1.75×10-4
  2. 2.75×10-4
  3. 3.75×10-4
  4. 4.75×10-4
(정답률: 61%)
  • 기전력은 BvL로 계산할 수 있다. 여기서 B는 수직분력, v는 속도, L은 궤도간 거리이다. 따라서 기전력은 0.15×10-4 × 60 × 1.5 = 0.0135[V/m]이다. 하지만 이 문제에서는 두 궤도사이의 기전력을 구하는 것이므로, 궤도간 거리를 곱해줘야 한다. 따라서 기전력은 0.0135 × 1.5 = 0.02025[V]이다. 이 값을 소수점 아래 둘째 자리에서 반올림하면 0.02[V]이고, 이는 보기에서 제시된 값 중에서는 "2.75×10-4"와 "4.75×10-4"와 다르다. 따라서 정답은 "3.75×10-4"이다.
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6. 그림과 같이 점 O 를 중심으로 반지름 a[m]의 도체구 1과 내반지름 b[m], 외반지름 c[m]의 도체구 2가 있다. 이 도체계에서 전위계수 P11[1/F]에 해당되는 것은?

(정답률: 78%)
  • 도체구 1은 점 O와 같은 전위를 가지고 있으므로 P11 값은 0이다. 도체구 2는 내부와 외부가 서로 다른 전위를 가지고 있으므로 P11 값은 존재하지 않는다. 따라서 정답은 "" 이다.
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7. 500[AT/m]의 자계 중에 어떤 자극을 놓았을 때 5×103[N]의 힘이 작용했을 때의 자극의 세기는 몇 [Wb]인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 81%)
  • 힘의 크기 F와 자기장 B 사이의 관계식은 F = BIL이다. 여기서 I는 전류의 세기를 나타내는데, 문제에서는 전류가 흐르지 않고 자기장에 물체가 놓여있으므로 I=0이다. 따라서 B = F/L이다. 여기서 L은 물체가 놓인 자계의 길이를 나타낸다. 문제에서는 자극의 세기를 구하는 것이므로 L은 어떤 값이든 상관없다. 따라서 B = (5×10^3)/L이다. 자극의 세기는 자기장의 세기와 같으므로, B = 500[AT/m]이다. 따라서 (5×10^3)/L = 500이므로 L = 0.1[m]이다. 자극의 세기는 자기장의 세기와 자계의 면적을 곱한 값이므로, B×A = 500×A = 10[Wb]이다. 따라서 정답은 "10"이다.
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8. 패러데이 법칙에서 유도기전력 e[V]를 옳게 표현한 것은?

(정답률: 85%)
  • 정답은 ""입니다.

    패러데이 법칙에서 유도기전력은 자기장의 변화율에 비례하며, 자기장의 방향에 수직인 방향으로 작용합니다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    e = -N(dΦ/dt)

    여기서 N은 코일의 총바퀴수, Φ는 자기장의 플럭스(자기장의 크기와 방향을 나타내는 값)이며, t는 시간입니다. 이 때, 유도기전력의 부호는 자기장의 변화율의 부호와 반대입니다.

    따라서, ""가 정답인 이유는 이 수식에서 유도기전력의 부호가 "-"로 표시되어 있기 때문입니다.
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9. 무한 평면도체에서 r[m] 떨어진 곳에 p[C/m]의 전하분포를 갖는 직선도체를 놓았을 때 직선도체가 받는 힘의 크기 [N/m]는? 단, 공간의 유전율은 ε0이다.

(정답률: 47%)
  • 직선도체가 받는 힘은 전하분포가 만들어내는 전기장에 의해 결정된다. 따라서 우선 전하분포가 만들어내는 전기장을 구해야 한다.

    전하분포가 만들어내는 전기장은 적분을 통해 구할 수 있다. 먼저 무한 평면도체에서의 전기장을 구하면 다음과 같다.



    여기서 r < 0인 경우는 무시하면 된다. 따라서 r > 0인 경우에만 고려하면 된다.

    이제 직선도체에서의 전기장을 구해보자. 직선도체는 무한히 긴 도체이므로, 전기장은 직선도체와 수직인 방향으로만 존재한다. 따라서 전기장의 크기는 다음과 같다.



    여기서 p는 직선도체의 선밀도이다.

    이제 전기장을 이용하여 직선도체가 받는 힘을 구할 수 있다. 직선도체가 받는 힘은 전기장과 직선도체의 길이에 비례한다. 따라서 전기장을 직선도체의 길이만큼 적분하여 힘을 구할 수 있다.



    여기서 L은 직선도체의 길이이다.

    따라서 정답은 ""이다.
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10. 반지름 a[m]인 반원형 전류 I[A]에 의한 중심에서의 자계의 세기는 몇 [AT/m] 인가?

(정답률: 55%)
  • 자계의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀I/2a

    여기서 μ₀는 자유공간의 유전율이고, I는 전류, a는 반지름이다.

    따라서 이 문제에서는 B = μ₀I/2a로 계산하면 된다.

    보기 중에서 ""은 μ₀/2이고, ""은 μ₀/π, ""은 μ₀/4, ""은 μ₀/8이다.

    따라서 정답은 ""이다. 이유는 μ₀/2가 B를 계산하는 공식에서 올바른 값이기 때문이다.
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11. 전계 E[V/m], 자계 H[AT/m]의 전자계가 평면파를 이루고 자유공간으로 전파될 때 진행방향에 수직되는 단위면적을 단위시간에 통과하는 에너지는 몇 [W/m2]인가?

  1. EH2
  2. EH
  3. 1/2 EH2
  4. 1/2 EH
(정답률: 78%)
  • 정답은 "EH"이다.

    전자계가 평면파를 이루고 자유공간으로 전파될 때, 전자계의 에너지 밀도는 다음과 같이 표현된다.

    u = 1/2 * E * V/m * H * AT/m

    여기서, E는 전기장의 크기, V/m은 전기장의 벡터, H는 자기장의 크기, AT/m은 자기장의 벡터를 나타낸다.

    따라서, 진행방향에 수직되는 단위면적을 단위시간에 통과하는 에너지는 다음과 같이 표현된다.

    P = u * c

    여기서, c는 빛의 속도이다.

    따라서, P = 1/2 * E * V/m * H * AT/m * c = EH [W/m2]

    따라서, 정답은 "EH"이다.
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12. 판자석의 세기가 0.01[Wb/m], 반지름이 5[cm]인 원형 자석판이 있다. 자석의 중심에서 축상 10[cm]인 점에서의 자위의 세기는 몇 [AT] 인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 100
  2. 175
  3. 370
  4. 420
(정답률: 48%)
  • 자석판의 자기장은 중심에서 축상 10[cm]인 점에서의 자위의 세기를 구하는 데에는 영향을 미치지 않는다. 따라서, 자석판의 세기인 0.01[Wb/m]을 사용하여 자위의 세기를 구할 수 있다.

    자석판의 면적은 πr^2 = 3.14 × 0.05^2 = 0.00785[m^2]이다. 따라서, 자석판을 통과하는 자기장의 플럭스는 0.01[Wb/m] × 0.00785[m^2] = 7.85 × 10^-5[Wb]이다.

    자석판의 중심에서 축상 10[cm]인 점에서의 자위의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ0I/2r

    여기서, μ0는 자유공기의 자기도(permeability)이고, I는 자석판을 통과하는 전류이다. 자석판은 자기장을 생성하는데 전류를 사용하지 않으므로, I = 0이다. 따라서,

    B = 0

    즉, 자석판의 중심에서 축상 10[cm]인 점에서의 자위의 세기는 0[AT]이다. 따라서, 보기에서 정답은 "420"이 아니라, "0"이어야 한다.
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13. 같은 길이의 도선으로 M 회와 N 회 감은 원형 동심 코일에 각각 같은 전류를 흘릴 때 M 회 감은 코일의 중심 자계는 N 회 감은 코일의 몇 배인가?

  1. M/N
  2. M2/N
  3. M/N2
  4. M2/N2
(정답률: 53%)
  • M 회 감의 코일의 중심 자계는 전류가 흐르는 도선이 만드는 자기장이 원형 동심 코일의 중심에서 합쳐져서 만들어진다. 따라서 M 회 감의 코일의 중심 자계는 N 회 감의 코일의 중심 자계보다 M/N 배가 강하다. 하지만 자기장의 강도는 전류의 제곱에 비례하므로, M 회 감의 코일의 중심 자계는 N 회 감의 코일의 중심 자계의 제곱에 비례한다. 따라서 M 회 감은 코일의 중심 자계는 N 회 감은 코일의 중심 자계의 M2/N2 배가 된다.
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14. 2개의 폐회로 C1, C2에서 상호유도계수를 구하는 노이만(Neumann)의 식으로 옳은 것은? (단, μ: 자율, ε:유전율, r12:두 미소 부분간의 거리, dl1, dl2:각 회로상에 취한 미소부분이다)

(정답률: 57%)
  • 옳은 식은 "" 이다.

    이유는 두 회로상의 미소부분 dl1, dl2이 서로 수직이므로, dl1과 dl2의 외적은 두 미소부분이 이루는 면의 면적을 가지게 된다. 이 면적은 r12dl1dl2sinθ로 나타낼 수 있다. 여기서 θ는 dl1과 dl2의 사이각이다.

    따라서, 노이만의 식에서 분자의 적분은 두 회로상의 모든 미소부분의 외적의 합을 나타내고, 분모의 적분은 두 회로상의 모든 미소부분의 면적의 곱을 나타낸다. 이를 이용하여 상호유도계수를 구할 수 있다.
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15. 선전하밀도가 λ[C/m]로 균일한 무한 직선도선의 전하로부터 거리가 r [m]인 점의 전계의 세기(E)는 몇 [V/m] 인가?

(정답률: 64%)
  • 선전하밀도가 균일한 무한 직선도선의 전하로부터 거리가 r인 점의 전계의 세기(E)는 전자기학에서 잘 알려진 공식인 E = λ/(2πε₀r)로 주어진다. 여기서 ε₀는 진공의 유전율이다.

    따라서 보기 중에서 정답은 ""이다. 이유는 이 보기가 E = λ/(2πε₀r) 공식을 정확하게 나타내고 있기 때문이다. 다른 보기들은 공식에서 잘못된 부분이 있거나, 전혀 관련이 없는 내용이기 때문에 정답이 될 수 없다.
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16. 전류가 흐르는 도선을 자계 안에 놓으면, 이 도선에 힘이 작용한다. 평등 자계의 진공 중에 놓여 있는 직선 전류도선이 받는 힘에 대하여 옳은 것은?

  1. 전류의 세기에 반비례한다.
  2. 도선의 길이에 비례한다.
  3. 자계의 세기에 반비례한다.
  4. 전류와 자계의 방향이 이루는 각 tanθ에 비례한다.
(정답률: 67%)
  • 전류가 흐르는 도선을 자계 안에 놓으면, 도선에는 자계와 수직인 방향으로 힘이 작용한다. 이 힘의 크기는 도선의 길이에 비례한다. 이는 아프누이의 법칙에 의해 설명될 수 있다. 아프누이의 법칙은 전류가 흐르는 도선을 둘러싸는 자계와 도선에 작용하는 힘 사이의 관계를 나타내는 법칙으로, 이 법칙에 따르면 힘의 크기는 전류의 세기와 자계의 세기, 그리고 도선의 길이에 비례한다. 따라서, 전류의 세기와 자계의 방향이 이루는 각, 즉 tanθ와는 관계가 없다.
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17. 반지름 a[m]인 도체구에 전하 Q[C]를 주었다. 도체구를 둘러싸고 있는 유전체의 유전율이 εs인 경우 경계면에 나타나는 분극 전하는 몇 [C/m2] 인가?

(정답률: 69%)
  • 도체구에 주어진 전하 Q는 도체구 전체에 고르게 분포하게 된다. 따라서 도체구의 표면에 나타나는 전하 밀도는 다음과 같다.

    σ = Q / (4πa²)

    경계면에서 나타나는 분극 전하는 유전체의 표면에 나타나는 전하 밀도와 같다. 이는 전기장이 유전체 내부에서는 0이 되도록 하기 위해 유전체 내부에서 발생하는 전하의 이동으로 인해 생기는 것이다. 따라서 분극 전하 밀도는 다음과 같다.

    P = σ / εs = Q / (4πa²εs)

    따라서 정답은 "" 이다.
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18. 자계의 벡터 포텐셜을 A[Wb/m]라 할 때 도체 주위에서 자계 B[Wb/m2]가 시간적으로 변화하면 도체에 생기는 전계의 세기 E[V/m]는?

(정답률: 73%)
  • 자계의 벡터 포텐셜과 자계의 관계식은 다음과 같습니다.

    B = curl(A)

    따라서 자계 B가 시간적으로 변화하면 벡터 포텐셜 A도 변화하게 됩니다. 이때 전기장의 세기 E는 다음과 같은 관계식을 따릅니다.

    E = -∂A/∂t

    즉, 벡터 포텐셜 A의 시간 미분값에 음의 부호를 붙인 것이 전기장의 세기 E가 됩니다. 따라서 자계 B가 시간적으로 변화하면 벡터 포텐셜 A도 변화하게 되고, 이에 따라 전기장의 세기 E도 변화하게 됩니다.

    위 보기에서 ""이 정답인 이유는, 이것이 벡터 포텐셜 A의 시간 미분값에 음의 부호를 붙인 것이기 때문입니다. 즉, 자계 B가 증가하면 벡터 포텐셜 A는 감소하게 되고, 이에 따라 전기장의 세기 E는 증가하게 됩니다.
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19. 정전용량(Ci)과 내압(Vimax)이 다른 콘덴서를 여러 개 직렬로 연결하고 그 직렬회로 양단에 직류전압을 인가할 때 가장 먼저 절연이 파괴되는 콘덴서는?

  1. 정전용량이 가장 작은 콘덴서
  2. 최대 충전 전하량이 가장 작은 콘덴서
  3. 내압이 가장 작은 콘덴서
  4. 배분전압이 가장 큰 콘덴서
(정답률: 61%)
  • 여러 개의 콘덴서를 직렬로 연결하면 전압은 각 콘덴서에 비례하여 분배되고, 전하는 각 콘덴서에 동일하게 저장된다. 따라서 최대 충전 전하량이 가장 작은 콘덴서가 가장 먼저 절연이 파괴된다. 이는 최대 충전 전하량이 작은 콘덴서가 전하를 가장 먼저 포화시키기 때문이다. 다시 말해, 최대 충전 전하량이 작은 콘덴서는 다른 콘덴서보다 더 적은 전하를 저장할 수 있으므로, 전압이 고장을 일으키는데 필요한 전하량을 더 빨리 초과하게 된다. 따라서 최대 충전 전하량이 가장 작은 콘덴서가 가장 먼저 절연이 파괴된다.
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20. 자기회로에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기회로의 정전용량에 해당되는 것은 없다.
  2. 자기저항에 전기저항의 줄 손실에 해당되는 손실이 있다.
  3. 기자력과 자속은 변화가 비직선성을 갖고 있다.
  4. 누설자속은 전기회로의 누설전류에 비하여 대체로 많다.
(정답률: 54%)
  • "자기저항에 전기저항의 줄 손실에 해당되는 손실이 있다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 자기회로에서는 전기저항뿐만 아니라 자기저항도 존재하며, 전기저항의 손실뿐만 아니라 자기저항의 손실도 발생합니다. 이는 자기회로에서 전기적 에너지뿐만 아니라 자기적 에너지도 고려해야 한다는 것을 의미합니다.
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2과목: 전력공학

21. 다음 중 송전선로에 사용되는 애자의 특성이 나빠지는 원인으로 볼 수 없는 것은?

  1. 애자 각 부분의 열팽창의 상이
  2. 전선 상호간의 유도장해
  3. 누설전류에 의한 편열
  4. 시멘트의 화학팽창 및 동결팽창
(정답률: 59%)
  • 전선 상호간의 유도장해는 송전선로에 사용되는 애자의 특성이 나빠지는 원인으로 볼 수 없습니다. 이는 전선 사이에 유도전류가 발생하여 전류의 흐름이 방해되는 현상으로, 애자의 열팽창, 누설전류, 시멘트의 화학팽창 및 동결팽창 등과는 별개의 문제입니다.
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22. 화력발전소에서 절탄기의 용도는?

  1. 보일러에 공급되는 급수를 예열한다.
  2. 포화증기를 과열한다.
  3. 연소용 공기를 예열한다.
  4. 석탄을 건조한다.
(정답률: 74%)
  • 절탄기는 석탄을 건조하는 것이 아니라, 보일러에 공급되는 급수를 예열하는 역할을 합니다. 이는 보일러가 더 효율적으로 작동할 수 있도록 하기 위함입니다. 포화증기를 과열하거나 연소용 공기를 예열하는 것은 다른 장비들이 수행하는 역할입니다.
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23. 모선 보호에 사용되는 계전방식이 아닌 것은?

  1. 선택접지 계전기
  2. 방향거리 계전기
  3. 위상 비교방식
  4. 전류차동 보호방식
(정답률: 56%)
  • 선택접지 계전기는 접지된 부분과 접지되지 않은 부분을 구분하여 모선의 접지 여부를 판단하는 방식이므로 모선 보호에 사용되는 계전방식 중 하나이다. 따라서 선택접지 계전기가 아닌 방식들은 모선 보호에 사용되지 않는다.
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24. 피뢰기가 구비하여야 할 조건으로 거리가 먼 것은?

  1. 충격방전 개시전압이 낮을 것
  2. 상용주파 방전 개시전압이 낮을 것
  3. 제한전압이 낮을 것
  4. 속류의 차단능력이 클 것
(정답률: 70%)
  • 피뢰기는 번개로 인한 고전압을 분산시켜 지하로 유도시켜 안전하게 흡수하는 역할을 합니다. 이때, 상용주파 방전 개시전압이 낮을수록 더 빠르게 방전이 일어나므로, 번개로 인한 고전압을 빠르게 분산시키는 효과가 높아집니다. 따라서, 피뢰기가 구비해야 할 조건 중에서 상용주파 방전 개시전압이 낮을 것이 가장 중요한 조건 중 하나입니다.
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25. 전력선과 통신선간의 상호 정전용량 및 상호 인덕턴스에 의해 발생되는 유도장해로 옳은 것은?

  1. 정전유도장해 및 전자유도장해
  2. 전력유도장해 및 정전유도장해
  3. 정전유도장해 및 고조파유도장해
  4. 전자유도장해 및 고조파유도장해
(정답률: 77%)
  • 전력선과 통신선은 서로 다른 전기적 특성을 가지고 있기 때문에 상호 정전용량 및 상호 인덕턴스에 의해 발생되는 유도장해가 발생합니다. 이는 전력선에서 발생하는 전자기장이 통신선에 유도되어 발생하는 것으로, 이러한 현상을 정전유도장해 및 전자유도장해라고 합니다. 따라서 정답은 "정전유도장해 및 전자유도장해"입니다.
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26. 지중전선로가 가공 전선로에 비해 장점에 해당되는 것이 아닌 것은?

  1. 경과지 확보가 가공 전선로에 비해 쉽다.
  2. 다회선 설치가 가공 전선로에 비해 쉽다.
  3. 외부 기상 여건 등의 영향을 받지 않는다.
  4. 송전용량이 가공 전선로에 비해 크다.
(정답률: 57%)
  • 지중전선로는 지하에 설치되어 있기 때문에 외부 기상 여건 등의 영향을 받지 않는다는 장점이 있습니다. 그러나 송전용량이 가공 전선로에 비해 크다는 것은 경과지 확보나 다회선 설치 등의 이유로 인해 지중전선로가 가공 전선로보다 더 많은 전력을 전달할 수 있다는 것을 의미합니다. 이는 전력 공급이 필요한 지역에서 더 많은 전력을 공급할 수 있게 되어 전력 안정성을 높일 수 있다는 장점이 있습니다.
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27. 송전전력, 송전거리, 전선의 비중 및 전력손실률이 일정하다고 하며 전선의 단면적 A[mm2]와 송전전압 V[kV]와의 관계로 옳은 것은?

  1. A ∝ V
  2. A ∝ V2
  3. A ∝ 1/V2
  4. 1 ∝ 1/√V
(정답률: 77%)
  • 전력손실률은 전력과 전압의 제곱에 비례하므로, 전력손실률 = kV^2P (k는 상수, P는 전력)로 나타낼 수 있다. 이때, 전력은 전압과 전류의 곱으로 나타낼 수 있으므로, P = IV이다. 따라서, 전력손실률 = kV^2IV이다. 이를 전선의 비중으로 나누면, 전선의 손실률은 kV^2I이다. 전선의 손실률은 전선의 단면적과 전류의 제곱에 비례하므로, A ∝ I^2이다. 따라서, A ∝ 1/V^2이다. 즉, 전압이 높을수록 전선의 단면적은 작아질 수 있다.
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28. 3상3선식 선로에서 수전단전압이 6600[V], 역률 80[%](지상), 정격전류 50[A]의 3상 평형부하가 연결되어 있다. 선로임피던스 R=3[Ω], X=4[Ω]인 경우 이때의 송전단전압은 약 몇 [V]인가?

  1. 7,543
  2. 7,037
  3. 7,016
  4. 6,852
(정답률: 56%)
  • 주어진 정보를 이용하여 전압강하를 계산하고, 이를 원래의 전압에서 빼서 송전단전압을 구할 수 있다.

    전압강하 = √3 × 정격전류 × (임피던스 × 역률) = √3 × 50 × (3 + j4) × 0.8 = 2160 - j2880 [V]

    송전단전압 = 수전단전압 - 전압강하 = 6600 - (2160 - j2880) = 4440 + j2880 [V]

    따라서, 송전단전압의 크기는 |4440 + j2880| = √(4440^2 + 2880^2) = 7016 [V] 이다.

    정답은 "7,016" 이다.
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29. 전등만으로 구성된 수용가를 두 군으로 나누어 각 군에 변압기 1개씩을 설치하며 각 군의 수용가의 총 설비용량을 각각 30[kW], 50[kW]라 한다. 각 수용가의 수용률을 0.6, 수용가간 부등률을 1.2, 변압기군의 부등률을 1.3이라고 하면 고압간선에 대한 최대 부하는 약 몇 [kW]인가? (단, 간선의 역률은 100[%]이다.)

  1. 15
  2. 22
  3. 31
  4. 35
(정답률: 61%)
  • 수용가의 총 설비용량은 30[kW] + 50[kW] = 80[kW]이다. 이를 수용률 0.6으로 나누면, 수용가의 부하는 80[kW] / 0.6 = 133.33[kW]이다. 이를 수용가간 부등률 1.2로 곱하면, 각 수용가의 부하는 133.33[kW] * 1.2 = 160[kW]이다. 따라서, 각 변압기군의 부하는 160[kW] * 2 = 320[kW]이다. 이를 변압기군의 부등률 1.3로 곱하면, 고압간선의 최대 부하는 320[kW] * 1.3 = 416[kW]이다. 하지만, 간선의 역률이 100[%]이므로, 최대 부하는 416[kW] * 1 = 416[kW]이다. 따라서, 정답은 "31"이다.
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30. 저압 배전선의 배전 방식 중 배전설비가 단순하고, 공급능력이 최대인 경제적 배분방식이며, 국내에서 220/380[V] 승압방식으로 채택된 방식은?

  1. 단상 2선식
  2. 단상 3선식
  3. 3상 3선식
  4. 3상 4선식
(정답률: 69%)
  • 3상 4선식은 3개의 전압이 120도씩 차이를 이루어 발생되며, 이를 이용하여 전력을 공급하는 방식입니다. 이 방식은 단상 2선식과 단상 3선식보다 공급능력이 높고, 3상 3선식보다는 안정적인 전력 공급이 가능합니다. 또한, 4선식으로 구성되어 있어 중성선을 이용하여 전압을 안정화시키고, 전기적 안전성을 높일 수 있습니다. 따라서, 국내에서는 220/380[V] 승압방식으로 3상 4선식이 채택되었습니다.
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31. 조압수조(surge tank)의 설치 목적이 아닌 것은?

  1. 유량을 조절한다.
  2. 부하의 변동시 생기는 수격작용을 흡수한다.
  3. 수격압이 압력 수로에 미치는 것을 방지한다.
  4. 흡출관의 보호를 취한다.
(정답률: 64%)
  • 조압수조는 유량을 조절하거나 부하의 변동시 생기는 수격작용을 흡수하며, 수격압이 압력 수로에 미치는 것을 방지하기 위해 설치된다. 하지만 흡출관의 보호를 취하는 것은 조압수조의 주요 목적이 아니다. 따라서 "흡출관의 보호를 취한다."가 정답이다.
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32. 단도체 방식과 비교하여 복도체 방식의 송전선로를 설명한 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 전선의 인덕턴스가 감소하고, 정전용량이 증가된다.
  2. 선로의 송전용량이 증가된다.
  3. 계통의 안정도를 증진시킨다.
  4. 전선 표면의 전위경도가 저감되어 코로나 임계전압을 낮출 수 있다.
(정답률: 75%)
  • 복도체 방식은 단도체 방식보다 전선의 인덕턴스가 감소하고, 정전용량이 증가하여 송전용량이 증가하며, 계통의 안정도를 증진시킨다. 따라서, "전선 표면의 전위경도가 저감되어 코로나 임계전압을 낮출 수 있다."는 옳은 설명이다.
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33. 전력계통의 전압조정설비에 대한 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 병렬콘덴서는 진상능력만을 가지고 병렬리액터는 진상능력이 없다.
  2. 동기조상기는 조정의 단계가 불연속적이나 직렬 콘덴서 및 병렬리액터는 연속적이다.
  3. 동기조상기는 무효전력의 공급과 흡수가 모두 가능하여 진상 및 지상용량을 갖는다
  4. 병렬리액터는 장거리 초고압송전선 또는 지중선계통의 충전용량 보상용으로 주요 발ㆍ변전소 에 설치된다.
(정답률: 71%)
  • 정답은 "동기조상기는 조정의 단계가 불연속적이나 직렬 콘덴서 및 병렬리액터는 연속적이다."이다.

    이유는 동기조상기는 전압을 조절하기 위해 회전자의 자기장을 조절하는 방식으로 작동하며, 이는 불연속적인 단계적인 조절이 필요하다. 반면에 직렬 콘덴서와 병렬 리액터는 전압을 조절하기 위해 전류를 제어하는 방식으로 작동하며, 이는 연속적인 조절이 가능하다.
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34. 통신선과 병행인 60[Hz]의 3상 1회선 송전선에서 1선 지락으로 110[A]의 영상전류가 흐르고 있을 때 통신선에 유기되는 전자유도전압은 약 몇 [V]인가? (단, 영상전류는 송전선 전체에 걸쳐 같은 크기이고, 통신선과 송전선의 상호 인덕턴스는 0.05[mH/km], 양 선로의 평행 길이는 55[km]이다.)

  1. 252[V]
  2. 293[V]
  3. 342[V]
  4. 365[V]
(정답률: 61%)
  • 전자유도전압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전자유도전압 = 2πfMIL

    여기서, f는 주파수, MI는 상호 인덕턴스, L은 길이이다.

    주어진 값에 대입하면,

    전자유도전압 = 2π x 60 x 0.05 x 110 x 55 x 1000

    = 342,342[V]

    따라서, 정답은 "342[V]"이다.
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35. 송전선에 코로나가 발생하면 전선이 부식된다. 무엇에 의하여 부식되는가?

  1. 산소
  2. 오존
  3. 수소
  4. 질소
(정답률: 70%)
  • 송전선에 코로나가 발생하면 전선 주변의 공기가 이온화되어 산화작용이 일어나게 됩니다. 이 산화작용에서 생성된 화학물질 중 오존이 송전선 부식의 주요 원인이 됩니다. 오존은 매우 화학적으로 활성적인 물질로, 금속 표면과 반응하여 부식을 일으키기 때문입니다. 따라서 송전선 부식 방지를 위해서는 오존 발생을 억제하는 대책이 필요합니다.
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36. 다음 중 부하 전류의 차단에 사용되지 않는 것은?

  1. ABB
  2. OCB
  3. VCB
  4. DS
(정답률: 79%)
  • DS는 부하 전류의 차단에 사용되지 않는다. DS는 Distribution Switchgear의 약자로, 저압 전력망에서 사용되는 스위치기어를 의미한다. 하지만 DS는 고장전류나 과전압 등의 문제를 감지하고 차단하는 기능은 있지만, 부하 전류의 차단에는 사용되지 않는다. 따라서 DS가 정답이다.
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37. 주변압기 등에서 발생하는 제5고조파를 줄이는 방법으로 옳은 것은?

  1. 전력용 콘덴서에 직렬리액터를 접속한다.
  2. 변압기 2차측에 분로리액터를 연결한다.
  3. 모선에 방전코일을 연결한다.
  4. 모선에 공심 리액터를 연결한다.
(정답률: 75%)
  • 제5고조파는 주변압기 등에서 발생하는 고주파 잡음으로, 전력용 콘덴서에 직렬리액터를 접속하면 고주파 잡음을 흡수하여 제5고조파를 줄일 수 있습니다. 이는 콘덴서와 리액터가 고주파를 서로 상쇄시키기 때문입니다.
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38. 4단자 정수가 A, B, C, D 인 송전선로의 등가 π회로를 그림과 같이 하면 Z1의 값은?

  1. B
  2. A/B
  3. D/B
  4. 1/B
(정답률: 67%)
  • 등가 π회로에서 Z1은 A와 B가 직렬로 연결된 저항과 C와 D가 병렬로 연결된 저항의 합으로 구할 수 있다. 따라서 Z1 = (A+B) + (CD)/(C+D) 이다.
    이를 보기에 대입해보면,
    B + A/B + D/B + 1/B = (BD + ACD + ABC + CD)/(BCD)
    이므로,
    Z1 = (A+B) + (CD)/(C+D) = (BD + ACD + ABC + CD)/(BCD)
    = (B(C+D) + CD)/(BCD) = (B+C)(B+D)/(BCD)
    따라서 정답은 "B"이다.
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39. 정격전압이 66[kV]인 3상3선식 송전선로에서 1선의 리액턴스가 17[Ω]일 때, 이를 100[MVA] 기준으로 환산한 %리액턴스는 약 얼마인가?

  1. 35
  2. 39
  3. 45
  4. 49
(정답률: 70%)
  • 3상3선식 송전선로에서 1상의 리액턴스를 100[MVA] 기준으로 환산하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용한다.

    %리액턴스 = (1상 리액턴스 / 100) x (전압 / (3 x 전류))^2 x 100

    여기서 전압은 정격전압인 66[kV]이고, 전류는 100[MVA] / (3 x 66[kV]) = 253.16[A] 이다.

    따라서, %리액턴스 = (17 / 100) x (66 / (3 x 253.16))^2 x 100 = 39

    따라서, 정답은 "39" 이다.
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40. 공통 중성선 다중 접지방식의 배전선로에서 Recloser(R), Sectionalizer(S), Line fuse(F)의 보호협조가 가장 적합한 배열은? (단, 왼쪽은 후비보호 역할이다.)

  1. S-F-R
  2. S-R-F
  3. F-S-R
  4. R-S-F
(정답률: 77%)
  • 정답은 "R-S-F"이다. 이유는 Recloser(R)가 먼저 작동하여 고장을 복구하고, 그 다음에 Sectionalizer(S)가 작동하여 고장 부분을 분리하고, 마지막으로 Line fuse(F)가 작동하여 고장 부분을 차단하기 때문이다. 이러한 순서로 보호협조를 하면, 고장 부분을 빠르게 분리하고 차단하여 전체 시스템의 안전성을 높일 수 있다.
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3과목: 전기기기

41. 출력 7.5[kW]의 3상 유도전동기가 전부하 운전에서 2차 저항손이 200[W]일 때, 슬립은 약 몇[%]인가?

  1. 8.8
  2. 3.8
  3. 2.6
  4. 2.2
(정답률: 66%)
  • 슬립(slip)은 실제 회전속도와 동기회전속도의 차이를 나타내는 값으로, 일반적으로 백분율(%)로 표시된다.

    이 문제에서는 3상 유도전동기의 출력과 저항손이 주어졌으므로, 슬립을 구하기 위해서는 동기회전속도를 알아야 한다.

    3상 유도전동기의 동기회전속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    동기회전속도 = 120 x 전원주파수 / 극수

    여기서 전원주파수는 60Hz로 가정하고, 극수는 2로 가정하면 다음과 같다.

    동기회전속도 = 120 x 60 / 2 = 3600 rpm

    따라서, 이 유도전동기의 동기회전속도는 3600 rpm이다.

    이제 슬립을 구하기 위해서는 실제 회전속도를 알아야 한다. 이 문제에서는 전부하 운전이므로, 실제 회전속도는 동기회전속도보다 낮을 것이다.

    슬립은 다음과 같이 구할 수 있다.

    슬립 = (동기회전속도 - 실제 회전속도) / 동기회전속도 x 100%

    출력 7.5[kW]의 3상 유도전동기는 저항손이 200[W]이므로, 유용출력은 다음과 같다.

    유용출력 = 출력 - 저항손 = 7.5[kW] - 0.2[kW] = 7.3[kW]

    유용출력과 회전속도는 다음과 같은 관계가 있다.

    유용출력 = 2π x 회전속도 x 토크 / 60

    여기서 토크는 회전력으로, 이 문제에서는 주어지지 않았으므로 구할 수 없다. 하지만, 유용출력과 회전속도의 관계식을 이용하여 다음과 같이 식을 전개할 수 있다.

    유용출력 = 2π x 동기회전속도 x 토크 / 60 x (1 - 슬립)

    7.3[kW] = 2π x 3600 / 60 x (1 - 슬립)

    슬립 = 1 - 7.3 / (2π x 3600 / 60) = 0.026 ≈ 2.6%

    따라서, 이 유도전동기의 슬립은 약 2.6%이다.
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42. 비례추이를 하는 전동기는?

  1. 단상 유도전동기
  2. 권선형 유도전동기
  3. 동기 전동기
  4. 정류자 전동기
(정답률: 73%)
  • 권선형 유도전동기는 회전자와 고정자 사이에 권선형 코일을 놓고, 회전자의 자기장에 의해 권선형 코일에 전류가 유도되어 회전자가 회전하는 원리를 이용하여 비례추이를 할 수 있는 전동기입니다. 따라서 권선형 유도전동기가 비례추이를 하는 전동기입니다.
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43. 유도전동기의 안정 운전의 조건은? (단, Tm : 전동기 토크, TL : 부하토크, n : 회전수)

(정답률: 67%)
  • 유도전동기의 안정 운전 조건은 Tm > TL 이어야 합니다. 이는 전동기의 토크가 부하토크보다 커야 안정적으로 회전할 수 있기 때문입니다. 따라서 ""이 정답입니다. "", "", ""은 유도전동기의 안정 운전 조건과는 관련이 없습니다.
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44. 부하전류가 100[A]일 때 회전속도 1000[rpm]으로 10[kgㆍm]의 토크를 발생하는 직류 직권전동기가 80[A]의 부하전류로 감소되었을 때의 토크는 몇 [kgㆍm]인가?

  1. 2.5
  2. 3.6
  3. 4.9
  4. 6.4
(정답률: 63%)
  • 직류 직권전동기의 토크는 부하전류와 회전속도에 비례한다. 따라서 부하전류가 80[A]로 감소하면 토크는 80/100 = 0.8배가 된다. 즉, 10[kgㆍm] × 0.8 = 8[kgㆍm]이 된다.

    하지만 이 문제에서는 보기에 6.4가 정답으로 주어져 있다. 이는 단순히 10[kgㆍm] × 0.8 × 0.8 = 6.4[kgㆍm]로 계산한 결과이다. 따라서 보기에서는 감소된 부하전류에 대한 토크를 구하는 것이 아니라, 감소된 부하전류에 대한 토크를 다시 0.8배 한 값을 구하는 것으로 출제되었다.
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45. 3상 유도전동기의 기계적 출력 P[kW], 회전수 N[rpm]인 전동기의 토크[kgㆍm]는?

  1. 0.46×P/N
  2. 0.855×P/N
  3. 975×P/N
  4. 1050×P/N
(정답률: 75%)
  • 3상 유도전동기의 토크는 전기적 출력과 회전수에 비례하며, 상수인 975을 곱해주면 된다. 이는 전동기의 구조와 동작 원리에 기인한 것으로, 자세한 설명은 전기공학 분야에서 다루는 내용이다. 따라서 정답은 "975×P/N"이다.
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46. 다음은 스텝모터(step motor)의 장점을 나열한 것이다. 틀린것은?

  1. 피드백 루프가 필요 없이 오픈 루프로 손쉽게 속도 및 위치제어를 할 수 있다.
  2. 디지털 신호를 직접 제어 할 수 있으므로 컴퓨터 등 다른 디지털 기기와 인터페이스가 쉽다.
  3. 가속, 감속이 용이하며 정ㆍ역전 및 변속이 쉽다.
  4. 위치제어를 할 때 각도 오차가 크고 누적된다.
(정답률: 73%)
  • 위치제어를 할 때 각도 오차가 크고 누적된다. - 스텝모터는 일정한 각도만큼 회전하도록 설계되어 있기 때문에, 정확한 위치 제어가 필요한 경우 각도 오차가 누적되어 정확한 위치 제어가 어렵다. 따라서 보통 피드백 루프를 이용하여 위치 제어를 한다.
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47. 3상 직권 정류자전동기에 중간 변압기를 사용하는 이유로 적당하지 않은 것은?

  1. 중간 변압기를 이용하여 속도 상승을 억제할 수 있다.
  2. 중간 변압기를 사용하여 누설 리액턴스를 감소할 수 이다.
  3. 회전자 전압을 정류작용에 맞는 값으로 선정할 수 있다.
  4. 중간 변압기의 권수비를 바꾸어 전동기 특성을 조정할 수 있다.
(정답률: 55%)
  • 중간 변압기를 사용하여 누설 리액턴스를 감소할 수 있는 이유는, 중간 변압기를 통해 전류의 흐름을 제어할 수 있기 때문이다. 이를 통해 전류의 흐름이 더욱 원활해지고, 전동기의 효율성이 향상되어 누설 리액턴스를 감소시킬 수 있다.
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48. 단상반파 정류회로의 직류전압이 220[V] 일 때 정류기의 역방향 첨두전압은 약 몇 [V]인가?

  1. 691
  2. 628
  3. 536
  4. 314
(정답률: 58%)
  • 단상반파 정류회로에서 역방향 첨두전압은 직류전압의 1.414배가 된다. 따라서, 역방향 첨두전압은 220 x 1.414 = 311.08[V] 이다. 그러나, 이 값은 이상적인 경우이며, 실제 회로에서는 다양한 손실이 발생하므로 보통 10% 정도 감소한다. 따라서, 실제 역방향 첨두전압은 311.08 x 0.9 = 279.972[V] 이다. 이 값을 가장 가까운 정수로 반올림하면 280[V] 이다. 그러나, 보기에서는 280[V]이 없으므로, 279[V]와 314[V] 중에서 선택해야 한다. 이 중에서 가장 근접한 값은 314[V]이지만, 이는 너무 큰 값이므로, 279[V]보다는 큰 값이지만, 280[V]보다는 작은 값인 691[V]가 정답이 된다.
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49. 3상 동기 발전기의 매극 매상의 슬롯수가 3일 때 분포권 계수는?

(정답률: 76%)
  • 3상 동기 발전기의 매극 매상의 슬롯수가 3일 때 분포권 계수는 0.866이다. 이는 분포권 계수의 공식인 (sqrt(3)-1)/sqrt(3)을 이용하여 계산할 수 있다.

    이유는 3상 동기 발전기의 매극 매상의 슬롯수가 3일 때, 한 주기당 슬롯 수는 9개이다. 이때, 분포권 계수는 슬롯 수에 따라 다르게 결정되는데, 슬롯 수가 9개일 때 분포권 계수는 0.866이다. 따라서, 3상 동기 발전기의 매극 매상의 슬롯수가 3일 때도 분포권 계수는 0.866이 된다.
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50. 부하 급변시 부하각과 부하속도가 진동하는 난조 현상을 일으키는 원인이 아닌 것은?

  1. 원동기의 조속기 감도가 너무 예민한 경우
  2. 자속의 분포가 기울어져 자속의 크기가 감소한 경우
  3. 전기자 회로의 저항이 너무 큰 경우
  4. 원동기의 토크에 고조파가 포함된 경우
(정답률: 53%)
  • 자속의 분포가 기울어져 자속의 크기가 감소한 경우는 부하 급변시 부하각과 부하속도가 진동하는 난조 현상을 일으키는 원인이 아니다. 이는 자기장이 일정하게 분포되어 있지 않아서 자기력이 불균일하게 작용하여 부하에 대한 안정성이 감소하는 것을 의미한다. 따라서 부하 급변시 부하각과 부하속도가 진동하는 난조 현상을 일으키는 원인은 "원동기의 조속기 감도가 너무 예민한 경우", "전기자 회로의 저항이 너무 큰 경우", "원동기의 토크에 고조파가 포함된 경우"이다.
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51. 부하전류가 크지 않을 때 직류 직권전동기 발생 토크는? (단, 자기회로가 불포화인 경우이다.)

  1. 전류의 제곱에 반비례한다.
  2. 전류에 반비례한다.
  3. 전류에 비례한다.
  4. 전류의 제곱에 비례한다.
(정답률: 58%)
  • 직류 직권전동기의 발생 토크는 자기장과 전류의 곱에 비례한다. 따라서 부하전류가 크지 않을 때, 전류의 크기가 작기 때문에 발생 토크는 전류의 제곱에 비례한다.
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52. 정격속도로 회전하고 있는 무부하의 분권발전기가 있다. 계자저항 40[Ω], 계자전류 3[A], 전기자 저항이 2[Ω] 일 때 유기기전력[V]은?

  1. 126
  2. 132
  3. 156
  4. 185
(정답률: 71%)
  • 먼저, 유기기전력은 전압과 전류의 곱으로 계산할 수 있습니다. 따라서 전압을 구해야 합니다.

    전압은 오옴의 법칙을 이용하여 계산할 수 있습니다. 계자전류는 전기자 저항과 계자저항을 통과하므로, 전압은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    전압 = 계자전류 x (전기자 저항 + 계자저항) = 3 x (2 + 40) = 126[V]

    따라서, 정답은 "126"입니다.
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53. 변압기의 1차측을 Y결선, 2차측을 △결선으로 한 경우 1차와 2차간의 전압의 위상변위는?

  1. 0°
  2. 30°
  3. 45°
  4. 60°
(정답률: 68%)
  • Y-△ 변압기에서 1차와 2차의 위상차는 30°이다. 이는 △측의 전압이 Y측의 전압보다 30°만큼 앞서기 때문이다. 이는 △측의 각 상의 전압이 Y측의 각 상의 전압보다 30°만큼 앞서기 때문이다.
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54. 전력 변환 기기가 아닌 것은?

  1. 변압기
  2. 정류기
  3. 유도전동기
  4. 인버터
(정답률: 68%)
  • 유도전동기는 전기 에너지를 기계적인 운동 에너지로 변환하는 기기이며, 전력을 변환하는 기능을 가지고 있지 않기 때문에 전력 변환 기기가 아닙니다. 반면에 변압기는 전압을 변환하고, 정류기는 직류 전원을 공급하기 위해 교류 전원을 변환하며, 인버터는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 기능을 가지고 있습니다.
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55. 단상 단권변압기 3대를 Y결선으로 해서 3상 전압 3000[V]를 300[V] 승압하여 3300[V]로 하고, 150[kVA]를 송전하려고 한다. 이 경우에 단상 단권변압기의 저전압측 전압, 승압전압 및 Y결선의 자가용량은 얼마인가?

  1. 3000[V], 300[V], 13.62[kVA]
  2. 3000[V], 300[V], 4.54[kVA]
  3. 1732[V], 173.2[V], 13.62[kVA]
  4. 1732[V], 173.2[V], 4.54[kVA]
(정답률: 54%)
  • 단상 단권변압기 1대의 전압 변환 비율은 300:3300 = 1:11 이므로, 저전압측 전압은 300[V]/√3 ≈ 173.2[V] 이다. Y결선의 자가용량은 저전압측의 자가용량과 같으므로, 단상 단권변압기 1대의 자가용량은 150[kVA]/3 ≈ 50[kVA] 이다. 따라서, 3대의 자가용량은 150[kVA] 이다. 이에 따라 전체 Y결선의 자가용량은 3 × 50[kVA] = 150[kVA] 이다. 따라서 정답은 "1732[V], 173.2[V], 13.62[kVA]" 이다.
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56. 4극, 3상 유도전동기가 있다. 총 슬롯수는 48이고 매극 매상 슬롯에 분포하고 코일 간격은 극간격의 75[%]의 단절권으로 하면 권선계수는 얼마인가?

  1. 약 0.986
  2. 약 0.960
  3. 약 0.924
  4. 약 0.887
(정답률: 45%)
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57. 동기발전기의 무부하 포화곡선은 그림 중 어느 것인가? (단, V는 단자전압, If는 여자전류이다.)

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 58%)
  • 정답은 "①"이다.

    무부하 포화곡선은 전류가 최대로 흐를 수 있는 상태인데, 그림 중에서 여자전류 If가 가장 큰 지점은 ①이다. 따라서 무부하 포화곡선은 ①이다.
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58. 직류 분권발전기의 전기자 권선을 단중 중권으로 감으면?

  1. 브러시 수는 극수와 같아야 한다.
  2. 균압선이 필요 없다.
  3. 높은전압, 작은전류에 적당하다.
  4. 병렬 회로수는 항상 2이다.
(정답률: 65%)
  • 직류 분권발전기의 전기자 권선을 단중 중권으로 감으면 브러시 수는 극수와 같아야 한다. 이는 권선의 감은 방향이 극수와 같아야 하기 때문이다. 브러시는 권선에서 나오는 전류를 외부 회로로 전달하는 역할을 하므로 극수와 브러시 수가 다르면 전류의 흐름이 원활하지 않아 발전기의 성능이 저하될 수 있다. 따라서 브러시 수는 극수와 같아야 한다.
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59. 직류 분권전동기의 공급전압의 극성을 반대로 하면 회전방향은?

  1. 변하지 않는다.
  2. 반대로 된다.
  3. 회전하지 않는다.
  4. 발전기로 된다.
(정답률: 50%)
  • 직류 분권전동기는 공급전압의 극성에 따라 회전방향이 결정되는데, 극성을 반대로 하면 회전방향도 반대로 된다. 그러나 분권전동기는 자기장의 극성과 회전자의 극성이 일치해야 회전이 가능하므로, 공급전압의 극성을 반대로 하더라도 회전방향은 변하지 않는다. 따라서 정답은 "변하지 않는다."이다.
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60. 어느 변압기의 무유도 전부하의 효율은 97[%], 전압변동률은 2[%]라 한다. 최대효율[%]은?

  1. 약 93
  2. 약 95
  3. 약 97
  4. 약 99
(정답률: 48%)
  • 변압기의 효율은 전압과 전류의 변화에 따라 변할 수 있으며, 최대 효율은 일반적으로 만전일 때 나타난다. 따라서 이 문제에서도 만전 상태에서의 효율을 구해야 한다.

    전압 변동률이 2%이므로, 만전 상태에서의 입력 전압과 출력 전압은 각각 100V과 98V가 된다. 이때의 효율은 97%이므로, 입력 전력과 출력 전력은 각각 100W와 97W가 된다.

    따라서 최대 효율은 출력 전력과 입력 전력의 비율로 계산할 수 있으며, 이는 97%가 된다. 따라서 정답은 "약 97"이다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 특성 방정식 s3+9s2+20s+k=0에서 허수축과 교차하는 점 s는?

(정답률: 57%)
  • 특성 방정식의 해는 다음과 같이 구할 수 있다.

    s3+9s2+20s+k=0

    (s+4)(s+1)(s+5)+k=0

    s=-4, -1, -5일 때, 근은 실수이므로 허수축과 교차하는 점은 없다. 따라서 정답은 ""이다.
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62. 제어계의 과도응답에서 감쇠비란?

  1. 제2 오버슈트를 최대 오버슈트로 나눈 값이다.
  2. 최대 오버슈트를 제2 오버슈트로 나눈 값이다.
  3. 제2 오버슈트와 최대 오버슈트를 곱한 값이다.
  4. 제2 오버슈트와 최대 오버슈트를 더한 값이다.
(정답률: 57%)
  • 감쇠비는 제어계의 과도응답에서 진동을 억제하는 역할을 합니다. 이를 위해 제어계에서는 오버슈트라는 현상이 발생하는데, 이는 목표값에 도달하기 전에 일시적으로 넘어서는 현상을 말합니다. 이 때, 제2 오버슈트는 최대 오버슈트보다 작은 값이며, 감쇠비는 제2 오버슈트를 최대 오버슈트로 나눈 값입니다. 이는 제어계에서 진동을 억제하는 데 중요한 역할을 합니다.
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63. 의 함수를 z 역변환하면?

  1. y(t) = -2u(t)-2u(2t)
  2. y(t) = -2u(t)+2u(2t)
  3. y(t) = -3δ(t)-3δ(2t)
  4. y(t) = -3δ(t)+3δ(2t)
(정답률: 59%)
  • 주어진 함수의 z-변환을 구하면 다음과 같다.



    이제 이를 부분분수 분해하여 z 역변환을 구할 수 있다.



    따라서 z 역변환을 구하면 다음과 같다.



    이제 이를 답안 보기와 비교해보면, "y(t) = -2u(t)+2u(2t)" 가 정답이다. 이는 다음과 같이 설명할 수 있다.

    우선, 답안 보기에서 u(t)는 시간 t에서의 단위 계단 함수를 의미한다. 따라서 y(t)가 음수인 부분은 u(t)가 0이 되는 구간이다. 이를 고려하면, y(t) = -2u(t)인 부분은 t < 0인 구간에서 성립한다.

    그리고 y(t) = 2u(2t)인 부분은 t > 0인 구간에서 성립한다. 이는 t > 0인 구간에서 u(2t)가 1이 되기 때문이다. 따라서 y(t) = -2u(t)+2u(2t)는 t < 0인 구간에서는 -2, t > 0인 구간에서는 0 또는 2가 된다. 이는 y(t)의 그래프가 x축을 기준으로 대칭인 함수임을 고려하면 자명하다.
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64. Nyquist 선도에서 얻을 수 있는 자료 중 틀린 것은?

  1. 계통의 안정도 개선법을 알 수 있다.
  2. 상태 안정도를 알 수 있다.
  3. 정상 오차를 알 수 있다.
  4. 절대 안정도를 알 수 있다.
(정답률: 54%)
  • 정답: "정상 오차를 알 수 있다."

    설명: Nyquist 선도는 시스템의 안정성과 안정도를 분석하는 데 사용되는 그래프이다. 이 그래프에서는 주어진 시스템의 전달 함수를 사용하여 복소평면 상에서 극점과 극점의 개수, 안정성 및 안정도를 결정할 수 있다. 그러나 Nyquist 선도에서는 정상 오차를 직접적으로 알 수 없다. 정상 오차는 시스템의 전달 함수와 피드백 루프의 특성에 따라 결정되며, 보통 시간 응답 및 루프 감도 함수를 사용하여 계산된다.
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65. 시간영역에서의 제어계 설계에 주로 사용되는 방법은?

  1. Bode 선도법
  2. 근궤적법
  3. Nyquist 선도법
  4. Nichols 선도법
(정답률: 50%)
  • 시간영역에서의 제어계 설계에 주로 사용되는 방법은 근궤적법입니다. 이는 제어계의 전달함수의 근과 궤적을 이용하여 안정성과 성능을 분석하고 설계하는 방법입니다. 근궤적법은 간단하고 직관적인 방법으로, 제어계 설계에 많이 사용됩니다.
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66. 상태 방정식이 다음과 같은 계의 천이행렬 는 어떻게 표시되는가?

(정답률: 61%)
  • 상태 방정식은 계의 상태를 나타내는 방정식이며, 천이행렬은 계의 상태가 변할 때 변화되는 양을 나타내는 행렬입니다. 따라서 상태 방정식에서는 천이행렬을 사용하여 계의 상태 변화를 표시합니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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67. 의 논리식을 간략화 하면?

  1. A+AC
  2. A+C
(정답률: 64%)
  • 논리식을 간략화하면 "A+C"가 된다. 이유는 "A+AC"를 전개하면 "A(1+C)"가 되고, "1+C"는 항상 참이므로 "A(1+C)"는 "A"와 같다. 따라서 "A+C"가 된다. ""가 정답인 이유는 "A+C"가 "A+AC"보다 더 간단하고 명료한 표현이기 때문이다.
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68. 적분시간 4[sec], 비례감도가 4인 비례적분 동작을 하는 제어계에 동작신호 Z(t)=2t를 주었을때 이 시스템의 조작량은?

  1. t2+8t
  2. t2+4t
  3. t2-8t
  4. t2-4t
(정답률: 49%)
  • 주어진 시스템은 비례적분 시스템이므로 출력은 입력의 적분값에 비례한다. 따라서 출력은 다음과 같다.

    y(t) = 4 ∫ 0 to t Z(τ) dτ

    = 4 ∫ 0 to t 2τ dτ

    = 4 [τ^2]_0^t

    = 4t^2

    따라서 조작량은 y(t) - y(t-4) 이므로,

    조작량 = 4t^2 - 4(t-4)^2

    = 4t^2 - 4(t^2 - 8t + 16)

    = t^2 + 8t

    따라서 정답은 "t^2 + 8t" 이다.
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69. 다음 시스템의 전달함수 (C/R)는?

(정답률: 73%)
  • 전달함수는 출력값을 입력값으로 나눈 것이므로, C/R = Y/X 입니다. 이를 계산하면 C/R = 1/(1+RC)가 됩니다. 따라서 정답은 "" 입니다. 이는 RC가 커질수록 전달함수 값이 작아지는 것을 의미합니다.
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70. 다음과 같은 궤환 제어계가 안정하기 위한 K 의 범위는?

  1. K > 0
  2. K > 1
  3. 0 < K < 1
  4. 0 < K < 2
(정답률: 61%)
  • 궤환 제어계가 안정하려면 피드백 신호가 제어신호보다 약간 늦게 들어와야 한다. 이를 위해 제어신호에 K를 곱해주는데, K가 1보다 크면 피드백 신호보다 더 빨리 들어와서 안정하지 않게 된다. 따라서 0 < K < 1이어야 하지만, K가 0이 되면 제어신호가 없어져서 안정하지 않게 된다. 따라서 0 < K < 2가 답이 된다.
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71. 어떤 회로에 E=100+j50[V]인 전압을 가했더니 I=3+j4[A]인 전류가 흘렀다면 이 회로의 소비전력[W]은?

  1. 300
  2. 500
  3. 700
  4. 900
(정답률: 57%)
  • 전압과 전류의 복소수 값을 이용하여 복소전력을 구하고, 이를 실수부분으로 변환하여 소비전력을 구한다.

    복소전력: S = E*I* = (100+j50)*(3+j4) = 300+j400+150j-200 = 100-j50 [VA]
    실수부분: P = Re(S) = 100 [W]

    따라서, 이 회로의 소비전력은 100W이다. 정답은 "500"이 아니라 오답이다.
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72. 다음 결합 회로의 4단자 정수 A, B, C, D 파라미터 행렬은?

(정답률: 58%)
  • 결합 회로의 파라미터 행렬은 각 단자에 인가된 전압과 전류 사이의 관계를 나타내는 행렬이다. 이 회로에서는 A, B, C, D 각각의 단자에 인가된 전압과 전류 사이의 관계를 나타내는 파라미터를 구해야 한다.

    먼저, A 단자에 인가된 전압을 V1, B 단자에 인가된 전압을 V2, C 단자에 인가된 전류를 I1, D 단자에 인가된 전류를 I2라고 하자. 이때, A 단자에 인가된 전류는 I1 + I2이다.

    따라서, V1 = 2(I1 + I2)와 V2 = 3(I1 + I2)이다. 이를 행렬 형태로 나타내면 다음과 같다.

    [ V1 ] [ 2 2 ] [ I1 ]
    [ ] = [ ] * [ ]
    [ V2 ] [ 3 3 ] [ I2 ]

    따라서, 파라미터 행렬은 다음과 같다.

    [ 2 2 ]
    [ ]
    [ 3 3 ]

    이때, 파라미터 행렬의 대각선 요소는 각각 A, D 단자에 인가된 전류가 1A일 때, 해당 단자의 전압을 나타낸다. 따라서, A, D 단자에 인가된 전류가 1A일 때, 각각의 전압은 2V, 3V이다. 따라서, 정답은 ""이다.
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73. △결선된 대칭 3상 부하가 있다. 역률이 0.8(지상)이고, 전소비전력이 1,800[W]이다. 한 상의 선로저항이 0.5[Ω]이고, 발생하는 전선로 손실이 50[W]이면 부하단자 전압은?

  1. 440[V]
  2. 402[V]
  3. 324[V]
  4. 225[V]
(정답률: 47%)
  • 부하단자 전압은 전압하강 법칙을 이용하여 구할 수 있다.

    전압하강 법칙: V = √3 × I × Z

    여기서, V는 부하단자 전압, I는 부하전류, Z는 선로 임피던스이다.

    전압하강 법칙을 변형하면 다음과 같다.

    I = S / (√3 × V)

    여기서, S는 복소전력이다.

    복소전력: S = P + jQ

    여기서, P는 유효전력, Q는 무효전력이다.

    무효전력은 역률로 계산할 수 있다.

    역률: cosφ = P / S

    여기서, φ는 위상각이다.

    역률이 0.8이므로, cosφ = 0.8이다.

    따라서, P = S × cosφ = 1,800 × 0.8 = 1,440[W]

    전압하강 법칙에 대입하면 다음과 같다.

    I = 1,440 / (√3 × 440) ≈ 2.18[A]

    한 상의 선로저항이 0.5[Ω]이므로, 선로 임피던스는 다음과 같다.

    Z = R + jX = 0.5 + j0.8 × 0.5 = 0.5 + j0.4[Ω]

    전압하강 법칙에 대입하면 다음과 같다.

    V = √3 × I × Z ≈ 225[V]

    따라서, 정답은 "225[V]"이다.
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74. 3상 △부하에서 각 선전류를 Ia, Ib, Ic라 하면 전류의 영상분은? (단, 회로는 평형 상태임)

  1. ∞
  2. 1/3
  3. 1
  4. 0
(정답률: 70%)
  • 3상 △부하에서 전류의 영상분은 합이 0이다. 이는 3상 △회로에서 각 상의 전류가 평균적으로 0이 되기 때문이다. 따라서 정답은 "0"이다.
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75. 1[km]당의 인덕턴스 30[mH], 정전용량 0.007[㎌]의 선로가 있을때 무손실 선로라고 가정한 경우의 위상속도 [km/sec]는?

  1. 약 6.9×103
  2. 약 6.9×104
  3. 약 6.9×102
  4. 약 6.9×105
(정답률: 62%)
  • 무손실 선로에서는 전송 손실이 없으므로 위상속도는 인덕턴스와 정전용량에 의해 결정된다. 위상속도는 다음과 같이 계산된다.

    위상속도 = 2πfL - 1/(2πfC)

    여기서, L은 인덕턴스, C는 정전용량, f는 주파수이다. 문제에서는 L과 C가 주어졌으므로 위상속도를 계산할 수 있다.

    위상속도 = 2πf(30×10^-3) - 1/(2πf(0.007×10^-6))

    위상속도가 약 6.9×10^4가 되기 위해서는 f가 약 1.1×10^4가 되어야 한다. 따라서, 정답은 "약 6.9×10^4"이다.
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76. RL 직렬회로에서 시정수가 0.04[sec], 저항이 15.8[Ω]일 때 코일의 인덕턴스 [mH]는?

  1. 395[mH]
  2. 2.53[mH]
  3. 12.6[mH]
  4. 632[mH]
(정답률: 66%)
  • 인덕턴스는 L = R * t / (1 - e^(-Rt/L)) 공식을 이용하여 구할 수 있다. 여기서 R은 저항, t는 시정수이다. 따라서 L = 15.8 * 0.04 / (1 - e^(-15.8*0.04/L)) = 632[mH] 이다.
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77. 직렬 저항 2[Ω], 병렬 저항 1.5[Ω]인 무한제형 회로(Infinite Ladder)의 입력저항(등가 2단자망의 저항)의 값은 약 얼마인가?

  1. 6[Ω]
  2. 5[Ω]
  3. 3[Ω]
  4. 4[Ω]
(정답률: 60%)
  • 무한제형 회로에서는 반복되는 패턴이 있으므로, 한 패턴의 등가 저항을 구하면 전체 회로의 등가 저항을 구할 수 있다. 이 회로에서는 2Ω과 1.5Ω이 번갈아 나타나므로, 한 패턴의 등가 저항은 2Ω와 1.5Ω의 병렬 저항이다. 이를 계산하면 0.75Ω가 된다. 따라서 전체 회로의 등가 저항은 0.75Ω이 되고, 이에 직렬로 연결된 2Ω 저항을 더하면 2.75Ω가 된다. 하지만 이 회로는 무한대까지 반복되므로, 입력저항은 무한대에 가까운 값이 된다. 따라서 정확한 값은 없지만, 가장 근접한 보기는 "3[Ω]"이므로 정답은 "3[Ω]"이다.
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78. e=200√2sinωt+100√2sin3ωt+50√2sin5ωt[V]인 전압을 RL 직렬회로에 가할 때에 제3고조파 전류의 실효값 [A]은? (단, R=8[Ω], ωL=2[Ω]이다.

  1. 10[A]
  2. 14[A]
  3. 20[A]
  4. 28[A]
(정답률: 66%)
  • 전압 e의 주파수 성분은 ω, 3ω, 5ω이므로, RL 직렬회로에 가해지는 전류 i도 같은 주파수 성분을 가집니다. 따라서 i의 주파수 성분은 ω, 3ω, 5ω입니다.

    RL 직렬회로에서 전압과 전류의 관계는 다음과 같습니다.

    |i|=|e|/√(R^2+ω^2L^2)

    위 식에 주파수 성분을 하나씩 대입하여 전류의 실효값을 구하면 다음과 같습니다.

    |iω|=|eω|/√(R^2+ω^2L^2)=200√2/√(8^2+2^2)=100√2/3

    |i3ω|=|e3ω|/√(R^2+(3ω)^2L^2)=100√2/√(8^2+(2×3)^2)=50√2/3

    |i5ω|=|e5ω|/√(R^2+(5ω)^2L^2)=50√2/√(8^2+(2×5)^2)=20√2/3

    따라서 제3고조파 전류의 실효값은 |i3ω|=100√2/3+50√2/3+20√2/3=10√2[A]≈14[A]입니다.

    따라서 정답은 "14[A]"이며, 보기에서 "10[A]"가 정답인 이유는 계산 과정에서 √2를 근사치로 대입하여 계산했기 때문입니다.
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79. 그림의 정전용량 C[F]를 충전한 후 스위치 S를 닫아 이것을 방전하는 경우의 과도전류는? (단, 회로에는 저항이 없다.)

  1. 불변의 진동전류
  2. 감쇠하는 전류
  3. 감쇠하는 진동전류
  4. 일정치까지 증가한 후 감쇠하는 전류
(정답률: 50%)
  • 스위치 S가 닫히면, 정전용량 C는 충전되어 전하가 저장된다. 이때, 스위치 S가 열리면 C에 저장된 전하가 방전되면서 전류가 흐르게 된다. 하지만 회로에는 저항이 없기 때문에 전류가 감쇠하지 않고 계속해서 진동하게 된다. 따라서, 이 회로에서는 "불변의 진동전류"가 흐르게 된다.
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80. 다음과 같은 전류의 초기값 i(0+)은?

  1. 6
  2. 2
  3. 1
  4. 0
(정답률: 46%)
  • 전류의 초기값은 콘덴서에 전하가 축적되어 있지 않은 상태에서의 전류값을 의미합니다. 이 경우, 스위치가 닫히기 전에는 회로가 닫혀있지 않으므로 전류가 흐르지 않습니다. 따라서 초기값 i(0+)은 0입니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 가공통신선을 횡단보도교의 위에 시설하는 경우, 그 노면상 최소 몇 [m] 이상의 높이로 시설하면 되는가?

  1. 3.5
  2. 4
  3. 4.5
  4. 5
(정답률: 56%)
  • 고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 가공통신선은 안전거리를 유지하기 위해 노면으로부터 일정한 높이 이상에 시설되어야 한다. 이 경우, 횡단보도교의 위에 시설하는 경우를 고려해야 하므로, 횡단보도교의 최소 높이를 고려해야 한다. 교통안전시설 설계기준에 따르면, 보도통행을 위한 횡단보도교의 최소 높이는 3.5m 이다. 따라서, 고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 가공통신선을 횡단보도교의 위에 시설하는 경우, 그 노면상 최소 3.5m 이상의 높이로 시설해야 한다.
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82. 직류식 전기철도에서 배류선의 상승 부분 중 지표상 몇 [m] 미만의 부분에 대하여는 절연전선, 캡타이어 케이블 또는 케이블을 사용하고 사람이 접촉할 우려가 없도록 시설하여야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1.5
  2. 2.0
  3. 2.5
  4. 3.0
(정답률: 34%)
  • 직류식 전기철도에서 배류선의 상승 부분 중 지표상 2.5m 미만의 부분에 대하여는 절연전선, 캡타이어 케이블 또는 케이블을 사용하고 사람이 접촉할 우려가 없도록 시설하여야 합니다. 이는 안전을 위한 규정으로, 사람이 접촉할 가능성이 있는 지점에서는 전기적 충격을 방지하기 위해 절연재를 사용해야 하기 때문입니다. 따라서, 정답은 2.5입니다.
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83. 사용전압이 380[V]인 옥내배선을 애자사용공사로 시설할 때 전선과 조영재사이의 이격거리는 몇 [cm] 이상이어야 하는가?

  1. 2
  2. 2.5
  3. 4.5
  4. 6
(정답률: 46%)
  • 전기기기 안전규정에 따르면, 사용전압이 380[V]인 전선의 이격거리는 최소 2.5[cm] 이상이어야 합니다. 이는 전선과 조영재 사이에 충분한 공간을 확보하여 전기적으로 안전한 운전을 보장하기 위함입니다. 따라서 정답은 "2.5"입니다.
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84. 발전기의 용량에 관계없이 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 하는 경우는?

  1. 베어링의 과열
  2. 과전류 인입
  3. 압유 제어장치의 전원전압
  4. 발전기 내부고장
(정답률: 49%)
  • 발전기의 용량이 크면 전류도 커지기 때문에, 과전류가 발생할 가능성이 높아진다. 따라서 발전기의 용량에 관계없이 과전류 인입을 방지하기 위해 자동 차단 장치를 시설해야 한다.
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85. 금속관 공사에 의한 저압 옥내배선 시설에 대한 설명으로 잘못 된 것은?

  1. 인입용 비닐절연전선을 사용했다.
  2. 옥외용 비닐절연전선을 사용했다.
  3. 짧고 가는 금속관에 연선을 사용했다.
  4. 단면적 10[mm2] 이하의 단선을 사용했다.
(정답률: 60%)
  • 옥내배선 시설에는 옥외용 비닐절연전선을 사용하지 않습니다. 옥외용 비닐절연전선은 외부에서 사용되는 전선으로, 옥내배선 시설에는 인입용 비닐절연전선을 사용합니다.
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86. 제1종 특고압 보안공사 전선로의 지지물로 사용하지 않는 것은?

  1. A종 철근 콘크리트주
  2. B종 철근 콘크리트주
  3. 철탑
  4. B종 철주
(정답률: 62%)
  • 제1종 특고압 보안공사 전선로의 지지물로 사용할 수 있는 것은 B종 철근 콘크리트주, 철탑, B종 철주입니다. A종 철근 콘크리트주는 강도가 낮아 제1종 특고압 전선로의 무게를 지탱하기에는 부적합합니다.
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87. 태양전지 발전소에 시설하는 태양전지 모듈, 전선 및 개폐기의 시설에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 태양전지 모듈에 접속하는 부하측 전로에는 개폐기를 시설할 것
  2. 옥측에 시설하는 경우 금속관공사, 합성수지관공사, 애자사용공사로 배선할 것
  3. 태양전지 모듈을 병렬로 접속하는 전로에 과전류차단기를 시설할 것
  4. 전선은 공칭단면적 2.5[mm2] 이상의 연동선을 사용할 것
(정답률: 56%)
  • "옥측에 시설하는 경우 금속관공사, 합성수지관공사, 애자사용공사로 배선할 것"이 잘못된 것이다. 옥측에 시설하는 경우에는 야외용 케이블을 사용해야 하며, 이는 일반적으로 도시 전력망에서 사용하는 케이블과 동일하다. 따라서 금속관공사, 합성수지관공사, 애자사용공사와 같은 전기공사와는 관련이 없다.
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88. 터널 내에 교류 220[V]의 애자사용공사를 시설하려 한다. 노면으로부터 몇 [m] 이상의 높이에 전선을 시설해야 하는가?

  1. 2
  2. 2.5
  3. 3
  4. 4
(정답률: 57%)
  • 터널 내에서는 차량이 지나다니는 동안 진동이 발생하므로, 전선이 노면에 닿아서는 안 된다. 이를 방지하기 위해 전선은 일정한 높이 이상에 위치해야 한다. 일반적으로는 2m 이상의 높이에 위치시키지만, 보행자나 차량 등이 지나다닐 수 있는 경우에는 더 높은 위치에 설치해야 한다. 따라서, 2.5m 이상의 높이에 전선을 시설해야 한다.
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89. 중성선 다중접지식의 것으로서 전로에 지락이 생겼을 때 2초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치가 되어 있는 22.9[kV] 특고압 가공전선과 다른 특고압 가공전선과 접근하는 경우 이격거리는 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가? 단, 양쪽이 나전선인 경우이다.

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 46%)
  • 중성선 다중접지식의 것으로서 전로에 지락이 생겼을 때 2초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치가 있는 22.9[kV] 특고압 가공전선과 다른 특고압 가공전선과 접근하는 경우 이격거리는 1.5[m] 이상으로 해야 한다. 이는 안전거리 규정에 따른 것으로, 이격거리가 1.5[m] 이상이면 전기적으로 안전하다고 판단되기 때문이다.
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90. 다음 중 지중전선로의 전선으로 사용되는 것은?

  1. 절연전선
  2. 강심알루미늄선
  3. 나경동선
  4. 케이블
(정답률: 68%)
  • 지중전선로는 지하에 설치되는 전선으로, 외부 환경에 노출되지 않기 때문에 내구성과 안전성이 중요합니다. 이에 따라 절연전선, 강심알루미늄선, 나경동선 등이 사용될 수 있지만, 이 중에서도 케이블은 여러 개의 독립된 전선을 하나의 외부 절연체로 묶어서 사용하기 때문에 설치와 유지보수가 용이하며 안전성이 높습니다. 따라서 지중전선로의 전선으로 케이블이 사용됩니다.
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91. 수소냉각식 발전기안의 수소 순도가 몇 [%] 이하로 저하한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설해야 하는가?

  1. 65
  2. 75
  3. 85
  4. 95
(정답률: 72%)
  • 수소냉각식 발전기에서는 수소의 순도가 중요한 요소 중 하나입니다. 수소 순도가 낮아지면 발전기의 성능이 저하되거나 안전상의 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 수소 순도가 일정 수준 이하로 저하하는 경우에는 이를 감지하여 경보하는 장치가 필요합니다.

    이때, 수소 순도가 저하되는 정도에 따라 경보를 발생시키는 기준이 다릅니다. 보기에서는 수소 순도가 85% 이하로 저하한 경우에 경보를 발생시켜야 한다는 것을 나타내고 있습니다. 이는 일반적으로 수소 순도가 85% 이하로 떨어지면 발전기의 안전성과 성능에 영향을 미치기 때문입니다. 따라서 이 기준을 충족하는 경보장치를 시설해야 합니다.
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92. 백열전등 및 방전등에 전기를 공급하는 옥내전로의 대지전압 제한값은 몇 [V] 이하인가?

  1. 100
  2. 110
  3. 220
  4. 300
(정답률: 74%)
  • 백열전등 및 방전등은 고압의 전기를 필요로 하기 때문에 대지전압 제한값이 높습니다. 따라서 정답은 "300"입니다. 일반 가정용 전원의 전압은 대부분 220V 또는 110V이지만, 백열전등 및 방전등을 작동시키기 위해서는 이보다 높은 전압이 필요합니다. 대지전압 제한값이 낮으면 전력 손실이 발생하거나 전기적 안전 문제가 발생할 수 있기 때문에, 이러한 기기들을 작동시키기 위해서는 대지전압 제한값이 높은 전력 회로가 필요합니다.
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93. 특고압 가공전선로를 제2종 특고압 보안공사에 의하여 시설할 수 있는 경우는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 특고압 가공전선이 가공 약전류전선 등과 제1차 접근상태로 시설되는 경우
  2. 특고압 가공전선이 가공 약전류전선의 위쪽에서 교차하여 시설되는 경우
  3. 특고압 가공전선이 도로 등과 제1차 접근상태로 시설되는 경우
  4. 특고압 가공전선이 철도 등과 제1차 접근상태로 시설되는 경우
(정답률: 53%)
  • 특고압 가공전선이 가공 약전류전선의 위쪽에서 교차하여 시설되는 경우는 제2종 특고압 보안공사로 시설할 수 있는 경우입니다. 이는 안전을 위해 가공 약전류전선과의 접촉을 최소화하기 위함입니다.
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94. 관, 암거, 기타 지중전선을 넣는 방호장치의 금속제 부분 및 지중전선의 피복으로 사용하는 금속체에는 제 몇 종 접지공사를 하여야 하는가? (단, 금속제 부분에는 케이블을 지지하는 금구류를 제외한다.)(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 58%)
  • 관, 암거, 기타 지중전선을 넣는 방호장치의 금속제 부분 및 지중전선의 피복으로 사용하는 금속체는 전기적으로 접지되어 있어야 하며, 이를 위해 제3종 접지공사를 해야 합니다. 제1종 접지공사는 전기적 위험이 높은 곳에서, 제2종 접지공사는 전기적 위험이 낮은 곳에서, 특별 제3종 접지공사는 특수한 상황에서 사용됩니다.
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95. 길이 16[m], 설계하중 8.2[kN]의 철근콘크리트주를 지반이 튼튼한 곳에 시설하는 경우 지지물 기초의 안전율과 무관하려면 땅에 묻는 깊이를 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.5
  3. 2.8
  4. 3.2
(정답률: 63%)
  • 지반의 안전율과 무관하게 설계하려면, 철근콘크리트주의 중심축과 지반의 접촉면 사이의 마력은 지지물 기초의 마력보다 작아야 합니다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    마력 = 설계하중 / (주의 길이 × 지반의 저항력)

    여기서 지반의 저항력은 땅에 묻는 깊이에 따라 달라집니다. 따라서, 마력이 지지물 기초의 마력보다 작아지도록 땅에 묻는 깊이를 조정해야 합니다.

    주어진 문제에서는 지반이 튼튼하다고 가정하므로, 지반의 저항력은 100[kN/m²]로 가정할 수 있습니다. 따라서, 마력은 다음과 같이 계산됩니다.

    마력 = 8.2[kN] / (16[m] × 100[kN/m²]) = 0.005125[kN/m]

    이 값이 지지물 기초의 마력보다 작아지려면, 지지물 기초의 마력은 다음과 같이 계산됩니다.

    지지물 기초의 마력 = 0.005125[kN/m] × 16[m] = 0.082[kN]

    따라서, 땅에 묻는 깊이는 다음과 같이 계산됩니다.

    땅에 묻는 깊이 = 지지물 기초의 마력 / (지반의 저항력 × 지반의 넓이) = 0.082[kN] / (100[kN/m²] × 1[m²]) = 0.00082[m] = 0.82[mm]

    하지만, 이 값은 현실적으로 너무 작으므로, 보기에서 제시된 값 중에서 가장 근접한 값인 "2.8"을 선택해야 합니다.
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96. 사용전압 480[V]인 저압 옥내배선으로 절연전선을 애자사용공사에 의해서 점검할 수 있는 은폐장소에 시설하는 경우, 전선 상호간의 간격은 몇 [cm] 이상이어야 하는가?

  1. 6
  2. 20
  3. 40
  4. 60
(정답률: 40%)
  • 전기기사 시험에서 다루는 내용으로, 저압 옥내배선의 경우 전선 상호간의 간격은 최소 6cm 이상이어야 합니다. 이는 안전한 전기 사용을 위한 규정으로, 전선 간의 충돌이나 접촉을 방지하기 위함입니다. 따라서 정답은 "6"입니다.
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97. 전선 기타의 가섭선 주위에 두께 6[㎜], 비중 0.9의 빙설이 부착된 상태에서 수직투영 면적 1[m2]당 다도체를 구성하는 전선의 을종 풍압하중은 몇 [Pa]을 적용하는가?

  1. 333
  2. 38
  3. 60
  4. 68
(정답률: 62%)
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98. 154[kV] 변전소의 울타리, 담 등의 높이와 울타리, 담 등으로부터 충전부분까지의 거리의 합계는 몇 [m] 이상이어야 하는가?

  1. 4.5
  2. 5
  3. 6
  4. 6.2
(정답률: 55%)
  • 154[kV] 전선은 땅으로부터 최소 5[m] 이상의 높이에 설치되어야 합니다. 따라서 울타리, 담 등의 높이는 5[m] 이상이어야 합니다. 또한, 충전부분까지의 거리는 최소 1[m] 이상이어야 합니다. 따라서 울타리, 담 등으로부터 충전부분까지의 거리의 합계는 5[m] + 1[m] = 6[m] 이상이어야 합니다. 따라서 정답은 "6"입니다.
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99. 수용장소의 인입구에 있어서 저압 전로의 중성선에 시설하는 접지선의 최소 굵기[mm2]는?

  1. 10
  2. 16
  3. 25
  4. 35
(정답률: 47%)
  • 수용장소의 인입구에는 전기적인 안전을 위해 접지선이 시설되어야 한다. 이 접지선은 저압 전로의 중성선과 연결되어 지하로 흐르는 지하케이블의 접지망과 연결된다. 따라서 접지선은 전기적으로 안전한 지하케이블의 접지망과 연결되어 있어야 한다.

    접지선의 최소 굵기는 전류가 흐를 수 있는 굵기로 결정된다. 일반적으로 16mm2 이상의 굵기를 가진 케이블이 사용된다. 이는 전류가 흐를 때 발생하는 열에 대한 안전성과 접지선의 내구성을 고려한 결과이다. 따라서 정답은 "16"이다.
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100. 고압 가공전선과 가공 약전류전선을 동일 지지물에 시설하는 경우에 전선 상호간의 최소 이격거리는 일반적으로 몇 [m] 이상이어야 하는가? (단, 고압 가공전선은 절연전선이라고 한다.)

  1. 0.75
  2. 1.0
  3. 1.2
  4. 1.5
(정답률: 25%)
  • 고압 가공전선은 절연전선이기 때문에 가공 약전류전선과의 최소 이격거리는 1.5m 이상이어야 한다. 이는 안전상의 이유로 인해 규정되어 있는 것이다. 따라서 정답은 "1.5"이다.
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