전기산업기사 필기 기출문제복원 (2011-03-20)

전기산업기사 2011-03-20 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2011-03-20 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 자장 중에서 도선에 발생되는 유기 기전력의 방향은 어떤 법칙에 의하여 설명되는가?

  1. 패러데이(Faraday)의 법칙
  2. 앙페르(Ampere)의 오른나사 법칙
  3. 렌츠(Lenz)의 법칙
  4. 가우스(Gauss)의 법칙
(정답률: 67%)
  • 유기 기전력의 방향은 자속의 변화를 방해하려는 방향으로 발생한다는 렌츠의 법칙에 의해 결정됩니다.

    오답 노트
    패러데이의 법칙: 유기기전력의 크기 결정
    앙페르의 오른나사 법칙: 전류에 의한 자장의 방향 결정
    가우스의 법칙: 전하와 전기력선의 관계 설명
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2. 무한장 솔레노이드에 전류가 흐를 때 발생되는 자장에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 내부 자장은 평등 자장이다.
  2. 외부와 내부 자장의 세기는 같다.
  3. 외부 자장은 평등 자장이다.
  4. 내부 자장의 세기는 0이다.
(정답률: 49%)
  • 무한장 솔레노이드 내부에서는 자계의 세기가 일정하고 방향이 모두 같은 평등 자장이 형성되며, 외부 자계의 세기는 $0$이 됩니다.

    오답 노트
    외부와 내부 자장의 세기는 같다: 외부 자계는 $0$이므로 다름
    외부 자장은 평등 자장이다: 외부 자계는 $0$임
    내부 자장의 세기는 0이다: 내부에서 최대 자계가 형성됨
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3. 패러데이관의 설명 중 틀린 것은?

  1. +1[C]의 진전하에 -1[C]의 진전하로 끝나는 1개의 관으로 가정한다.
  2. 관의 양끝에는 정, 부의 단위 진전하가 있다.
  3. 관의 밀도는 전속밀도와 동일하다.
  4. 관속에 있는 전속수는 진전하가 있으면 일정하고 연속이다.
(정답률: 62%)
  • 패러데이관 내의 전속수는 진전하가 없는 곳에서만 일정하고 연속적입니다. 진전하가 존재하면 전속이 시작되거나 끝나는 지점이 되므로 연속적이지 않습니다.
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4. 무한장 직선도체에 선전하밀도 λ[C/m]의 전하가 분포되어 있는 경우 직선도체를 축으로 하는 반지름 r의 원통면상의 전계는 몇 [V/m] 인가?

(정답률: 62%)
  • 무한장 직선도체에서 전계의 세기는 선전하밀도에 비례하고, 거리와 유전율에 반비례하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon r}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{1}{2\pi\epsilon_0} \times \frac{\lambda}{r}$
    ③ [최종 결과]
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5. 극판의 면적이 50cm2, 극판사이의 간격이 1mm, 극판사이의 매질이 비유전율이 5인 평행판 콘덴서의 정전용량은 약 몇[㎊] 인가?

  1. 220
  2. 22
  3. 250
  4. 25
(정답률: 54%)
  • 평행판 콘덴서의 정전용량은 유전율, 면적, 간격의 관계를 통해 구할 수 있습니다. 이때 유전율은 진공 유전율 $\epsilon_{0}$에 비유전율 $\epsilon_{s}$를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{\epsilon_{0} \epsilon_{s} S}{d}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{8.855 \times 10^{-12} \times 5 \times 50 \times 10^{-4}}{1 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $C = 221.375 \times 10^{-12} \approx 220 \text{ pF}$
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6. 평등 전계내에서 5C의 전하를 30㎝ 이동 시키는데 120J 의 일이 소요되었다. 전계의 세기는 몇[V/m] 인가?

  1. 24
  2. 36
  3. 80
  4. 160
(정답률: 49%)
  • 전계의 세기는 단위 길이당 전위차 또는 전하를 이동시키는 데 필요한 일의 양으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{W}{Q \times l}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{120}{5 \times 0.3}$
    ③ [최종 결과] $E = 80$
    따라서 전계의 세기는 $80\text{ V/m}$ 입니다.
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7. 정전차폐와 자기차폐에 비교하였을 때 옳은 것은?

  1. 정전차폐가 자기차폐에 비교하여 완전하다.
  2. 정전차폐가 자기차폐에 비교하여 불완전하다.
  3. 두 차폐방법은 모두 완전하다.
  4. 두 차폐방법은 모두 불완전하다.
(정답률: 69%)
  • 정전차폐는 도체로 완전히 둘러싸면 내부 전계를 0으로 만들 수 있어 완전한 차폐가 가능하지만, 자기차폐는 투자율이 무한대인 이상적인 도체가 존재하지 않기 때문에 완전히 차단하는 것이 불가능하여 불완전합니다.
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8. 다음 식 중 포인팅 벡터를 나타낸 식과 단위를 바르게 표현한 것은?

(정답률: 71%)
  • 포인팅 벡터(Poynting vector)는 전자기파가 단위 시간당 단위 면적을 통해 운반하는 에너지의 흐름(전력 밀도)을 나타내며, 전계 $\vec{E}$와 자계 $\vec{H}$의 외적으로 정의됩니다.
    $$\vec{E} \times \vec{H} [W/m^{2}]$$
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9. 전계와 자계와의 관계식으로 옳은 것은?

(정답률: 73%)
  • 전계 $E$와 자계 $H$의 관계는 매질의 투자율 $\mu$와 유전율 $\epsilon$에 의해 결정되며, 기본 관계식은 다음과 같습니다.
    $$\frac{E}{H} = \frac{\sqrt{\mu}}{\sqrt{\epsilon}}$$
    이를 정리하면 $\sqrt{\mu}H = \sqrt{\epsilon}E$가 되므로, 정답은 입니다.
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10. 평면도체 표면에서 d의 거리에 점전하 Q가 있을 때 이 전하를 무한원점까지 운반하는데 요하는 일을 구하면 몇[J] 인가?

(정답률: 72%)
  • 평면도체 표면의 점전하를 무한원점까지 운반하는 일은 영상전하법을 이용하여 계산하며, 전하 $Q$와 거리 $2d$만큼 떨어진 영상전하 $-Q$ 사이의 정전 에너지를 구하는 것과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$W = \frac{Q^2}{4\pi\epsilon_0(2d)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$W = \frac{Q^2}{8\pi\epsilon_0d}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{Q^2}{16\pi\epsilon_0d}$$
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11. 히스테리시스손은 주파수 및 최대자속밀도와 어떤 관계에 있는가?

  1. 주파수와 최대자속밀도에 비례한다.
  2. 주파수에 비례하고 최대자속밀도의 1.6승에 비례한다.
  3. 주파수와 최대자속밀도에 반비례한다.
  4. 주파수에 반비례하고 최대자속밀도의 1.6승에 비례한다.
(정답률: 64%)
  • 히스테리시스손은 주파수와 최대자속밀도의 특정 승수에 비례하는 특성을 가집니다.
    $$P_h = k \cdot f \cdot B_m^{1.6}$$
    위 식에 따라 주파수에 비례하고 최대자속밀도의 $1.6$승에 비례합니다.
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12. 대전도체의 내부전위는?

  1. 항상 0이다.
  2. 표면전위와 같다.
  3. 대지전압과 전하의 곱으로 표현된다.
  4. 공기의 유전률과 같다.
(정답률: 48%)
  • 대전도체는 내부의 전계가 0이므로 도체 내부의 모든 점은 전위가 동일한 등전위체가 됩니다. 따라서 내부전위는 표면전위와 같습니다.
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13. 평행판콘덴서의 극판사이가 진공일 때의 용량을 C0, 비유전률 Es 의 유전체를 채웠을 때의 용량을 C라 할 때, 이들의 관계식은?

(정답률: 59%)
  • 평행판 콘덴서의 정전용량은 유전율에 비례합니다. 진공일 때의 용량 $C_0$에 비유전율 $\epsilon_s$인 유전체를 채우면 용량은 $\epsilon_s$배만큼 증가합니다.
    ① [기본 공식]
    $$C = \epsilon_s C_0$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{C}{C_0} = \epsilon_s$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{C}{C_0} = \epsilon_s$$
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14. 전하 Q1, Q2간의 작용력이 F1일 때 이 근처에 전하 Q3을 놓을 경우 Q1과 Q2사이의 전기력을 F2라 하면?

  1. F1 = F2
  2. F1 ＜ F2
  3. F1 ＞ F2
  4. Q3의 크기에 따라 다르다.
(정답률: 75%)
  • 쿨롱의 법칙에 따라 두 전하 사이에 작용하는 전기력은 두 전하의 전하량과 거리의 제곱에만 의존합니다. 주변에 새로운 전하 $Q_3$를 놓더라도 $Q_1$과 $Q_2$ 사이의 거리와 전하량이 변하지 않으므로, 두 전하 사이에 작용하는 전기력의 크기는 동일합니다.
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15. 어떤 코일에 흐르는 전류가 0.01초 동안에 일정하게 50A로부터 10A로 바뀔 때에 20V의 기전력이 발생한다면 자기인덕턴스는 몇[mH] 인가?

  1. 5
  2. 7
  3. 9
  4. 12
(정답률: 70%)
  • 코일에 흐르는 전류의 시간적 변화율과 유도 기전력의 관계를 이용하여 자기인덕턴스를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = \frac{e \times dt}{di}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = \frac{20 \times 0.01}{50-10}$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = 0.005\text{ H} = 5\text{ mH}$$
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16. 평등자계 H0 내에서 얇은 철판을 자계와 수직으로 놓았을 때 철판 내부의 자계의 세기 Hi는? (단, 철의 비투자율은 μs, 자화율은 X이다.)

  1. Hi=H0
  2. Hi=XH0
  3. Hi=μsH0
  4. Hi=H0/μs
(정답률: 50%)
  • 자계에 수직으로 놓인 얇은 철판 내부에서는 자계의 세기가 비투자율 $\mu_s$에 반비례하여 감소하는 특성을 가집니다.
    따라서 내부 자계 $H_i$는 다음과 같습니다.
    $$H_i = \frac{H_0}{\mu_s}$$
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17. 투자율이 μ이고, 감자율이 N인 자성체를 평등자계 H0중에 놓았을 때, 이 자성체의 자화의 세기 J를 구하면?

(정답률: 58%)
  • 자성체가 외부 자계 $H_0$ 중에 놓일 때, 내부 자계는 감자장으로 인해 감소하며 자화의 세기 $J$는 투자율 $\mu$와 감자율 $N$의 관계에 의해 결정됩니다.
    $$J = \frac{\mu_0(\mu_s-1)}{1+N(\mu_s-1)}H_0$$
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18. 다음 물질 중에서 비유전율이 가장 큰 것은?

  1. 운모
  2. 유리
  3. 증류수
  4. 고무
(정답률: 63%)
  • 물질의 비유전율은 전하를 저장할 수 있는 능력을 나타내며, 제시된 물질 중 증류수의 비유전율이 약 $80$으로 가장 큽니다.

    오답 노트
    운모: $6 \sim 8$
    유리: $5.6$
    고무: $7$
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19. 자계의 세기 1500AT/m 되는 점의 자속밀도가 2.8Wb/m2 이다. 이 공간의 비투자율은 약 얼마인가?

  1. 1.86 × 10-3
  2. 1.86 × 10-2
  3. 1.48 × 103
  4. 1.48 ×102
(정답률: 47%)
  • 자속밀도, 자계의 세기, 투자율의 관계식을 이용하여 비투자율을 구합니다.
    ① [기본 공식] $\mu_{s} = \frac{B}{\mu_{0} H}$
    ② [숫자 대입] $\mu_{s} = \frac{2.8}{4\pi \times 10^{-7} \times 1500}$
    ③ [최종 결과] $\mu_{s} = 1.48 \times 10^{3}$
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20. 점전하 +Q의 무한 평면도체에 대한 영상전하는?

  1. +Q
  2. -Q
  3. +2Q
  4. -2Q
(정답률: 83%)
  • 영상전하법에 의해 무한 평면도체 위에 점전하 $+Q$가 있을 때, 도체 내부에는 전위 분포를 일정하게 유지하기 위해 크기는 같고 부호는 반대인 $-Q$의 영상전하가 존재하게 됩니다.
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2과목: 전력공학

21. 선간거리가 2D[m] 이고 선로 도선의 지름이 d[m]인 선로의 정전용량은 몇 [㎌/㎞]인가?

(정답률: 55%)
  • 단상 2선식 선로의 정전용량 공식을 이용하여, 주어진 선간거리와 도체 반지름을 대입해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{0.02413}{\log_{10} \frac{D}{r}}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{0.02413}{\log_{10} \frac{2D}{d/2}}$
    ③ [최종 결과] $C = \frac{0.02413}{\log_{10} \frac{4D}{d}}$
    따라서 정답은 입니다.
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22. 200V, 10kVA인 3상 유도전동기가 있다. 어느 날의 부하실적은 1일의 사용전력량 72kWh, 1일의 최대전력이 9kW, 최대부하일 때의 전류가 35A이었다. 1일의 부하율과 최대공급전력일 때의 역률은 몇 [%] 인가?

  1. 부하율 : 31.3, 역률 : 74.2
  2. 부하율 : 33.3, 역률 : 74.2
  3. 부하율 : 31.3, 역률 : 82.5
  4. 부하율 : 33.3, 역률 : 82.5
(정답률: 52%)
  • 부하율은 평균전력을 최대전력으로 나눈 값이며, 역률은 최대전력을 3상 전력 공식의 피상전력으로 나누어 계산합니다.
    1. 부하율 계산
    $$\text{부하율} = \frac{\text{평균전력}}{\text{최대전력}} \times 100$$
    $$\text{부하율} = \frac{72 / 24}{9} \times 100$$
    $$\text{부하율} = 33.3$$
    2. 역률 계산
    $$\cos \theta = \frac{P}{\sqrt{3} V I}$$
    $$\cos \theta = \frac{9}{\sqrt{3} \times 200 \times 35}$$
    $$\cos \theta = 0.742$$
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23. 배전선로의 전기방식 중 전선의 중량(전선비용)이 가장 적게 소요되는 전기방식은? (단, 배전전압, 거리, 전력 및 선로손실 등은 같다고 한다.)

  1. 단상 2선식
  2. 단상 3선식
  3. 3상 3선식
  4. 3상 4선식
(정답률: 66%)
  • 동일한 전력 전송 조건에서 3상 4선식은 전압 이용 효율이 가장 높고 전선 수를 최적화할 수 있어, 전선의 중량 및 비용이 가장 적게 소요되는 경제적인 방식입니다.
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24. 가공 송전선에 사용되는 애자 1연 중 전압부담이 최대인 애자는?

  1. 철탑에 제일 가까운 애자
  2. 전선에 제일 가까운 애자
  3. 중앙에 있는 애자
  4. 철탑과 애자연 중앙의 그 중간에 있는 애자
(정답률: 78%)
  • 가공 송전선의 애자련에서 전압 분담은 전선에 가까울수록 크고, 철탑에 가까울수록 작습니다. 따라서 전선에 제일 가까운 애자가 최대 전압을 부담하게 됩니다.
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25. 철탑의 탑각 접지저항이 커지면 가장 크게 우려되는 문제점은?

  1. 역섬락 발생
  2. 코로나 증가
  3. 정전유도
  4. 차폐각 증가
(정답률: 79%)
  • 철탑의 탑각 접지저항이 커지면 뇌격 시 탑각 전위가 급격히 상승하여, 전선에서 탑각으로 섬락이 일어나는 것이 아니라 탑각에서 전선으로 역방향 섬락이 발생하는 역섬락 현상이 우려됩니다.
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26. 직접접지방식에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 이상전압 발생의 우려가 거의 없다.
  2. 계통의 절연수준이 낮아지므로 경제적이다.
  3. 변압기의 단절연이 가능하다.
  4. 보호계전기가 신속히 작동하므로 과도안정도가 좋다.
(정답률: 53%)
  • 직접접지방식은 지락사고 시 보호계전기가 매우 신속하고 민감하게 동작하여 전원을 차단하므로, 계통의 과도안정도는 오히려 나빠지게 됩니다.

    오답 노트
    이상전압 발생 우려 거의 없음: 직접접지방식의 특징
    절연수준 낮아 경제적: 직접접지방식의 특징
    단절연 가능: 직접접지방식의 특징
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27. 전압 3300/105-0-105[V]의 단상 3선식 변압기에 60A, 60% 및 50A, 80%의 불평형, 늦은 역률 부하를 걸었을 때 총 유효전력은 약 몇 [kW]인가?

  1. 5
  2. 8
  3. 11
  4. 14
(정답률: 52%)
  • 단상 3선식의 총 유효전력은 각 상(선로)에서 소비되는 유효전력의 합으로 계산합니다.
    ① [각 상의 유효전력] $P = V I \cos \theta$
    ② [숫자 대입] $P = (105 \times 60 \times 0.6) + (105 \times 50 \times 0.8) = 3780 + 4200$
    ③ [최종 결과] $P = 7980$ W $\approx 8$ kW
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28. 자가용 변전소의 1차측 차단기의 용량을 결정할 때 가장 밀접한 관계가 있는 것은?

  1. 부하설비 용량
  2. 공급측의 전기설비용량
  3. 부하의 부하율
  4. 수전계약 용량
(정답률: 73%)
  • 차단기의 용량은 사고 시 흐르는 최대 단락전류에 의해 결정되며, 이는 전원측(공급측)의 임피던스와 전기설비용량에 의해 결정됩니다.
    $$P_{s} = \frac{100}{\%Z} P_{n}$$
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29. 소호각(arcing horn)의 사용 목적은?

  1. 클램프의 보호
  2. 전선의 진동방지
  3. 애자의 보호
  4. 이상전압의 발생 방지
(정답률: 76%)
  • 소호각은 이상전압 발생 시 아크를 유도하여 애자의 표면을 따라 발생하는 섬락으로부터 애자를 보호하기 위해 설치합니다.

    오답 노트
    전선의 진동방지: 댐퍼 사용
    이상전압의 발생 방지: 중성선 접지 등
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30. 단상 교류회로에 3150/210V 의 승압기를 80kW, 역률 0.8인 부하에 접속하여 전압을 상승시키는 경우 약 몇[kVA] 의 승압기를 사용하여야 적당한가? (단, 전원전압은 2900V 이다.)

  1. 3.6[kVA]
  2. 5.5[kVA]
  3. 6.8[kVA]
  4. 10[kVA]
(정답률: 50%)
  • 승압기 용량을 구하기 위해 먼저 승압 후의 2차 전압을 계산하고, 부하 전류를 통해 변압기 용량을 산출합니다.
    ① [승압 후 전압] $E_{2} = E_{1} ( 1 + \frac{e_{2}}{e_{1}} )$
    ② [숫자 대입] $E_{2} = 2900 ( 1 + \frac{210}{3150} ) = 3093.33$ V
    ③ [부하 전류] $I_{2} = \frac{P}{E_{2} \cos \theta} = \frac{80000}{3093.33 \times 0.8} = 32.33$ A
    ④ [변압기 용량] $P_{v} = e_{2} I_{2} = 210 \times 32.33 = 6789.3$ VA $\approx 6.8$ kVA
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31. 차단기의 정격차단 시간의 표준이 아닌 것은?

  1. 3Hz
  2. 5Hz
  3. 8Hz
  4. 10Hz
(정답률: 76%)
  • 차단기의 정격차단 표준시간은 $3\text{Hz}$, $5\text{Hz}$, $8\text{Hz}$로 규정되어 있습니다.
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32. 전선의 손실계수 H와 부하율 F와의 관계는?

  1. 0≤F2≤H≤F≤1
  2. 0≤H2≤F≤H≤1
  3. 0≤H≤F2≤F≤1
  4. 0≤F≤H2≤H≤1
(정답률: 66%)
  • 전선의 손실계수 $H$와 부하율 $F$의 관계는 부하율의 제곱보다 손실계수가 크거나 같고, 손실계수는 다시 부하율보다 작거나 같은 범위를 가집니다.
    $$0 \le F^{2} \le H \le F \le 1$$
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33. 저항 10[Ω], 리액턴스 15[Ω]인 3상 송전선로가 있다. 수전단전압 60[kV], 부하역률 0.8[lag], 전류 100A라 할 때 송전단 전압은?

  1. 약 33[kV]
  2. 약 42[kV]
  3. 약 58[kV]
  4. 약 63[kV]
(정답률: 56%)
  • 송전단 전압은 수전단 전압에 선로의 전압 강하분을 더하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{s} = V_{r} + \sqrt{3} I (R \cos \theta + X \sin \theta)$
    ② [숫자 대입] $V_{s} = 60000 + \sqrt{3} \times 100 \times (10 \times 0.8 + 15 \times 0.6)$
    ③ [최종 결과] $V_{s} = 62.94 \text{ kV}$
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34. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 직류송전에서는 무효전력을 보낼 수 없다.
  2. 선로의 정상 및 역상임피던스는 같다.
  3. 계통을 연계하면 통신선에 대한 유도장해가 감소된다.
  4. 장간애자는 2련 또는 3련으로 사용할 수 있다.
(정답률: 50%)
  • 계통을 연계하면 퍼센트 임피던스가 감소하여 단락 전류가 증가하게 되며, 이로 인해 통신선에 대한 유도장해는 오히려 증가하게 됩니다.
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35. 발전소 원동기로 이용되는 가스터빈의 특징을 증기터빈과 내연기관에 비교하였을 때 옳은 것은?

  1. 평균효율이 증기터빈에 비하여 대단히 낮다.
  2. 기동시간이 짧고 조작이 간단하므로 첨두부하 발전에 적당하다
  3. 냉각수가 비교적 많이 든다.
  4. 설비가 복잡하며, 건설비 및 유지비가 많고 보수가 어렵다.
(정답률: 61%)
  • 가스터빈은 소형·경량이며 기동 시간이 짧고 조작이 간단하여, 전력 수요가 급증할 때 빠르게 대응해야 하는 첨두부하 발전에 매우 적합합니다.

    오답 노트
    평균효율이 낮다: 증기터빈보다 효율이 높음
    냉각수가 많이 든다: 냉각수가 다량으로 필요하지 않음
    설비가 복잡하고 보수가 어렵다: 건설비 및 유지비가 저렴함
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36. 연가를 하는 주된 목적으로 옳은 것은?

  1. 선로정수의 평형
  2. 유도뢰의 방지
  3. 계전기의 확실한 동작의 확보
  4. 전선의 절약
(정답률: 81%)
  • 연가는 전선들의 배치 위치를 바꾸어 각 상의 선로정수(L, C)를 동일하게 만들어 전압 불평형을 방지하고 선로정수의 평형을 유지하기 위해 시행합니다.
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37. 선로의 커패시턴스와 무관한 것은?

  1. 중성점 잔류전압
  2. 발전기 자기여자현상
  3. 개폐서지
  4. 전자유도
(정답률: 61%)
  • 전자유도는 전선 주위의 자속 변화로 인해 발생하는 현상으로, 커패시턴스($C$)가 아닌 인덕턴스($L$) 성분과 밀접한 관련이 있습니다.
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38. 그림과 같은 열사이클의 명칭은?

  1. 랭킹사이클
  2. 재생사이클
  3. 재열사이클
  4. 재생재열사이클
(정답률: 69%)
  • 터빈에서 추출한 증기를 급수 가열기에 공급하여 급수의 온도를 높이는 구조를 가진 사이클은 재생사이클입니다.

    오답 노트
    재열사이클: 터빈에서 팽창된 증기를 다시 가열기로 보내 가열하는 방식
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39. 저수지의 이용 수심이 클 때 사용하면 유리한 조압수조는?

  1. 차동조압수조
  2. 단동조압수조
  3. 수실조압수조
  4. 제수공조압수조
(정답률: 57%)
  • 수실조압수조는 수조 내부에 공기실을 두지 않고 물의 무게를 이용하여 압력을 조절하므로, 저수지의 이용 수심이 깊어 수압이 클 때 매우 유리합니다.
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40. 3상3선식 선로에서 각 선의 대지정전용량이 Cs[F] 선간정전용량이 Cm[F]일 때, 1선의 작용정전용량은 몇[F]인가?

  1. 2Cs+Cm
  2. Cs+2Cm
  3. 3Cs+Cm
  4. Cs+3Cm
(정답률: 75%)
  • 3상 3선식 선로에서 1선의 작용 정전용량은 대지 정전용량 $C_{s}$와 선간 정전용량 $C_{m}$의 조합으로 결정되며, 공식에 의해 $C_{s} + 3C_{m}$이 됩니다.
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3과목: 전기기기

41. 유도 전동기의 회전력 발생 요소 중 제곱에 비례하는 요소는?

  1. 슬립
  2. 2차 권선저항
  3. 2차 임피던스
  4. 2차 기전력
(정답률: 63%)
  • 유도 전동기의 토크(회전력)는 2차 기전력의 제곱에 비례하여 발생합니다.
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42. 직류분권 발전기의 무부하 포화곡선이 이고, if는 계자전류[A], V는 무부하 전압[V]으로 주어질 때 계자 회로의 저항이 20[Ω]이면 몇[V]의 전압이 유기 되는가?

  1. 140
  2. 160
  3. 280
  4. 300
(정답률: 61%)
  • 계자 회로의 옴의 법칙과 주어진 무부하 포화곡선 식을 연립하여 유기 전압을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V = R_{f} i_{f}$ 및 $$V = \frac{940 i_{f}}{33 + i_{f}}$$
    ② [숫자 대입] $V = 20 i_{f} \implies i_{f} = \frac{V}{20} \implies V = \frac{940 \times \frac{V}{20}}{33 + \frac{V}{20}}$
    ③ [최종 결과] $V = 280$
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43. 동기 전동기의 자기동법에서 계자권선을 단락하는 이유는?

  1. 고전압이 유도된다.
  2. 전기자 반작용을 방지한다.
  3. 기동권선으로 이용한다.
  4. 기동이 쉽다.
(정답률: 49%)
  • 자기동법 기동 시 2차측에 방전저항을 접속하여 단락 상태로 만드는 이유는 절연 보호를 위해 고전압이 유도되는 것을 방지하기 위함입니다.
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44. 단상 전파 정류회로에서 교류전압 v=628sin315t[V], 부하저항 20[Ω]일 때 직류측 전압의 평균값은?

  1. 약 200
  2. 약 400
  3. 약 600
  4. 약 800
(정답률: 57%)
  • 단상 전파 정류회로에서 직류 평균 전압은 입력 교류 전압의 최댓값에 $0.637$을 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{dc} = 0.637 \times V_{max}$
    ② [숫자 대입] $V_{dc} = 0.637 \times 628$
    ③ [최종 결과] $V_{dc} = 400$
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45. 직류기에서 양호한 정류를 얻는 조건이 아닌 것은?

  1. 정류 주기를 크게 한다.
  2. 전기자 코일의 인덕턴스를 작게 한다.
  3. 평균 리액턴스 전압을 브러시 접촉면 전압 강하보다 크게 한다.
  4. 브러시의 접촉 저항을 크게 한다.
(정답률: 63%)
  • 양호한 정류를 위해서는 리액턴스 전압에 의한 정류 지연을 막아야 하므로, 평균 리액턴스 전압보다 브러시 접촉면의 전압 강하가 더 커야 합니다.

    오답 노트
    정류 주기 크게 함, 인덕턴스 작게 함, 브러시 접촉 저항 크게 함: 모두 정류 개선을 위한 올바른 조건입니다.
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46. 3상 유도전동기의 특성 중 비례추이를 할 수 없는 것은?

  1. 동기속도
  2. 2차전류
  3. 1차전류
  4. 역률
(정답률: 53%)
  • 비례추이란 2차 저항을 조절하여 토크와 전류 등의 특성을 변화시키는 것으로, 출력, 효율, 동기속도, 동손은 비례추이를 할 수 없는 항목입니다.

    오답 노트
    2차전류, 1차전류, 역률: 비례추이가 가능한 요소들입니다.
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47. 직류발전기의 정류시간에 비례하는 요소를 바르게 나타낸 것은? (단, b:브러시의 두께[㎜], δ:정류자편사이의 두께[㎜], vc:정류자의 주변속도이다.)

(정답률: 60%)
  • 직류발전기의 정류시간 $t$는 브러시의 두께 $b$에서 정류자편 사이의 두께 $\delta$를 뺀 길이를 정류자의 주변속도 $v_{c}$로 나눈 값에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $t = \frac{b - \delta}{v_{c}}$
    ② [숫자 대입] 해당 없음
    ③ [최종 결과] $\frac{b - \delta}{v_{c}}$
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48. 직류 분권 전동기 운전 중 계자 권선의 저항이 증가할 때 회전속도는?

  1. 일정하다.
  2. 감소한다.
  3. 증가한다.
  4. 관계없다.
(정답률: 66%)
  • 직류 분권 전동기에서 계자 권선의 저항이 증가하면 계자 전류가 감소하고, 이로 인해 자속이 감소하게 됩니다. 전동기의 속도는 자속에 반비례하므로 자속이 감소하면 회전속도는 증가합니다.
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49. ∆결선 변압기의 한 대가 고장으로 제거되어 V결선으로 공급할 때 공급할 수 있는 전력은 고장 전 전력에 대하여 몇% 인가?

  1. 57.7
  2. 66.7
  3. 75.0
  4. 86.6
(정답률: 70%)
  • $\Delta$결선 변압기 3대 운전 중 1대가 고장나 V결선으로 운전할 때, 공급 가능한 전력은 원래 $\Delta$결선 전력의 $57.7\%$로 감소합니다.
    ① [기본 공식] $P_{V} = \frac{\sqrt{3}}{3} P_{\Delta}$
    ② [숫자 대입] $P_{V} = \frac{1.732}{3} \times 100$
    ③ [최종 결과] $P_{V} = 57.7$
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50. 부흐홀쯔 계전기는 주로 어느 기기를 보호하는데 사용하는가?

  1. 변압기
  2. 발전기
  3. 동기전동기
  4. 회전변류기
(정답률: 75%)
  • 부흐홀쯔 계전기는 유입 변압기 내부에서 발생하는 가스나 유류의 급격한 흐름을 감지하여 내부 고장을 보호하는 대표적인 보호 장치입니다.
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51. 다음 중 변압기의 절연내력 시험법이 아닌 것은?

  1. 단락시험
  2. 가압시험
  3. 오일의 절연파괴전압 시험
  4. 충격전압시험
(정답률: 51%)
  • 절연내력 시험은 기기의 절연 강도를 확인하기 위해 가압시험, 충격전압시험, 오일의 절연파괴전압 시험 등을 수행합니다.

    오답 노트
    단락시험: 절연 강도가 아니라 동손, 임피던스 전압 및 임피던스 와트를 측정하기 위한 시험입니다.
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52. 22[kW] 3상 유도전동기 1대를 운전하기 위하여 2대의 단상변압기를 사용한다. 이 변압기의 용량은? (단, 피상효율은 0.75이다.)

  1. 29.3[kVA]
  2. 16.9[kVA]
  3. 12.4[kVA]
  4. 9.78[kVA]
(정답률: 51%)
  • 3상 부하를 단상 변압기 2대로 공급할 때, 변압기 1대당 필요한 용량은 전체 피상전력을 $\sqrt{3}$으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $P_{v} = \frac{P}{\eta \times \sqrt{3}}$
    ② [숫자 대입] $P_{v} = \frac{22}{0.75 \times \sqrt{3}}$
    ③ [최종 결과] $P_{v} = 16.9$ kVA
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53. 전기자 반작용이 직류발전기에 영향을 주는 것을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 전기자 중성축을 이동시킨다.
  2. 자속을 감소시켜 부하시 전압강하의 원인이 된다.
  3. 정류자 편간전압이 불균일하게 되어 섬락의 원인이 된다.
  4. 전류의 파형은 찌그러지나 출력에는 변화가 없다.
(정답률: 68%)
  • 전기자 반작용은 주자속을 감소시키거나 왜곡시켜 전압 강하를 일으키고, 중성축 이동 및 정류 불량을 유발합니다. 이로 인해 전압과 전류의 파형이 왜곡될 뿐만 아니라, 전압 강하로 인해 전체적인 출력에도 직접적인 영향을 미칩니다.
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54. 3150/210[V] 5[kVA]의 단상변압기가 있다. 2차를 개방하고 정격 1차 전압을 가할 때의 입력은 60[W], 2차를 단락하고 여기에 정격 1차 전류가 흐르도록 1차측에 저전압을 가했을 때의 입력은 120[W] 이었다. 역률 100%에서의 전부하 효율[%]은?

  1. 약 96.5
  2. 약 95.5
  3. 약 86.5
  4. 약 70.7
(정답률: 41%)
  • 2차 개방 시 입력은 철손($P_i$), 2차 단락 시 정격전류가 흐를 때의 입력은 동손($P_c$)이 됩니다. 역률 100%이므로 출력은 정격 용량과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{P}{P + P_i + P_c} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{5000}{5000 + 60 + 120} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 96.5$
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55. 200[kVA]의 단상변압기가 있다. 철손이 1.6[kW]이고, 전부하 동손이 2.4[kW]이다. 변압기의 역률이 0.8 일 때 전부하시의 효율 [%]은 약 얼마인가?

  1. 96.6
  2. 97.6
  3. 98.6
  4. 99.6
(정답률: 52%)
  • 변압기의 효율은 출력 전력을 (출력 전력 + 철손 + 동손)으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{P \times cos\theta}{P \times cos\theta + P_i + P_c} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{200 \times 0.8}{200 \times 0.8 + 1.6 + 2.4} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 97.6$
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56. 동기 발전기의 전기자 권선을 분포권으로 하는 이유는 다음 중 어느 것인가?

  1. 권선의 누설 리액턴스가 증가한다.
  2. 분포권은 집중권에 비하여 합성 유기기전력이 증가한다.
  3. 기전력의 고조파가 감소하여 파형이 좋아진다.
  4. 난조를 방지한다.
(정답률: 68%)
  • 전기자 권선을 분포권으로 감으면 기전력의 고조파 성분이 제거되어 전압의 파형이 정현파에 가까워지므로 파형이 좋아집니다.

    오답 노트
    권선의 누설 리액턴스: 감소함
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57. 병렬 운전을 하고 있는 2대의 3상 동기 발전기 사이에 무효 순환전류가 흐르는 경우는?

  1. 여자 전류의 변화
  2. 부하의 증가
  3. 부하의 감소
  4. 원동기의 출력변화
(정답률: 65%)
  • 동기 발전기 2대가 병렬 운전 중일 때, 각 발전기의 여자전류가 다르면 유기기전력의 크기가 달라져 두 발전기 사이에 무효 순환전류가 흐르게 됩니다.
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58. 동기 전동기의 공급전압, 주파수 및 부하를 일정하게 유지하고 여자전류만을 변화시키면?

  1. 출력이 변화한다.
  2. 토크가 변화한다.
  3. 각속도가 변화한다.
  4. 부하각이 변화한다.
(정답률: 40%)
  • 동기 전동기에서 공급전압, 주파수, 부하가 일정할 때 여자전류를 변화시키면 역률이 변하게 되며, 이에 따라 토크 평형을 유지하기 위해 부하각이 변화하게 됩니다.
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59. 50[Hz] 12극의 3상 유도 전동기가 정격 전압으로 정격출력 10[Hp]를 발생하며 회전하고 있다. 이 때의 회전수는 약 몇[rpm]인가? (단, 회전자 동손은 350[W], 회전자 입력은 출력과 회전자 동손과의 합이다.)

  1. 468
  2. 478
  3. 485
  4. 500
(정답률: 48%)
  • 유도전동기의 회전수는 동기속도에서 슬립에 의한 속도 저하분을 제외하여 계산합니다.
    먼저 2차 입력 $P_{2}$는 출력과 동손의 합이며, 슬립 $s$는 2차 입력에 대한 동손의 비율입니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{120f}{P}(1 - s)$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{120 \times 50}{12}(1 - \frac{350}{10 \times 746 + 350})$
    ③ [최종 결과] $N = 478$
    따라서 회전수는 약 $478\text{ rpm}$ 입니다.
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60. 단상 반발전동기의 종류가 아닌 것은?

  1. 아트킨손형
  2. 톰슨형
  3. 테리형
  4. 유도자형
(정답률: 57%)
  • 단상 반발전동기의 대표적인 종류에는 아트킨손형, 톰슨형, 테리형 등이 있습니다. 유도자형은 단상 반발전동기의 분류에 해당하지 않습니다.
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4과목: 회로이론

61. 교류회로에서 역률이란 무엇인가?

  1. 전압과 전류의 위상차의 정현
  2. 전압과 전류의 위상차의 여현
  3. 임피던스와 리액턴스의 위상차의 여현
  4. 임피던스와 저항의 위상차의 정
(정답률: 68%)
  • 역률(Power Factor)은 교류회로에서 전압과 전류의 위상차를 $\theta$라고 할 때, 그 위상차의 코사인 값인 $\cos\theta$를 의미합니다. 수학적으로 코사인($\cos$)은 한자어로 여현이라고 합니다.
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62. 그림과 같은 T회로에서 임피던스 정수는 각각 얼마인가?

(정답률: 55%)
  • T회로에서 임피던스 정수는 각 단자에 전압을 인가했을 때 흐르는 전류의 비로 결정됩니다.
    $$Z_{11} = \frac{E_{1}}{I_{1}} = 2 + 3 = 5\Omega$$
    $$Z_{12} = \frac{E_{1}}{I_{2}} = 3\Omega$$
    $$Z_{22} = \frac{E_{2}}{I_{2}} = 4 + 3 = 7\Omega$$
    $$Z_{21} = \frac{E_{2}}{I_{1}} = 3\Omega$$
    따라서 정답은 입니다.
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63. 상호인덕턴스 100[mH]인 회로의 1차 코일에 3[A]의 전류가 0.3초 동안에 18[A]로 변화할 때 2차 유도기전력[V]은?

  1. 5
  2. 6
  3. 7
  4. 8
(정답률: 55%)
  • 상호인덕턴스에 의해 2차 코일에 유도되는 기전력은 1차 코일의 전류 변화율에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $e = M \frac{\Delta i}{\Delta t}$
    ② [숫자 대입] $e = 100 \times 10^{-3} \times \frac{18 - 3}{0.3}$
    ③ [최종 결과] $e = 5\text{V}$
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64. 1상의 임피던스 Zp = 12 + j9[Ω]인 평형 ∆부하에 평형 3상전압 208[V]가 인가되어 있다. 이 회로의 피상전력[VA]은 약 얼마인가?

  1. 8653
  2. 7640
  3. 6672
  4. 5340
(정답률: 51%)
  • 평형 $\Delta$부하에서 3상 피상전력을 구하는 문제입니다. 먼저 임피던스의 크기를 구한 후, 3상 전력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Z = \sqrt{R^2 + X^2}, \quad P_a = 3 \times \frac{V^2}{Z}$
    ② [숫자 대입] $Z = \sqrt{12^2 + 9^2} = 15, \quad P_a = 3 \times \frac{208^2}{15}$
    ③ [최종 결과] $P_a = 8652.8 \approx 8653\text{VA}$
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65. 그림과 같은 회로에서 저항 R4에 소비되는 전력은 약 몇[W]인가?

  1. 2.38
  2. 4.76
  3. 9.52
  4. 29.2
(정답률: 39%)
  • 전체 합성 저항을 구해 회로의 총전류를 구한 뒤, $R_{4}$에 흐르는 전류를 분배 법칙으로 계산하여 소비 전력을 구합니다.
    ① $P = I^{2} \times R$
    ② $P = 0.545^{2} \times 8$
    ③ $P = 2.38$ W
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66. 그림과 같은 비정현파의 실효값[V]은?

  1. 46.90
  2. 51.61
  3. 59.04
  4. 80
(정답률: 56%)
  • 비정현파의 실효값은 직류분과 각 고조파 실효값들의 제곱 합의 제곱근으로 계산합니다. 주어진 파형에서 직류분은 $20\text{V}$이고, 교류분(기본파)의 최대값은 $60\text{V}$입니다.
    ① [기본 공식] $V = \sqrt{V_{dc}^2 + V_{ac}^2}$
    ② [숫자 대입] $V = \sqrt{20^2 + (\frac{60}{\sqrt{2}})^2}$
    ③ [최종 결과] $V = 46.90\text{V}$
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67. 그림과 같은 파형의 파고율은 얼마인가?

  1. 1
  2. 1.414
  3. 1.732
  4. 2.499
(정답률: 63%)
  • 제시된 파형은 구형반파(Half-wave square wave)입니다. 파고율은 파형의 최대값을 실효값으로 나눈 값으로 정의합니다.
    구형반파의 경우 최대값이 $V_m$일 때 실효값은 $\frac{V_m}{\sqrt{2}}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{파고율} = \frac{\text{최대값}}{\text{실효값}}$
    ② [숫자 대입] $\text{파고율} = \frac{V_m}{\frac{V_m}{\sqrt{2}}}$
    ③ [최종 결과] $\text{파고율} = \sqrt{2} \approx 1.414$
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68. 그림과 같이 R-C회로에서 입력을 ei(t)[V], 출력을 e0(t)[V]라 할 때의 전달함수는? (단, T=RC이다)

(정답률: 69%)
  • R-C 직렬회로에서 입력 전압에 대한 출력 전압의 비인 전달함수를 구하는 문제입니다. 전압 분배 법칙을 이용하여 s-영역에서 식을 세우면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = \frac{\frac{1}{Cs}}{R + \frac{1}{Cs}}$
    ② [숫자 대입] $G(s) = \frac{1}{RCs + 1}$
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{1}{Ts + 1}$
    따라서 정답은 입니다.
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69. 회로에서 a, b간의 합성인덕턴스 L0[H]의 값은? (단, M[H]은 L1, L2 코일사이의 상호인덕턴스이다)

  1. L1+L2+L
  2. L1+L2-2M+L
  3. L1+L2+2M+L
  4. L1+L2-M+L
(정답률: 67%)
  • 두 코일 $L_{1}$과 $L_{2}$의 권선 방향이 서로 반대(차감 결합)이므로 상호인덕턴스 성분은 $-2M$으로 계산됩니다. 여기에 직렬로 연결된 인덕턴스 $L$을 모두 더하면 전체 합성 인덕턴스가 됩니다.
    $$L_{0} = L_{1} + L_{2} - 2M + L$$
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70. 그림과 같이 L형 회로의 영상임피던스 Z02를 구하면?

(정답률: 51%)
  • L형 회로의 영상 임피던스는 직렬 임피던스와 병렬 임피던스의 기하평균 형태로 결정됩니다. 주어진 회로의 직렬 성분 $\frac{1}{2}Z_{1}$과 병렬 성분 $2Z_{2}$를 적용하여 계산하면 다음과 같습니다.
    $$\sqrt{\frac{Z_{1}Z_{2}}{(1 + \frac{Z_{1}}{4Z_{2}})}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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71. I=2t2 + 8t[A]로 표시되는 전류를 도선에 3[sec] 동안 흘렸을 때 통과한 전 전기량은 몇[C]인가?

  1. 18
  2. 48
  3. 54
  4. 61
(정답률: 50%)
  • 전기량 $Q$는 시간에 따른 전류 $I$의 적분값으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Q = \int_{0}^{t} I dt$
    ② [숫자 대입] $Q = \int_{0}^{3} (2t^{2} + 8t) dt = [\frac{2}{3}t^{3} + 4t^{2}]_{0}^{3}$
    ③ [최종 결과] $Q = 54$
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72. 자계 코일의 권수 N=1000, 코일의 내부저항 R[Ω]으로 전류 I=10[A]를 통했을 때의 자속 ø=2×10-2[Wb]이다. 이 때 이 회로의 시정수가 0.1[s]라면 저항 R은 몇 [Ω]인가?

  1. 0.2
  2. 1/20
  3. 2
  4. 20
(정답률: 52%)
  • 인덕턴스 $L$은 권수와 자속, 전류의 관계식으로 구할 수 있으며, 시정수 $\tau$는 인덕턴스를 저항으로 나눈 값입니다. 이를 통해 저항 $R$을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{N\Phi}{\tau I}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{1000 \times 2 \times 10^{-2}}{0.1 \times 10}$
    ③ [최종 결과] $R = 20$
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73. 그림과 같이 단상 전력계법을 이용하여 스위치를 P1에 연결하여 측정하였더니 300[W]이고 스위치를 P2에 연결하여 측정하였더니 600[W]이었다. 이 3상 부하의 역률은?

  1. 0.577
  2. 0.637
  3. 0.707
  4. 0.866
(정답률: 58%)
  • 단상 전력계 2대를 이용한 3상 전력 측정 시, 측정된 두 전력값 $P_{1}, P_{2}$를 이용하여 역률 $\cos\theta$를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\cos\theta = \frac{P_{1} + P_{2}}{2\sqrt{P_{1}^{2} + P_{2}^{2} - P_{1}P_{2}}}$
    ② [숫자 대입] $\cos\theta = \frac{300 + 600}{2\sqrt{300^{2} + 600^{2} - 300 \times 600}}$
    ③ [최종 결과] $\cos\theta = 0.866$
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74. f(t)=u(t-a)-u(t-b)식으로 표시되는 4각파의 라플라스 변환은?

(정답률: 57%)
  • 단위 계단 함수 $u(t)$의 라플라스 변환은 $\frac{1}{s}$이며, 시간 이동 정리 $f(t-a)u(t-a) \leftrightarrow e^{-as}F(s)$를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{s}(e^{-as} - e^{-bs})$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{s}(e^{-as} - e^{-bs})$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{s}(e^{-as} - e^{-bs})$
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75. 대칭 좌표법에 관한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 대칭 좌표법은 일반적인 비대칭 3상 교류회로의 계산에도 이용된다.
  2. 대칭 3상 전압의 영상분과 역상분은 0이고, 정상분만 남는다.
  3. 비대칭 3상 교류회로는 영상분, 역상분 및 정상분의 3성분으로 해석한다.
  4. 비대칭 3상 회로의 접지식 회로에는 영상분이 존재하지 않는다.
(정답률: 64%)
  • 영상분 전류는 중성점이 접지되어 있어 전류가 흐를 수 있는 경로가 있을 때만 존재합니다. 따라서 비대칭 3상 회로의 접지식 회로에는 영상분이 존재할 수 있습니다.

    오답 노트
    대칭 3상 전압의 영상분과 역상분은 0이고, 정상분만 남는다: 대칭 상태의 정의이므로 옳음
    비대칭 3상 교류회로는 영상분, 역상분 및 정상분의 3성분으로 해석한다: 대칭 좌표법의 기본 원리이므로 옳음
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76. 그림과 같은 궤환 회로의 종합 전달함수는?

(정답률: 52%)
  • 부궤환(Negative Feedback) 회로의 종합 전달함수는 전향 경로 이득을 $1 +$ (루프 이득)으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{G_{1}}{1 + G_{1}G_{2}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{G_{1}}{1 + G_{1}G_{2}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{G_{1}}{1 + G_{1}G_{2}}$
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77. 20[kVA] 변압기 2대로 공급할 수 있는 최대 3상 전력[kVA]은?

  1. 20
  2. 17.3
  3. 24.64
  4. 34.64
(정답률: 66%)
  • 단상 변압기 2대를 이용하여 3상 전력을 공급할 때, 최대 공급 가능 전력은 V-결선 시의 용량으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{V} = \sqrt{3} P_{1}$ 3상 전력 = $\sqrt{3} \times$ 단상 변압기 용량
    ② [숫자 대입] $P_{V} = \sqrt{3} \times 20$
    ③ [최종 결과] $P_{V} = 34.64$ kVA
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78. 일 때 e1+e2의 실효값은 몇[V]인가?

  1. 50
  2. 70
  3. 10√7
  4. 10√37
(정답률: 40%)
  • 두 정현파 전압의 합을 구하기 위해 페이저(Phasor)로 변환하여 벡터 합을 계산합니다. $e_{1} = 30\sqrt{2}\sin wt$는 $30\angle 0^{o}$, $e_{2} = 40\sqrt{2}\cos(wt - \frac{\pi}{6}) = 40\sqrt{2}\sin(wt + \frac{\pi}{3})$는 $40\angle 60^{o}$로 변환됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{total} = \sqrt{(V_{1} + V_{2}\cos\theta)^{2} + (V_{2}\sin\theta)^{2}}$
    ② [숫자 대입] $V_{total} = \sqrt{(30 + 40\cos 60^{o})^{2} + (40\sin 60^{o})^{2}}$
    ③ [최종 결과] $V_{total} = 10\sqrt{37}$
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79. 그림에서 절점 B의 전위[V]는?

  1. 130
  2. 110
  3. 100
  4. 90
(정답률: 49%)
  • 회로 전체의 합성 저항을 통해 전류를 구하고, 전위 기준점(접지점 D)으로부터 절점 B까지의 전위차를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{B} = I \times (R_{BC} + R_{CD})$
    ② [숫자 대입] $V_{B} = \frac{110}{20 + 25 + 10} \times (20 + 25)$
    ③ [최종 결과] $V_{B} = 90$
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80. 한 상의 직렬임피던스가 R=6[Ω], XL=8[Ω]인 ∆결선 평형부하가 있다. 여기에 선간전압 100[V]인 대칭 3상 교류전압을 가하면 선전류는 몇 [A]인가?

  1. 10√3/3
  2. 3√3
  3. 10
  4. 10√3
(정답률: 71%)
  • $\Delta$결선 부하에서 선전류는 상전류의 $\sqrt{3}$배입니다. 먼저 임피던스를 구해 상전류를 계산한 후 선전류를 도출합니다.
    ① [기본 공식] $I_{line} = \sqrt{3} \times \frac{V_{line}}{Z}$
    ② [숫자 대입] $I_{line} = \sqrt{3} \times \frac{100}{\sqrt{6^{2} + 8^{2}}}$
    ③ [최종 결과] $I_{line} = 10\sqrt{3}$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 발전기, 변압기, 조상기, 계기용변성기, 모선 또는 이를 지지하는 애자는 어떤 전류에 의하여 생기는 기계적 충격에 견디는 것이어야 하는가?

  1. 지상전류
  2. 유도전류
  3. 충전전류
  4. 단락전류
(정답률: 71%)
  • 발전기, 변압기, 조상기, 모선 및 이를 지지하는 애자는 사고 시 발생하는 매우 큰 전류인 단락전류에 의한 기계적 충격(전자기력)을 견딜 수 있도록 설계되어야 합니다.
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82. 아파트 세대 욕실에 “비데용 콘센트”를 시설하고자 한다. 다음의 시설방법 중 적합하지 않는 것은?

  1. 콘센트를 시설하는 경우에는 인체감전보호용 누전차단기로 보호된 전로에 접속할 것
  2. 습기가 많은 곳에 시설하는 배선기구는 방습장치를 시설할 것
  3. 저압용 콘센트는 접지극이 없는 것을 사용할 것
  4. 충전부분이 노출되지 않을 것
(정답률: 74%)
  • 욕실과 같이 인체가 물에 젖어 있는 상태에서 물을 사용하는 장소에 시설하는 저압 콘센트는 감전 사고 예방을 위해 반드시 접지극이 있는 것을 사용하여 접지해야 합니다.

    오답 노트
    접지극이 없는 것을 사용할 것: 감전 위험이 크므로 부적합함
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83. 고저압의 혼촉에 의한 위험을 방지하기 위하여 저압측 중성점에 제2종 접지공사를 변압기의 시설장소 마다 시행하여야 한다. 그러나 토지의 상황에 따라 규정의 접지저항 값을 얻기 어려운 경우에는 변압기의 시설장소로부터 몇[m]까지 떼어서 시설할 수 있는가?

  1. 75
  2. 100
  3. 200
  4. 300
(정답률: 38%)
  • 고저압 혼촉 방지를 위한 변압기 중성점 접지공사 시, 토지 상황으로 인해 규정 접지저항 값을 얻기 어려운 경우에는 변압기 시설장소로부터 최대 $200\text{m}$까지 떼어서 시설할 수 있습니다.
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84. 고압 옥상 전선로의 전선이 다른 시설물과 접근하거나 교차하는 경우에는 고압 옥상 전선로의 전선과 이들 사이의 이격거리는 몇[㎝] 이상이어야 하는가?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 44%)
  • 고압 옥상 전선로의 전선이 가공 전선을 제외한 다른 시설물과 접근하거나 교차할 때의 이격거리는 안전을 위해 $60\text{cm}$이상을 유지해야 합니다. 단, 케이블이나 절연전선을 사용하는 경우에는 $30\text{cm}$이상으로 완화됩니다.
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85. 특고압 가공전선로의 지지물로서 직선형 철탑을 연속하여 사용하는 부분에는 몇 기 이하마다 내장애자장치가 되어 있는 철탑 또는 이와 동등 이상의 강도를 가지는 철탑 1기를 시설하여야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 68%)
  • 특고압 가공전선로의 지지물로 직선형 철탑을 연속하여 사용하는 구간에서는 사고 시 전선로의 연쇄 도괴를 방지하기 위해 내장애자장치가 되어 있는 철탑을 설치해야 합니다. 설치 기준은 직선형 철탑 $10$기마다 $1$기를 시설하는 것입니다.
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86. 사용전압이 170kV을 초과하는 특고압 가공전선로를 시가지에 시설하는 경우 전선의 단면적은 몇[mm2]이상의 강심알루미늄 또는 이와 동등 이상의 인장강도 및 내아크 성능을 가지는 연선을 사용하여야 하는가?

  1. 22
  2. 55
  3. 150
  4. 240
(정답률: 30%)
  • 시가지에 시설하는 특고압 가공전선로의 전선 단면적은 사용전압에 따라 결정됩니다. 사용전압이 $170\text{kV}$를 초과하는 경우에는 $240\text{mm}^2$이상의 강심알루미늄선 또는 이와 동등 이상의 인장강도 및 내아크 성능을 가지는 연선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    단면적 $55\text{mm}^2$: $100\text{kV}$ 미만일 때 적용
    단면적 $150\text{mm}^2$: $100\text{kV}$이상 $170\text{kV}$이하일 때 적용
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87. 발전소 또는 변전소에 준하는 시설에 관한 내용 중 틀린 것은?

  1. 고압 가공전선과 금속제 울타리, 담 등이 교차하는 경우 금속제의 울타리, 담 등에는 제1종접지를 하여야 한다.
  2. 상용전원으로 쓰이는 축전지에는 자동차단장치를 시설하지 않아야 한다.
  3. 발전기 또는 변전소의 특별고압 전로에는 보기 쉬운 곳에 상별 표시를 하여야 한다.
  4. 사용전압이 100kV 이상의 변압기를 설치하는 곳에는 절연유 유출 방지설비를 하여야 한다.
(정답률: 59%)
  • 상용전원으로 사용되는 축전지는 과전류가 흐를 때 전로를 보호하기 위해 반드시 자동차단장치를 시설해야 합니다.

    오답 노트
    고압 가공전선과 금속제 울타리 교차 시 제1종접지: 옳은 기준
    특별고압 전로 상별 표시: 옳은 기준
    100kV 이상 변압기 절연유 유출 방지설비: 옳은 기준
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88. 최대사용전압이 23000V인 중성점 비접지식 전로의 절연내력 시험전압은 몇[V]인가?

  1. 16560
  2. 21160
  3. 25300
  4. 28750
(정답률: 54%)
  • 중성점 비접지식 전로의 절연내력 시험전압은 최대사용전압이 $7000\text{V}$를 초과하는 경우 최대사용전압의 $1.25$배를 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{시험전압} = \text{최대사용전압} \times 1.25$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{시험전압} = 23000 \times 1.25$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{시험전압} = 28750$$
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89. 접지공사에서 접지선을 지하 0.75m에서 지표상 2m까지의 부분을 보호하기 위한 보호물로 적합한 것은?

  1. 합성수지관
  2. 후강전선관
  3. 케이블 트레이
  4. 케이블 덕트
(정답률: 59%)
  • 접지선을 지표상으로 노출하여 시설할 때, 외부 충격으로부터 접지선을 보호하기 위해 절연 성능과 내식성이 우수한 합성수지관을 보호물로 사용합니다.
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90. 방직공장의 구내 도로에 220V 조명등용 가공전선로를 시설하고자 한다. 전선로의 경간은 몇[m] 이하이어야 하는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 59%)
  • 구내에 시설하는 저압 가공 전선로의 경우, 안전을 위해 경간을 $30\text{m}$이하로 제한하고 있습니다.
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91. 고압 가공전선이 안테나와 접근상태로 시설되는 경우, 가공전선과 안테나와의 이격거리는 고압 가공전선으로 사용되는 전선이 케이블이 아니라면 몇[㎝] 이상으로 이격시켜야 하는가?

  1. 60
  2. 80
  3. 100
  4. 120
(정답률: 56%)
  • 고압 가공전선이 안테나와 접근하는 경우, 전선 종류에 따라 이격거리가 달라집니다. 케이블이 아닌 일반 고압 가공전선의 경우 $80\text{cm}$이상 이격시켜야 합니다.

    오답 노트
    저압 일반: $60\text{cm}$
    고압 케이블: $40\text{cm}$
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92. 허용전류 60A인 옥내저압간선에 간선 보호용 과전류차단기가 시설되어 있다. 이 과전류차단기에 전동기 부하를 접속할 때 최대 몇[A]까지 접속이 가능한가?

  1. 120
  2. 150
  3. 180
  4. 200
(정답률: 40%)
  • 전동기 부하를 접속하는 저압 옥내전로의 과전류차단기는 부하측 전선 허용전류의 $2.5$배 이하인 정격전류를 사용해야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{최대 접속 전류} = \text{허용 전류} \times 2.5$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{최대 접속 전류} = 60 \times 2.5$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{최대 접속 전류} = 150$$
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93. 345kV 변전소의 충전 부분에서 5.98m 거리에 울타리를 설치할 경우 울타리 최소 높이는 몇[m] 인가?

  1. 2.1
  2. 2.3
  3. 2.5
  4. 2.7
(정답률: 58%)
  • 변전소 울타리 높이는 충전 부분까지의 거리와 기준 높이의 차이로 계산합니다. $160\text{kV}$ 초과 시 기준 높이는 $6\text{m}$에 전압 단수당 $0.12\text{m}$를 더해 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{기준 높이} = 6 + \frac{V - 160}{10} \times 0.12$$
    $$\text{최소 높이} = \text{기준 높이} - \text{이격 거리}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{기준 높이} = 6 + \frac{345 - 160}{10} \times 0.12 = 8.28$$
    $$\text{최소 높이} = 8.28 - 5.98$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{최소 높이} = 2.3$$
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94. 내부깊이 150㎜ 이하의 사다리형 케이블 트레이 안에 다심 제어용 케이블만을 넣는 경우 혹은 이들 케이블을 함께 넣는 경우에는 모든 케이블의 단면적의 합계는 케이블트레이의 내부 단면적의 몇 % 이하로 하여야 하는가?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 60%)
  • 내부 깊이 $150\text{mm}$이하의 사다리형 케이블 트레이에 다심 제어용 케이블만을 넣거나 함께 넣는 경우, 모든 케이블 단면적의 합계는 트레이 내부 단면적의 $50\%$이하로 제한합니다.
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95. 저압 옥내배선의 사용전압이 220V인 출퇴 표시등 회로를 금속관 공사에 의하여 시공하였다.여기에 사용되는 배선은 지름 몇[mm2]이상의 연동선을 사용하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2.0
  3. 5.0
  4. 5.5
(정답률: 46%)
  • 전광표시등, 출퇴 표시등, 제어회로와 같은 저압 옥내배선에서 사용전압이 $400\text{V}$ 미만인 경우에는 $1.5\text{mm}^2$이상의 연동선을 사용해야 합니다.
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96. 관암거 기타 지중전선을 넣은 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%)
  • 지중전선 방호장치의 금속제 부분 및 피복 금속체에 대한 접지 기준 문제입니다. 규정 개정 전 기준으로 제3종 접지공사를 시행하는 것이 정답입니다. (단, 2021년 KEC 규정 변경 이후 종별 접지 개념은 삭제되었습니다.)
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97. 저압 옥내배선을 금속관 공사에 의하여 시설하는 경우에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 전선에 옥외용 비닐절연전선을 사용하여야 한다.
  2. 전선은 굵기에 관계없이 연선을 사용하여야 한다.
  3. 콘크리트에 매설하는 금속관 두께는 1.2mm 이상이어야 한다
  4. 옥내 배선의 사용 전압이 교류 600V 이하인 경우 관에는 제3종 접지공사를 하여야 한다.
(정답률: 56%)
  • 금속관 공사 시설 기준에 관한 문제입니다. 콘크리트에 매설하는 금속관의 경우 부식 및 강도 확보를 위해 두께가 1.2mm 이상이어야 합니다.

    오답 노트
    옥내배선에는 옥내용 절연전선을 사용해야 함
    연선 사용은 굵기 2.6mm 이상인 경우에 해당함
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98. 동일 지지물에 저압가공전선(다중접지된 중성선은 제외)과 고압가공전선을 시설하는 경우 저압 가공전선은?

  1. 고압 가공전선의 위로 하고 동일 완금류에 시설
  2. 고압 가공전선과 나란하게 하고 동일 완금류에 시설
  3. 고압 가공전선의 아래로 하고 별개의 완금류에 시설
  4. 고압 가공전선과 나란하게 하고 별개의 완금류에 시설
(정답률: 73%)
  • 동일 지지물에 저압과 고압 가공전선을 함께 시설할 때의 배치 기준입니다. 안전을 위해 저압 가공전선은 고압 가공전선의 아래로 배치하고, 서로 간섭되지 않도록 별개의 완금류에 시설해야 합니다.
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99. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 지선의 설치기준으로 옳은 것은?

  1. 지선의 안전율은 1.2 이상일 것
  2. 연선을 사용할 경우에는 소선 3가닥 이상의 연선일 것
  3. 소선은 지름 1.2mm 이상인 금속선일 것
  4. 허용 인장하중의 최저는 2.15kN 으로 할 것
(정답률: 71%)
  • 가공 전선로 지선의 설치기준에 관한 문제입니다. 연선을 사용할 경우 소선 3가닥 이상을 사용해야 하는 것이 옳은 기준입니다.

    오답 노트
    지선의 안전율은 2.5 이상이어야 함
    소선 지름은 2.6mm 이상이어야 함
    허용 인장하중의 최저는 4.31kN 이상이어야 함
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100. 전기부식방지를 위한 귀선의 시설방법에 해당되지 않는 것은?

  1. 귀선은 부극성으로 할 것
  2. 이음매 하나의 저항은 그 궤조의 길이 5m의 저항에 상당하는 값 이하인 것
  3. 특수한 곳을 제외하고 궤도는 길이 30m 이상이 되도록 연속하여 용접할 것
  4. 용접용 본드는 단면적 22mm2 이상, 길이 60㎝ 이상의 연동 연선일 것
(정답률: 46%)
  • 전기부식방지를 위한 귀선 시설 기준에 따르면, 용접용 본드는 단면적 $115\text{mm}^2$이상, 길이 $60\text{cm}$이상의 연동전선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    단면적 $22\text{mm}^2$이상: 기준치인 $115\text{mm}^2$보다 작으므로 틀린 설명입니다.
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