전기철도기사 필기 기출문제복원 (2016-03-06)

전기철도기사 2016-03-06 필기 기출문제 해설

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전기철도기사
(2016-03-06 기출문제)

목록

1과목: 전기철도공학

1. 레일로부터 누설전류에 의한 전식방지를 위한 목적으로 지중매설 금속체와 레일을 전기적으로 접속하는 방법이 아닌 것은?

  1. 직접배류방식
  2. 선택배류방식
  3. 자동배류방식
  4. 강제배류방식
(정답률: 79%)
  • 전식 방지를 위해 지중매설 금속체와 레일을 전기적으로 접속하여 누설 전류를 배출하는 배류 방식에는 직접배류방식, 선택배류방식, 강제배류방식이 있습니다. 자동배류방식은 표준적인 배류 방식에 해당하지 않습니다.

    오답 노트
    직접배류방식: 도체로 직접 접속하는 가장 간단한 방법
    선택배류방식: 다이오드를 사용하여 역류를 방지하고 정방향 전류만 통과시키는 방법
    강제배류방식: 외부 직류전원을 인가하여 배류를 촉진하는 방법
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2. 강체 가선구간에서 차고 등 상시 팬터그래프가 승강하는 장소에서는 전차선과 팬터그래프의 접은 높이와의 거리가 몇 mm 이상이어야 하는가?

  1. 50
  2. 150
  3. 250
  4. 400
(정답률: 62%)
  • 팬터그래프가 승강하는 장소에서 전차선과 접은 높이 사이의 이격 거리는 가선 방식에 따라 다릅니다. 강체 가선구간(이동전차선 포함)의 경우 250 mm 이상을 유지해야 합니다.

    오답 노트
    커티너리 가선구간: 500 mm 이상
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3. 열차의 진행을 방해하는 열차 저항이 아닌 것은?

  1. 주행저항
  2. 구배저항
  3. 곡선저항
  4. 감속저항
(정답률: 91%)
  • 열차의 진행을 방해하는 기계적 마찰 저항에는 주행저항, 구배저항, 곡선저항이 포함됩니다.
    감속저항은 진행 방해가 아니라 감속을 목적으로 부여하는 저항입니다.
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4. 교류 25kV급전방식에서 전차선로 가압부분과 대지와의 최소이격거리(mm)는?

  1. 170
  2. 250
  3. 350
  4. 390
(정답률: 77%)
  • 철도 설계 기준에 따라 교류 $25\text{kV}$ 급전방식에서 전차선로의 가압부분과 대지 사이의 최소 이격거리는 $250\text{mm}$로 규정되어 있습니다.
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5. 고속철도 전차선 4경간의 에어섹션에서 주축전주 (2e 및 2i)쌍브래킷의 간격(m)은?

  1. 1.6
  2. 1.8
  3. 2.0
  4. 2.2
(정답률: 52%)
  • 고속철도 에어섹션의 설치 기준에 관한 암기 문제입니다. 중심전주의 쌍브래킷 간격은 $1.6\text{m}$로 설치하며, 양 중간전주의 간격은 $1\text{m}$로 이격하여 설치해야 합니다.
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6. 가공 전차선로에서 양단의 가고가 같고 전차선이 수평인 경우, 양단사이의 점 x에서 이도 R을 구하는 식은? (단, T:표준온도에 있어서의 조가선의 장력(kgf), W:합성전차선의 단위중량(kg/m), x:경간 중앙에서 행거위치까지의 거리(m)이다.)

(정답률: 59%)
  • 가공 전차선로에서 경간 중앙으로부터 거리 $x$만큼 떨어진 지점의 이도 $R$은 포물선 근사식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{W}{2T}x^{2}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{W}{2T}x^{2}$
    ③ [최종 결과] $R = \frac{W}{2T}x^{2}$
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7. 전차선로의 탄성률에 대한 설명이 옳은 것은?

  1. 경간이 짧을수록 커지며, 전차선 및 조가선의 장력이 작을수록 커진다.
  2. 경간이 클수록 작아지며, 전차선 및 조가선의 장력이 작을수록 작아진다.
  3. 경간이 짧을수록 작아지며, 전차선 및 조가선의 장력이 클수록 작아진다.
  4. 경간과 전차선의 장력이 클수록 커지며, 조가선의 장력이 클수록 작아진다.
(정답률: 65%)
  • 전차선로의 탄성률은 경간에 비례하고 전차선 및 조가선의 장력 합에 반비례하는 관계를 가집니다.
    따라서 경간이 짧을수록 작아지며, 전차선 및 조가선의 장력이 클수록 작아집니다.
    $$\epsilon = \frac{S}{k(T_t + T_m)}$$
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8. 전차선의 무효부분은 그 길이가 얼마 이상에 한하여 조가선으로 대체 사용할 수 있는가? (단, 접속점이 팬터그래프의 통과에 지장을 주지 않는 경우)

  1. 5(m)
  2. 15(m)
  3. 30(m)
  4. 40(m)
(정답률: 65%)
  • 전차선의 무효부분 중 접속점이 팬터그래프의 통과에 지장을 주지 않는 경우, 그 길이가 $30\text{m}$이상일 때에 한하여 조가선으로 대체하여 사용할 수 있습니다.
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9. 전선의 연입률이란?

  1. 전선의 꼬임에 따라 저항이 증가하는 비율
  2. 전선이 장력 증가시 늘어나는 정도로, 늘어나는 길이의 비율
  3. 연선의 실제 길이에 대한 소선의 실제 길이 증가 비율
  4. 소선의 길이에 대한 전기 저항률
(정답률: 84%)
  • 연선은 여러 가닥의 소선을 꼬아서 만들기 때문에, 실제 소선의 길이는 전체 연선의 길이보다 길어지게 됩니다. 따라서 연입률은 연선의 실제 길이에 대한 소선의 실제 길이 증가 비율을 의미합니다.
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10. T-bar 방식의 전차선로에서 흐름방지장치를 터널 내 및 역 승강장에 설치할 때 어떤 종류의 흐름방지장치를 설치하는가?

  1. 원형 흐름방지장치
  2. 삼각형 흐름방지장치
  3. 마름모꼴 및 특수 흐름방지장치
  4. 타원형 흐름방지장치
(정답률: 84%)
  • 강체 전차선로의 흐름방지장치는 전기차 진행 방향으로 전차선이 이동하는 것을 방지하기 위해 설치합니다. 특히 터널 내나 역 승강장과 같이 미관 및 특수 환경을 고려해야 하는 장소에는 마름모꼴 및 특수 흐름방지장치를 설치하여 효율적으로 관리합니다.
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11. 급전선의 이도 D(m)와 장력 T(kgf)의 관계는? (단, w : 전선의 단위중량(kg/m), S : 경간(m)이다.)

(정답률: 84%)
  • 전선의 이도 $D$와 장력 $T$의 관계식 $D = \frac{wS^2}{8T}$를 장력 $T$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{wS^2}{8T}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{wS^2}{8D}$
    ③ [최종 결과] $T = \frac{wS^2}{8D}$
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12. 전기차의 VVVF 제어방식이란?

  1. 주파수와 전류를 제어하는 방식
  2. 주파수와 전압을 제어하는 방식
  3. 주파수와 저항을 제어하는 방식
  4. 주파수와 리액턴스를 제어하는 방식
(정답률: 84%)
  • VVVF 제어방식은 Variable Voltage Variable Frequency의 약자로, 전압(Voltage)과 주파수(Frequency)를 동시에 제어하여 속도를 조절하는 방식입니다.
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13. AT급전방식에서 사용되고 있는 가공전선으로 각 지지물에 설치되어 있는 각종 애자의 섬락을 보호하기 위하여 급전선과 병행하여 설치되는 전선은?

  1. 보호선
  2. 흡상선
  3. 섬락보호지선
  4. 횡단 접속선
(정답률: 84%)
  • AT 급전방식에서는 각 지지물 애자의 섬락을 보호하기 위해 급전선과 병행하여 보호선을 설치합니다.

    오답 노트
    흡상선: BT 급전방식에서 사용
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14. 정류기용 변압기의 2차권선 전압이 1200V일 때, 무부하시 정류기 2차 직류 발생전압(V)은? (단, 사용 정류기는 3상 전파 브리지 방식이다.)

  1. 1110
  2. 1200
  3. 1500
  4. 1620
(정답률: 63%)
  • 3상 전파 브리지 정류 방식에서 무부하 시 직류 발생전압은 2차 전압의 1.35배로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{dc} = 1.35 \times E$
    ② [숫자 대입] $V_{dc} = 1.35 \times 1200$
    ③ [최종 결과] $V_{dc} = 1620$ V
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15. 고속전철에서 횡진동에 제한 받는 개소 또는 터널 내에서 이격거리 확보개소에 사용하는 급전선의 지지방식은?

  1. 수평조가방식
  2. V형조가방식
  3. 현수조가방식
  4. 경사조가방식
(정답률: 82%)
  • 고속전철의 횡진동 억제 및 터널 내 이격거리 확보를 위해 2개의 조가선을 사용하는 V형조가방식을 적용합니다.
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16. 강체가선구간에서 R-bar 강체전차선의 브래킷의 표준 간격(m)은?

  1. 4
  2. 8
  3. 10
  4. 15
(정답률: 78%)
  • 강체가선구간에서 사용하는 브래킷의 표준 간격은 강체 종류에 따라 구분됩니다. R-bar 강체전차선의 표준 간격은 10 m입니다.

    오답 노트
    T-Bar: 5 m
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17. AT방식 전철 변전소에서 인덕턴스에 의한 전압강하를 보상하고 분수조파 발생을 억제하기 위해 주변압기 2차측 M상, T상 급전선에 설치하는 것은?

  1. 직렬콘덴서
  2. 병렬콘덴서
  3. 단권변압기
  4. 흡상변압기
(정답률: 66%)
  • 인덕턴스에 의한 전압강하를 보상하고 분수조파 발생을 억제하기 위해 급전선에 설치하는 장치는 직렬콘덴서입니다.

    오답 노트
    병렬콘덴서: 역률 보상 목적
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18. 레일의 절연이음매부 설치위치의 연직선상으로부터 애자섹션의 설치위치(m)는?

  1. 2m 이상
  2. 3m 이상
  3. 4m 이상
  4. 5m 이상
(정답률: 65%)
  • 애자섹션의 설치 위치는 레일의 절연이음매부 설치 위치의 연직선상으로부터 3m 이상 이격하여 설치하는 것이 원칙입니다.
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19. 강체전차선 경간 중앙의 이도는 지지점 간격(경간)의 얼마 이하로 하는가?

  1. 1000분의 1
  2. 1000분의 2
  3. 1000분의 3
  4. 1000분의 4
(정답률: 84%)
  • 강체전차선은 철강체로 급전선을 구성하므로 일반 가선보다 이도 기준이 엄격합니다. 따라서 경간 중앙의 이도는 지지점 간격의 $ \frac{1}{1000} $이하로 제한합니다.
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20. 직류 급전방식에서 실리콘 정류기 내부 단락사고를 검출하여 정류기용 변압기 2차측 권선 소손을 예방하는 계전기는?

  1. 온도 계전기 1
  2. 역류 계전기
  3. 고장선택 계전기
  4. 지락 계전기
(정답률: 84%)
  • 실리콘 정류기 내부 단락 시 다이오드가 양방향으로 도통되어 역방향 전류가 흐르게 되는데, 이를 감지하여 변압기 소손을 막는 것이 역류 계전기입니다.
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2과목: 전기철도 구조물공학

21. 인장력 3800kg를 받는 원형강의 단면은 약 몇 cm인가? (단, 원형강 강재의 허용인장응력은 1900kg/cm2이다.)

  1. 3.2
  2. 2.0
  3. 1.9
  4. 1.6
(정답률: 49%)
  • 허용인장응력 공식을 이용하여 원형강의 지름을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $d = \sqrt{\frac{4P}{\pi \sigma}}$
    ② [숫자 대입] $d = \sqrt{\frac{4 \times 3800}{\pi \times 1900}}$
    ③ [최종 결과] $d = 1.6$
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22. 지표면에서 높이가 L m인 단독지지주에 w kgf/m의 수평분포하중이 작용하는 경우 지면과의 경계점 모멘트(kgfㆍm)는?

  1. WㆍL2
  2. (1/2)WㆍL2
  3. wㆍL
  4. (1/2)WㆍL
(정답률: 92%)
  • 수평분포하중이 작용하는 단독지지주의 지면 경계점 모멘트는 하중의 총합이 지지주 중심(높이의 $1/2$ 지점)에 집중된다고 보고 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{wL^2}{2}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{wL^2}{2}$
    ③ [최종 결과] $M = \frac{1}{2}wL^2$
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23. 단면 1차 모멘트와 같은 차원을 가지는 것은?

  1. 단면 상승모멘트
  2. 단면 2차모멘트
  3. 단면계수
  4. 회전반지름
(정답률: 81%)
  • 단면 1차 모멘트와 단면계수는 모두 길이의 3제곱($m^3$) 차원을 가지므로 동일한 차원입니다.

    오답 노트
    단면 상승모멘트, 단면 2차모멘트: $m^4$
    회전반지름: $m$
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24. 가공전차선로용 지선의 안전율은 얼마 이상으로 하는가?

  1. 1.1
  2. 1.5
  3. 1.7
  4. 2.5
(정답률: 85%)
  • 가공전차선로용 지선의 안전율은 선형일 경우 2.5 이상으로 규정하고 있습니다.

    오답 노트
    기초 안전율: 2 이상
    철근 콘크리트 전주 안전율: 2 이상
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25. 전주의 설치위치에 대한 설명으로 거리가 먼 것은?

  1. 승강장에서는 연단으로부터 1.5m 이상 이격
  2. 차막이 뒤에서는 5m 이상 이격
  3. 자동차등이 통행하는 건널목 양측단으로부터 5m이상 이격
  4. 화물적하장에서는 연단으로부터 1.5m 이상
(정답률: 71%)
  • 전주의 설치 위치 규정에 따르면 차막이 바로 뒤에는 설치가 금지되며, 부득이한 경우 10m 이상 이격해야 하므로 5m 이상 이격한다는 설명은 틀린 내용입니다.
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26. 전기철도 구조물에서 지점의 종류로 거리가 먼 것은?

  1. 정정지점
  2. 이동지점
  3. 힌지지점
  4. 고정지점
(정답률: 72%)
  • 지점의 종류는 반력의 발생 형태에 따라 구분하며, 정정지점은 지점의 종류가 아니라 구조물의 해석 상태를 나타내는 용어입니다.

    오답 노트
    이동지점: 수직반력만 발생
    힌지지점: 수직 및 수평반력 발생
    고정지점: 수직, 수평 및 모멘트 반력 발생
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27. 부재의 단면적이 40cm2이고 길이가 2.4m인 강봉에 18t의 인장력이 작용할 경우 강봉의 늘어난 길이(mm)는? (단, 강봉의 영계수(E)는 2400(t/cm2)이고 부재의 자중은 무시한다.)

  1. 0.45
  2. 0.5
  3. 0.55
  4. 0.6
(정답률: 67%)
  • 재료의 늘어난 길이는 하중, 길이, 영계수, 단면적의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta L = \frac{PL}{EA}$
    ② [숫자 대입] $\Delta L = \frac{18000 \times 240}{2400 \times 10^{3} \times 40}$
    ③ [최종 결과] $\Delta L = 0.45$ mm
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28. 인장강도가 30kg/mm2인 강재환봉에 1500kg의 인장하중을 가할 때 안전율(5)인 강재환봉의 지름(mm)은?

  1. 15.55
  2. 17.85
  3. 21.45
  4. 25.65
(정답률: 69%)
  • 허용응력은 인장강도를 안전율로 나눈 값이며, 이는 하중을 단면적으로 나눈 값과 같습니다. 이를 통해 지름 $d$를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{P}{\frac{\pi}{4}d^{2}} = \frac{\sigma}{S}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1500}{\frac{\pi}{4}d^{2}} = \frac{30}{5}$
    ③ [최종 결과] $d = 17.85$ mm
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29. 다음 그림과 같은 트러스(truss)는?

  1. 왕대공 트러스
  2. 플레트 트러스
  3. HOWE 트러스
  4. 핑크 트러스
(정답률: 84%)
  • 제시된 이미지 의 트러스 구조는 수직재가 압축력을 받고 사재가 인장력을 받도록 설계된 HOWE 트러스의 전형적인 형태입니다.
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30. 태풍의 10분간 평균풍속으로 30m/s가 관측되었다. 순간풍속의 관측값이 없을 경우 이 태풍의 5초간 최대 순간 풍속(m/s)은 얼마로 추정하는가?

  1. 30.5
  2. 36.2
  3. 40.5
  4. 45.5
(정답률: 84%)
  • 순간풍속 관측값이 없을 때, 평균풍속에 계수를 곱하여 최대 순간 풍속을 추정합니다.
    ① [기본 공식] $\text{순간풍속} = \text{평균풍속} \times 1.35$
    ② [숫자 대입] $\text{순간풍속} = 30 \times 1.35$
    ③ [최종 결과] $\text{순간풍속} = 40.5$ m/s
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31. 바깥지름이 3cm, 두께가 0.5cm인 원형단면강관이 있다. 이 강관의 원형단면의 도심축에 대한 단면2차모멘트(cm4)는?

  1. 2.05
  2. 3.19
  3. 4.12
  4. 6.38
(정답률: 69%)
  • 중공원(강관) 단면의 도심축에 대한 단면 2차 모멘트를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{\pi}{64}(D_{o}^{4} - D_{i}^{4})$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{\pi}{64}(3^{4} - 2^{4})$
    ③ [최종 결과] $I = 3.19$ $\text{cm}^{4}$
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32. 지표면에서 높이가 11m인 단독 지지주에 28kgf/m의 수평분포하중이 작용하는 경우 3.5m 지지점에서의 모멘트(kgfㆍm)는?

  1. 687.5
  2. 722.5
  3. 787.5
  4. 822.5
(정답률: 83%)
  • 지지점 상부의 수평분포하중에 의한 모멘트를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{WL^{2}}{2}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{28 \times (11 - 3.5)^{2}}{2}$
    ③ [최종 결과] $M = 787.5$ kgf·m
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33. 지선과 전주의 표준 설치 각도는?

  1. 25°
  2. 35°
  3. 45°
  4. 60°
(정답률: 88%)
  • 지선과 전주의 표준 취부 각도는 $45^{\circ}$이며, 최소 각도는 $30^{\circ}$입니다.
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34. 그림과 같이 한 점에 작용하는 두 힘의 크기가 40kg과 50kg일때 합력(kg)은?

  1. 45.83
  2. 46.53
  3. 47.68
  4. 48.86
(정답률: 59%)
  • 두 힘이 이루는 각도가 주어졌을 때, 제2코사인 법칙을 이용하여 두 힘의 합력을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P_{t} = \sqrt{P_{1}^{2} + P_{2}^{2} + 2 P_{1} P_{2} \cos \theta}$
    ② [숫자 대입] $P_{t} = \sqrt{40^{2} + 50^{2} + 2 \times 40 \times 50 \times \cos 120^{\circ}}$
    ③ [최종 결과] $P_{t} = 45.83$
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35. 2차원 평면 구조계에서 외력이 작용했을 때 구조물의 위치가 변하지 않는 외적 안정조건은?

  1. 외력이 작용했을 때 구조물의 형태가 변하는 경우
  2. 지점의 반력수가 1이상으로 힘의 평형조건을 만족할 때
  3. 지점의 반력수가 3이상으로 힘의 평형조건을 만족할 때
  4. 외력이 작용했을 때 구조물의 형태가 변하지 않는 경우
(정답률: 77%)
  • 2차원 평면 구조계에서 외적 안정조건을 만족하려면, 지점의 반력수가 3개 이상이어야 하며 힘의 평형조건을 만족하여 구조물 전체의 위치가 변하지 않아야 합니다.
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36. 전차선로용 강구조물 중 압축재로 사용되는 보조재는 그 세장비를 얼마 이하로 제한하고 있는가?

  1. 150
  2. 200
  3. 220
  4. 250
(정답률: 45%)
  • 전차선로용 강구조물의 세장비 제한 기준에 따라, 압축재로 사용하는 보조재의 세장비는 250 이하로 제한합니다.

    오답 노트
    주기둥자재: 200 이하
    보통 압축재: 220 이하
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37. 빔의 길이가 몇 m 이상인 경우 스팬선 빔으로 시공하는 것을 원칙으로 하는가?

  1. 30
  2. 35
  3. 38
  4. 45
(정답률: 63%)
  • 빔의 길이에 따라 사용되는 빔의 종류가 달라지며, 38m를 초과하는 경우에는 스팬선 빔을 사용하는 것이 원칙입니다.

    오답 노트
    22m 초과 38m까지: 4각 트러스라멘 빔 사용
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38. 가공전차선로에서 전선의 수평장력이 2500kgf, 지선에 작용하는 장력이 5000kgf일 때, 전주에 설치한 지선의 취부 각도가 30°일 경우 지선용 재료에 필요한 항장력(kgf)은 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 6500
  2. 7500
  3. 8500
  4. 12500
(정답률: 46%)
  • 가공전차선로용 지선의 항장력을 구할 때는 지선에 작용하는 장력에 안전율 2.5 이상을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $T = P \times S$ (항장력 = 작용 장력 × 안전율)
    ② [숫자 대입] $T = 5000 \times 2.5$
    ③ [최종 결과] $T = 12500$
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39. 정삼각형의 도심을 지나는 여러 축에 대한 단면 2차 모멘트의 값에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. Iv1 ＞ Iv2 ＞ Iv3
  2. Iv1 = Iv2 = Iv3
  3. Iv2 ＞ Iv1 ＞ Iv3
  4. Iv3 ＞ Iv2 ＞ Iv1
(정답률: 82%)
  • 정삼각형은 기하학적으로 대칭성이 매우 높은 도형으로, 도심을 지나는 임의의 축에 대한 단면 2차 모멘트 값이 모두 동일한 특성을 가집니다.
    따라서 $\text{I}_{v1} = \text{I}_{v2} = \text{I}_{v3}$가 성립합니다.
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40. 그림과 같은 라멘의 부정정차수는?

  1. 9차
  2. 12차
  3. 15차
  4. 18차
(정답률: 77%)
  • 라멘 구조물의 부정정차수를 구하기 위해 실용적 판별식을 사용합니다.
    $$\text{Degree of Indeterminacy } n = r + m + k - 2j$$
    반력수 $r$: 고정단 3개 $\rightarrow 3 \times 3 = 9$
    부재수 $m$: 보 6개 + 기둥 9개 $= 15$
    강절점수 $k$: 부재 간 강결합 지점 $= 18$
    절점수 $j$: 모든 연결부 및 지점 $= 12$
    $$\text{n} = 9 + 15 + 18 - 2 \times 12$$
    $$\text{n} = 18$$
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3과목: 전기자기학

41. 그림과 같이 공기 중에서 무한평면도체의 표면으로부터 2m인 곳에 점전하 4C이 있다. 전하가 받는 힘은 몇 N 인가?

  1. 3×109
  2. 9×109
  3. 1.2×1010
  4. 3.6×1010
(정답률: 66%)
  • 무한평면도체 근처의 점전하는 도체 표면에 생성되는 영상전하에 의해 힘을 받습니다. 이때 영상전하는 원래 전하와 크기는 같고 부호가 반대이며, 도체 표면으로부터 같은 거리만큼 반대편에 위치한다고 가정합니다.
    두 전하 사이의 거리는 $2 \times 2 = 4\text{m}$가 되며, 쿨롱의 법칙을 적용합니다.
    $$\text{Force } F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q_1 q_2}{r^2}$$
    $$F = 9 \times 10^9 \times \frac{4 \times 4}{4^2}$$
    $$F = 9 \times 10^9\text{ N}$$
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42. 벡터 A=5e-rcosøar-5cosøaz가 원통좌표계로 주어졌다. 점(2, 3π/2, 0) 에서의 ∇×A 를 구하였다. az 방향의 계수는?

  1. 2.5
  2. -2.5
  3. 0.34
  4. -0.34
(정답률: 28%)
  • 원통좌표계에서 벡터 $\mathbf{A}$의 회전($\nabla \times \mathbf{A}$) 성분 중 $a_z$ 방향의 계수를 구하는 문제입니다.
    주어진 벡터 $\mathbf{A} = 5e^{-r}\cos\phi \mathbf{a}_r - 5\cos\phi \mathbf{a}_z$에서 $a_z$ 성분의 공식은 $\frac{1}{r} \frac{\partial A_{\phi}}{\partial r} - \frac{1}{r} \frac{\partial A_r}{\partial \phi}$ 형태이나, 여기서는 $A_{\phi} = 0$이므로 $\frac{1}{r} \frac{\partial A_r}{\partial \phi}$ 항만 계산합니다.
    점 $(2, 3\pi/2, 0)$에서의 값을 대입하면 다음과 같습니다.
    $$\text{Coefficient of } a_z = \frac{1}{r} \frac{\partial (5e^{-r}\cos\phi)}{\partial \phi}$$
    $$\text{Coefficient of } a_z = \frac{1}{2} \times (-5e^{-2}\sin\frac{3\pi}{2})$$
    $$\text{Coefficient of } a_z = -0.34$$
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43. 극판간격 d(m), 면적 S(m2), 유전율 ε(F/m)이고, 정전 용량이 C(F) 인 평행판 콘덴서에 v=Vmsinwt(V) 의 전압을 가할 때의 변위전류(A)는?

  1. wCVmcoswt
  2. CVmsinwt
  3. -CVmsinwt m
  4. -wCVmcoswt
(정답률: 78%)
  • 변위전류는 콘덴서에 흐르는 전류와 같으며, 전압 $v$를 시간에 대해 미분하고 정전 용량 $C$를 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $i = C \frac{dv}{dt}$
    ② [숫자 대입] $i = C \frac{d}{dt}(V_{m} \sin wt)$
    ③ [최종 결과] $i = wCV_{m} \cos wt$
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44. 비투자율 800, 원형단면적 10cm2. 평균자로의 길이 30cm 인 환상철심에 600회의 권선을 감은 코일이 있다. 여기에 1A의 전류가 흐를 때 코일 내에 생기는 자속은 약 몇 Wb 인가?

  1. 1×10-3
  2. 1×10-4
  3. 2×10-3
  4. 2×10-4
(정답률: 38%)
  • 자속은 투자율, 단면적, 권수, 전류의 곱을 자로의 길이로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{\mu S N I}{\ell}$
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{800 \times 4\pi \times 10^{-7} \times 10 \times 10^{-4} \times 600 \times 1}{0.3}$
    ③ [최종 결과] $\Phi = 2 \times 10^{-3}$
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45. 한 변의 길이가 3m인 정삼각형의 회로에 2A의 전류가 흐를 때 정삼각형 중심에서의 자계의 크기는 몇 AT/m 인가?

  1. 1/π
  2. 2/π
  3. 3/π
  4. 4/π
(정답률: 52%)
  • 정삼각형 중심에서의 자계는 각 변에 의해 발생하는 자계의 합으로 계산하며, 정삼각형의 경우 한 변에 의한 자계의 3배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{9I}{2\pi\ell}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{9 \times 2}{2\pi \times 3}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{3}{\pi}$
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46. 내부저항이 r(Ω)인 전지 M 개를 병렬로 연결했을 때, 전지로부터 최대 전력을 공급받기 위한 부하저항(Ω)은?

  1. r/M
  2. Mr
  3. r
  4. M2r
(정답률: 74%)
  • 최대 전력 전달 조건은 부하저항이 전원의 내부저항과 같을 때 성립합니다. 전지 $M$개를 병렬로 연결하면 전체 내부저항은 개별 저항 $r$을 $M$으로 나눈 값이 됩니다.
    ① [기본 공식] $R_{L} = R_{in} = \frac{r}{M}$
    ② [숫자 대입] $R_{L} = \frac{r}{M}$
    ③ [최종 결과] $R_{L} = \frac{r}{M}$
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47. 전기 쌍극자에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전계의 세기는 거리의 세제곱에 반비례한다.
  2. 전계의 세기는 주위 매질에 따라 달라진다.
  3. 전계의 세기는 쌍극자모멘트에 비례한다.
  4. 쌍극자의 전위는 거리에 반비례한다.
(정답률: 66%)
  • 전기 쌍극자의 전위는 거리의 제곱에 반비례하며, 전계의 세기는 거리의 세제곱에 반비례합니다.

    오답 노트
    전계의 세기는 거리의 세제곱에 반비례함: 옳은 설명
    전계의 세기는 주위 매질에 따라 달라짐: 옳은 설명
    전계의 세기는 쌍극자모멘트에 비례함: 옳은 설명
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48. 자속밀도가 10 Wb/m2 인 자계 내에 길이 4cm의 도체를 자계와 직각으로 놓고 이 도체를 0.4초 동안 1m씩 균일하게 이동하였을 때 발생하는 기전력은 몇 V 인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 67%)
  • 자계 내에서 도체가 이동할 때 발생하는 유도기전력은 자속밀도, 도체 길이, 이동 속도의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$e = B \ell v \sin\theta$$
    ② [숫자 대입]
    $$e = 10 \times 0.04 \times \frac{1}{0.4} \times \sin 90^{\circ}$$
    ③ [최종 결과]
    $$e = 1$$
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49. 전류가 흐르고 있는 도체와 직각방향으로 자계를 가하게 되면 도체 측면에 정ㆍ부의 전하가 생기는 것을 무슨 효과라 하는가?

  1. 톰슨(Thomson) 효과
  2. 펠티에(Peltier) 효과
  3. 제벡(Seebeck) 효과
  4. 홀(Hall) 효과
(정답률: 55%)
  • 전류가 흐르는 도체에 수직 방향으로 자계를 가했을 때, 전하가 도체 측면으로 밀려나 전위차가 발생하는 현상을 홀(Hall) 효과라고 합니다.

    오답 노트
    톰슨 효과: 단일 도체 내 온도 구배에 의해 기전력 발생
    펠티에 효과: 접합부에 전류를 흘릴 때 흡열 또는 발열 발생
    제벡 효과: 서로 다른 두 금속의 온도차에 의해 기전력 발생
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50. 대지면 높이 h(m)로 평행하게 가설된 매우 긴 선전하(선전하 밀도 λ(C/m))가 지면으로부터 받는 힘(N/m)은?

  1. h에 비례한다.
  2. h에 반비례한다.
  3. h2에 비례한다.
  4. h2에 반비례한다
(정답률: 88%)
  • 영상전하법을 적용하면, 지면으로부터 높이 $h$에 있는 선전하 $\lambda$는 지면 아래 $-h$ 지점에 $-\lambda$의 영상전하가 있는 것과 같습니다. 이때 두 선전하 사이의 거리는 $2h$가 되며, 선전하가 받는 힘 $F$는 거리 $r$에 반비례하는 성질을 가집니다.
    $$F \propto \frac{1}{2h}$$
    따라서 지면으로부터 받는 힘은 높이 $h$에 반비례합니다.
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51. 판 간격이 d인 평행판 공기콘덴서 중에 두께 t이고, 비유전율이 εs인 유전체를 삽입하였을 경우에 공기의 절연파괴를 발생하지 않고 가할 수 있는 판 간의 전위차는? (단, 유전체가 없을 때 가할 수 있는 전압을 V라 하고 공기의 절연내력은 Eo라 한다.)

(정답률: 48%)
  • 유전체가 삽입된 평행판 콘덴서에서 공기층의 절연파괴가 일어나지 않도록 하는 최대 전압을 구하는 문제입니다. 유전체 삽입 시 전계의 분배 원리를 적용하여 도출된 최종 식은 다음과 같습니다.
    $$V(1 - \frac{t}{d}(1 - \frac{1}{\epsilon_{s}}))$$
    따라서 정답은 입니다.
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52. 송전선의 전류가 0.01초 사이에 10kA 변화될 때 이 송전선에 나란한 통신선에 유도되는 유도전압은 몇 V 인가? (단, 송전선과 통신선 간의 상호유도계수는 0.3mH이다.)

  1. 30
  2. 3×102
  3. 3×103
  4. 3×104
(정답률: 34%)
  • 상호유도계수를 이용하여 전류의 변화에 의해 인접한 도선에 유도되는 전압을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = M \frac{\Delta I}{\Delta t}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = 0.3 \times 10^{-3} \times \frac{10 \times 10^3}{0.01}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 300 = 3 \times 10^2$$
    따라서 정답은 $3 \times 10^2$ 입니다.
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53. 반지름이 3m인 구에 공간전하밀도가 1C/m3 가 분포되어 있을 경우 구의 중심으로부터 1m 인 곳의 전위는 몇 V 인가?

  1. 1/2εo
  2. 1/3εo
  3. 1/4εo
  4. 1/5εo
(정답률: 66%)
  • 균일한 전하 밀도를 가진 구 내부의 전위는 중심으로부터의 거리에 따라 결정됩니다. 구 내부의 전계 $E$를 적분하여 전위를 구하거나, 전하 밀도 $\rho$를 이용한 전위 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \frac{\rho r}{3\epsilon_0}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = \frac{1 \times 1}{3\epsilon_0}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = \frac{1}{3\epsilon_0}$$
    따라서 정답은 $1/3\epsilon_0$ 입니다.
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54. 전선을 균일하게 2배의 길이로 당겨 늘였을 때 전선의 체적이 불변이라면 저항은 몇 배가 되는가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 77%)
  • 전선의 저항은 길이에 비례하고 단면적에 반비례합니다. 체적이 일정할 때 길이를 2배로 늘리면 단면적은 $1/2$배가 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$R = \rho \frac{\ell}{A}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R_2 = \rho \frac{2\ell}{A/2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$R_2 = 4 \rho \frac{\ell}{A} = 4R$$
    따라서 저항은 4배가 됩니다.
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55. 서로 멀리 떨어져 있는 두 도체를 각각 V1(V), V2(V) (V1＞V2)의 전위로 충전한 후 가느다란 도선으로 연결 하였을 때 그 도선에 흐르는 전하 Q(C)는? (단, C1, C2 는 두 도체의 정전용량이다.)

(정답률: 72%)
  • 두 도체를 연결했을 때 전하량 보존 법칙과 전위 평형 원리를 이용하여 이동한 전하량을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \frac{C_1 C_2 (V_1 - V_2)}{C_1 + C_2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = \frac{C_1 C_2 (V_1 - V_2)}{C_1 + C_2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = \frac{C_1 C_2 (V_1 - V_2)}{C_1 + C_2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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56. 무한히 넓은 평면 자성체의 앞 a(m) 거리의 경계면에 평행하게 무한히 긴 직선 전류 I(A)가 흐를 때, 단위 길이당 작용력은 몇 N/m 인가?

(정답률: 25%)
  • 영상법을 이용하여 무한 평면 자성체와 직선 전류 사이의 힘을 구하는 문제입니다. 자성체 경계면의 경계 조건에 의해 가상의 영상 전류가 생성되며, 이에 따른 단위 길이당 작용력 공식은 다음과 같습니다.
    $$\text{Force} = \frac{\mu_0}{4\pi a} ( \frac{\mu - \mu_0}{\mu + \mu_0} ) I^2$$
    따라서 정답은 입니다.
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57. 인덕턴스가 20 mH 인 코일에 흐르는 전류가 0.2초 동안에 2A 변화했다면 자기유도현상에 의해 코일에 유기되는 기전력은 몇 V 인가?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
(정답률: 41%)
  • 자기유도에 의해 코일에 유기되는 기전력은 인덕턴스와 전류의 시간 변화율의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $e = L \frac{di}{dt}$
    ② [숫자 대입] $e = 0.02 \times \frac{2}{0.2}$
    ③ [최종 결과] $e = 0.2$
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58. 변위전류밀도와 관계없는 것은?

  1. 전계의 세기
  2. 유전율
  3. 자계의 세기
  4. 전속밀도
(정답률: 40%)
  • 변위전류밀도는 전속밀도의 시간적 변화율과 유전율의 곱으로 정의됩니다. 따라서 전계의 세기, 유전율, 전속밀도는 변위전류밀도를 결정하는 요소이지만, 자계의 세기는 직접적인 관계가 없습니다.
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59. 반지름 a(m)인 구대칭 전하에 의한 구내외의 전계의 세기에 해당되는 것은?(문제 오류로 가답안 발표시 4번으로 발표되었지만 확정답안 발표시 1, 4번이 정답 처리되었습니다. 여기서는 가답안인 4번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

(정답률: 62%)
  • 구대칭 전하 분포에서 전하가 구 내부에 균일한 밀도로 분포되어 있다고 가정할 경우, 구 내부($r < a$)에서는 전계의 세기가 거리에 비례하여 선형적으로 증가하고, 구 외부($r > a$)에서는 거리의 제곱에 반비례하여 감소합니다. 따라서 그래프가 정답입니다.
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60. 한 변의 길이가 l(m)인 정삼각형 회로에 전류 I(A)가 흐르고 있을 때 삼각형 중심에서의 자계의 세기(AT/m)는?

(정답률: 65%)
  • 정삼각형 회로의 중심에서 자계의 세기는 각 변에 의해 발생하는 자계의 합으로 구할 수 있습니다. 한 변의 길이가 $l$인 정삼각형의 중심까지의 거리를 고려하여 계산하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{9I}{2\pi l}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{9I}{2\pi l}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{9I}{2\pi l}$
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4과목: 전력공학

61. 연간 전력량이 E(kWh)이고, 연간 최대전력이 W(kW)인 연부하율은 몇% 인가?

(정답률: 73%)
  • 연부하율은 연간 평균전력을 연간 최대전력으로 나눈 비율을 의미합니다. 연간 평균전력은 연간 전력량을 1년의 총 시간인 $8760$시간($365\text{일} \times 24\text{시간}$)으로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{\frac{E}{8760}}{W} \times 100$ 연부하율 = (연간 평균전력 / 연간 최대전력) × 100
    ② [숫자 대입] $\frac{E}{8760 \times W} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\frac{E}{8760W} \times 100$
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62. 동기조상기에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 동기전동기의 V특성을 이용하는 설비이다.
  2. 동기전동기를 부족여자로 하여 컨덕터로 사용한다.
  3. 동기전동기를 과여자로 하여 콘덴서로 사용한다.
  4. 송전계통의 전압을 일정하게 유지하기 위한 설비이다.
(정답률: 64%)
  • 동기조상기는 계자전류를 조절하여 무효전력을 제어하는 설비입니다. 부족여자로 운전할 때는 지상전류를 공급하는 인덕터(리액터)로 동작하며, 과여자로 운전할 때 콘덴서로 동작합니다.

    오답 노트
    동기전동기를 부족여자로 하여 컨덕터로 사용한다: 컨덕터가 아니라 인덕터로 사용해야 합니다.
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63. 플리커 경감을 위한 전력 공급측의 방안이 아닌 것은?

  1. 공급 전압을 낮춘다.
  2. 전용 변압기로 공급한다.
  3. 단독 공급 계통을 구성한다.
  4. 단락 용량이 큰 계통에서 공급한다.
(정답률: 84%)
  • 플리커 현상은 전압 변동으로 인해 발생하므로, 계통의 임피던스를 낮추어 전압 변동을 최소화하는 것이 핵심입니다. 공급 전압을 낮추는 것은 플리커 경감과 직접적인 관련이 없으며 오히려 전압 안정도를 저해할 수 있습니다.
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64. 그림과 같은 단거리 배전선로의 송전단 전압 6600V, 역률은 0.9 이고, 수전단 전압 6100V, 역률 0.8 일 때 회로에 흐르는 전류 I(A)는? (단, Es 및 Er은 송ㆍ수전단 대지전압이며, r=20Ω, x=10Ω 이다.)

  1. 20
  2. 35
  3. 53
  4. 65
(정답률: 50%)
  • 송전단과 수전단의 전력 평형 관계에서 전력 손실은 저항에 의한 전압 강하와 전류의 곱으로 나타낼 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{E_{s} \cos \theta_{s} - E_{r} \cos \theta_{r}}{r}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{6600 \times 0.9 - 6100 \times 0.8}{20}$
    ③ [최종 결과] $I = 53$
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65. 그림과 같은 22kV 3상 3선식 전선로의 P점에 단락이 발생하였다면 3상 단락전류는 약 몇 A인가? (단, %리액턴스는 8%이며 저항분은 무시한다.)

  1. 6561
  2. 8560
  3. 11364
  4. 12684
(정답률: 50%)
  • 3상 단락전류는 정격전류에 퍼센트 임피던스의 역수를 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I_{s} = \frac{100}{\%Z} \times I_{n} = \frac{100}{\%Z} \times \frac{P}{\sqrt{3}V}$
    ② [숫자 대입] $I_{s} = \frac{100}{8} \times \frac{20000}{\sqrt{3} \times 22}$
    ③ [최종 결과] $I_{s} = 6561$
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66. 피뢰기가 그 역할을 잘 하기 위하여 구비되어야 할 조건으로 틀린 것은?

  1. 속류를 차단할 것
  2. 내구력이 높을 것
  3. 충격방전 개시전압이 낮을 것
  4. 제한전압은 피뢰기의 정격전압과 같게 할 것
(정답률: 81%)
  • 피뢰기는 이상전압 발생 시 신속히 방전하여 기기를 보호해야 하므로 제한전압은 낮을수록 유리합니다. 제한전압이 정격전압과 같아지면 보호 대상 기기의 절연 수준을 초과할 위험이 있어 부적절합니다.

    오답 노트
    속류 차단, 내구력 확보, 충격방전 개시전압 저하: 피뢰기가 갖추어야 할 필수적인 성능 조건입니다.
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67. 단락용량 5000MVA인 모선의 전압이 154kV라면 등가 모선임피던스는 약 몇 Ω 인가?

  1. 2.54
  2. 4.74
  3. 6.34
  4. 8.24
(정답률: 60%)
  • 단락용량 공식을 이용하여 모선의 등가 임피던스를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z = \frac{V^2}{P_s}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z = \frac{154^2}{5000 \times 10^6}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Z = 4.74 \Omega$$
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68. 피뢰기의 제한전압이란?

  1. 충격파의 방전개시전압
  2. 상용주파수의 방전개시전압
  3. 전류가 흐르고 있을 때의 단자전압
  4. 피뢰기 동작 중 단자전압의 파고값
(정답률: 84%)
  • 제한전압이란 피뢰기가 동작하여 방전 전류가 흐르고 있을 때, 피뢰기 단자 사이에 남게 되는 충격전압의 파고값을 의미합니다.
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69. 송전계통의 안정도를 증진시키는 방법이 아닌 것은?

  1. 전압변동을 적게 한다.
  2. 제동저항기를 설치한다.
  3. 직렬리액턴스를 크게 한다.
  4. 중간조상기방식을 채용한다.
(정답률: 81%)
  • 송전계통의 안정도를 높이기 위해서는 전력 전송 능력을 증대시키고 전압 변동을 억제해야 합니다. 직렬리액턴스를 크게 하면 전송 전력이 감소하여 안정도가 저하되므로, 안정도 증진을 위해서는 직렬리액턴스를 작게 해야 합니다.

    오답 노트
    전압변동 억제, 제동저항기 설치, 중간조상기 채용: 모두 계통의 댐핑을 높이거나 전압을 유지하여 안정도를 향상시키는 방법입니다.
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70. 그림과 같은 전력계통의 154kV 송전선로에서 고장 지락 임피던스 Zgf를 통해서 1선 지락 고장이 발생되었을 때 고장점에서 본 영상 %임피던스는? (단, 그림에 표시한 임피던스는 모두 동일용량, 100MVA 기준으로 환산한 %임피던스임)

  1. Z0=Zℓ+Zt+ZG
  2. Z0=Zℓ+Zt+Zgf
  3. Z0=Zℓ+Zt+3Zgf
  4. Z0=Zℓ+Zt+Zgf+ZG+ZGN
(정답률: 74%)
  • 1선 지락 고장 시 영상 임피던스는 선로 임피던스, 변압기 임피던스, 그리고 지락 지점의 임피던스를 합산하여 구합니다. 이때 영상 전류는 중성점에서 3배가 되어 흐르므로 지락 임피던스 $Z_{gf}$에 3을 곱해줘야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z_0 = Z_{\ell} + Z_t + 3Z_{gf}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z_0 = Z_{\ell} + Z_t + 3Z_{gf}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Z_0 = Z_{\ell} + Z_t + 3Z_{gf}$$
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71. 저압배전선로에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 저압 뱅킹 방식은 전압변동을 경감할 수 있다.
  2. 밸런서(balancer)는 단상 2선식에 필요하다.
  3. 배전선로의 부하율이 F일 때 손실계수는 F와 F2의 중간 값이다.
  4. 수용률이란 최대수용전력을 설비용량으로 나눈 값을 퍼센트로 나타낸 것이다.
(정답률: 80%)
  • 밸런서는 단상 3선식 배전방식에서 중성선을 기준으로 양단 부하의 불평형을 방지하여 전압 균형을 맞추기 위해 사용합니다.

    오답 노트
    단상 2선식: 밸런서가 필요 없는 방식입니다.
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72. 비등수형 원자로의 특색이 아닌 것은?

  1. 열교환기가 필요하다.
  2. 기포에 의한 자기 제어성이 있다.
  3. 방사능 때문에 증기는 완전히 기수분리를 해야 한다.
  4. 순환펌프로서는 급수펌프뿐이므로 펌프동력이 작다.
(정답률: 58%)
  • 비등수형 원자로(BWR)는 원자로 내에서 직접 물을 끓여 증기를 발생시켜 터빈으로 보내는 방식입니다. 따라서 가압경수로(PWR)와 달리 1차 계통과 2차 계통을 분리하는 열교환기가 필요하지 않은 것이 특징입니다.
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73. 전력계통에서 내부 이상전압의 크기가 가장 큰 경우는?

  1. 유도성 소전류 차단시
  2. 수차발전기의 부하 차단시
  3. 무부하 선로 충전전류 차단시
  4. 송전선로의 부하 차단기 투입시
(정답률: 71%)
  • 내부이상전압은 계통 조작이나 고장 시 발생하며, 투입보다는 개방 시에, 부하 상태보다는 무부하 상태일 때 더 높은 전압이 발생합니다. 특히 무부하 선로 충전전류 차단 시 전압이 $4 \sim 6$배 $V_s$까지 상승하여 가장 가혹한 조건이 됩니다.
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74. 3상 결선 변압기의 단상 운전에 의한 소손방지 목적으로 설치하는 계전기는?

  1. 단락 계전기
  2. 결상 계전기
  3. 지락 계전기
  4. 과전압 계전기
(정답률: 69%)
  • 3상 결선 변압기에서 한 상이 끊어지는 결상 사고가 발생하면 나머지 상에 과전류가 흐르거나 단상 운전 상태가 되어 변압기가 소손될 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 결상 여부를 감지하여 차단하는 결상 계전기를 설치합니다.
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75. 송전선로의 각 상전압이 평형되어 있을 때 3상 1회선 송전선의 작용정전용량(μF/km)을 옳게 나타낸 것은? (단, r은 도체의 반지름 (m), D는 도체의 등가선간거리(m)이다.)

(정답률: 55%)
  • 3상 1회선 송전선로의 작용정전용량 $C$는 도체의 반지름 $r$과 등가선간거리 $D$를 이용하여 다음과 같이 계산합니다.
    $C = \frac{0.02413}{D \log_{10} \frac{D}{r}}$ $\mu\text{F/km}$
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76. 인터록(interlock)의 기능에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 조작자의 의중에 따라 개폐되어야 한다.
  2. 차단기가 열려 있어야 단로기를 닫을 수 있다.
  3. 차단기가 닫혀 있어야 단로기를 닫을 수 있다.
  4. 차단기와 단로기를 별도로 닫고, 열 수 있어야 한다.
(정답률: 74%)
  • 인터록은 오조작으로 인한 사고를 방지하기 위한 강제적인 제어 장치입니다. 단로기는 부하 전류를 차단하는 능력이 없으므로, 반드시 차단기가 열려 있어야 단로기를 닫을 수 있도록 설계하여 안전을 확보합니다.

    오답 노트
    차단기가 닫혀 있어야 단로기를 닫을 수 있다: 부하 전류가 흐르는 상태에서 단로기를 조작하면 아크가 발생하여 매우 위험함
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77. 송전선로에서 송전전력, 거리, 전력손실율과 전선의 밀도가 일정하다고 할 때, 전선 단면적 A(mm2)는 전압 V(V)와 어떤 관계에 있는가?

  1. V에 비례한다.
  2. V2에 비례한다.
  3. 1/V 에 비례한다.
  4. 1/V2 에 비례한다.
(정답률: 70%)
  • 전력손실 $P_{L}$은 전류의 제곱에 비례하며, 전류는 전압의 역수에 비례합니다. 따라서 전력손실율을 일정하게 유지하기 위한 전선 단면적 $A$는 전압의 제곱에 반비례하는 관계를 가집니다.
    $$A \propto \frac{1}{V^{2}}$$
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78. 화력발전소에서 재열기의 목적은?

  1. 급수 예열
  2. 석탄 건조
  3. 공기 예열
  4. 증기 가열
(정답률: 67%)
  • 재열기는 고압 터빈에서 팽창하여 온도가 낮아진 증기를 다시 가열하여 터빈의 효율을 높이고, 최종 단의 증기가 습해져 날개가 부식되는 것을 방지하기 위해 증기 가열을 목적으로 사용합니다.
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79. 150kVA 단상변압기 3대를 △-△결선으로 사용하다가 1대의 고장으로 V-V결선하여 사용하면 약 몇 kVA 부하까지 걸 수 있겠는가?

  1. 200
  2. 220
  3. 240
  4. 260
(정답률: 60%)
  • △-△ 결선에서 변압기 1대가 고장나 V-V 결선으로 운전할 때, 출력은 변압기 3대분 용량의 57.7%가 되며, 개별 변압기 용량의 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{V} = \sqrt{3} \times P_{1}$
    ② [숫자 대입] $P_{V} = \sqrt{3} \times 150$
    ③ [최종 결과] $P_{V} = 259.8 \approx 260$ kVA
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80. 차단기의 정격 차단시간은?

  1. 고장 발생부터 소호까지의 시간
  2. 가동접촉자 시동부터 소호까지의 시간
  3. 트립코일 여자부터 소호까지의 시간
  4. 가동접촉자 개구부터 소호까지의 시간
(정답률: 82%)
  • 차단기의 정격 차단시간은 차단 동작을 지시하는 트립코일이 여자된 순간부터 전류가 완전히 차단되어 소호될 때까지의 시간을 말합니다.
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