전기산업기사 필기 기출문제복원 (2013-08-18)

전기산업기사 2013-08-18 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2013-08-18 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 인접 영구 자기 쌍극자가 크기는 같으나 방향이 서로 반대 방향으로 배열된 자성체를 어떤 자성체라 하는가?

  1. 반자성체
  2. 반강자성체
  3. 강자성체
  4. 상자성체
(정답률: 64%)
  • 인접한 영구 자기 쌍극자가 크기는 같지만 서로 반대 방향으로 배열되어 전체적인 자화가 상쇄되는 자성체를 반강자성체라고 합니다.

    오답 노트
    반자성체: 영구자기 쌍극자가 없음
    상자성체: 쌍극자 방향에 규칙성이 없음
    강자성체: 쌍극자가 동일 방향으로 배열됨
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2. 길이가 50[cm], 단면의 반지름이 1[cm]인 원형의 가늘고 긴 공심 단층 원형 솔레노이드가 있다. 이 코일의 자기인덕턴스를 10[mH]로 하려면 권수는 약 몇 회인가? 단, 비투자율은 1이며, 솔레노이드 측면의 누설자속은 없다.

  1. 3560
  2. 3820
  3. 4300
  4. 5760
(정답률: 49%)
  • 솔레노이드의 자기인덕턴스 공식을 이용하여 권수 $N$을 구하는 문제입니다. 단면적 $S$는 원형이므로 $\pi r^2$을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $N = \sqrt{\frac{L \ell}{\mu S}}$
    ② [숫자 대입] $N = \sqrt{\frac{10 \times 10^{-3} \times 0.5}{4\pi \times 10^{-7} \times \pi \times (0.01)^2}}$
    ③ [최종 결과] $N = 3558.8 \approx 3560$
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3. 무한평면 도체로부터 a[m] 떨어진 곳에 점전하 Q[C]이 있을 때 이 무한 평면도체 표면에 유도되는 면밀도가 최대인 점의 전하밀도는 몇 [C/m2]인가?

(정답률: 53%)
  • 무한평면 도체와 점전하 사이의 영상전하법을 적용하면, 도체 표면에서 유도되는 최대 전하밀도는 점전하가 도체와 가장 가까운 지점에서 발생합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{max} = -\frac{Q}{2\pi a^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{max} = -\frac{Q}{2\pi a^{2}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{max} = -\frac{Q}{2\pi a^{2}}$
    따라서 정답은 입니다.
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4. 전압 V로 충전된 용량 C의 콘덴서에 용량 2C의 콘덴서를 병렬 연결한 후의 단자전압은?

  1. V
  2. 2V
  3. V/2
  4. V/3
(정답률: 67%)
  • 콘덴서를 병렬로 연결하면 전체 정전용량은 각 용량의 합이 되며, 전하량 보존 법칙에 의해 전체 전하량은 일정하게 유지됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{new} = \frac{Q}{C_{total}} = \frac{C \times V}{C + 2C}$
    ② [숫자 대입] $V_{new} = \frac{CV}{3C}$
    ③ [최종 결과] $V_{new} = \frac{V}{3}$
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5. 전하 q[C]이 공기 중의 자계 H[AT/m] 내에서 자계와 수직방향으로 v[m/s]의 속도로 움직일 때 받는 힘은 몇 [N]인가?

  1. μ0qvH
  2. qvH/μ0
  3. qvH
  4. qH/μ0v
(정답률: 80%)
  • 전하가 자계 내에서 수직으로 이동할 때 받는 힘(로런츠 힘)은 전하량, 속도, 자속밀도의 곱으로 결정되며, 자속밀도는 투자율과 자계강도의 곱과 같습니다.
    ① [기본 공식] $F = qvB = qv\mu_{0}H$
    ② [숫자 대입] $F = \mu_{0}qvH$
    ③ [최종 결과] $F = \mu_{0}qvH$
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6. 두 자성체 경계면에서 정자계가 만족하는 것은?

  1. 자계의 법선성분이 같다.
  2. 자속밀도의 접선성분이 같다.
  3. 경계면상의 두 점간의 자위차가 같다.
  4. 자속은 투자율이 작은 자성체에 모인다.
(정답률: 72%)
  • 두 자성체 경계면에서 자계의 접선 성분은 연속적이며, 자속밀도의 법선 성분은 동일하게 유지됩니다. 또한 경계면상의 두 점 사이의 자위차는 항상 일정합니다.

    오답 노트
    자계의 법선성분이 같다: 접선 성분이 같음
    자속밀도의 접선성분이 같다: 법선 성분이 같음
    자속은 투자율이 작은 자성체에 모인다: 투자율이 큰 자성체에 모임
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7. 액체 유전체를 넣은 콘덴서의 용량이 20[㎌]이다. 여기에 500[V]의 전압을 가했을 때의 누설전류는 몇 [mA]인가? 단, 고유저항 p=1011[Ωㆍm], 비유전율 Es=2.2이다.

  1. 4.1
  2. 4.5
  3. 5.1
  4. 5.6
(정답률: 66%)
  • 누설전류는 콘덴서의 정전용량과 전압의 곱을 유전체의 도전율($\sigma = \frac{1}{\rho}$)과 비유전율을 고려한 값으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{C V}{\epsilon_0 \epsilon_s \rho}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{20 \times 10^{-6} \times 500}{8.85 \times 10^{-12} \times 2.2 \times 10^{11}}$
    ③ [최종 결과] $I = 5.1\text{ mA}$
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8. 비투자율 μs자속밀도 B[Wb/m2]의 자계 중에 있는 m[Wb]의 자극이 받는 힘은 몇 [N]인가?

  1. mB
(정답률: 84%)
  • 자계 내에서 자극이 받는 힘은 자속밀도와 자극의 세기, 그리고 매질의 투자율에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{mB}{\mu_{0}\mu_{s}}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{mB}{\mu_{0}\mu_{s}}$
    ③ [최종 결과] $F = \frac{mB}{\mu_{0}\mu_{s}}$
    따라서 정답은 입니다.
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9. 유전율이 각각 ε1, ε2인 두 유전체가 접해 있는 경우, 경계면에서 전속선의 방향이 그림과 같이 될 때 ε1＞ε2이면 입사각과 굴절각은?

  1. θ1=θ2이다.
  2. θ1 ＞ θ2이다.
  3. θ1 ＜ θ2이다.
  4. θ1 + θ2=90°이다.
(정답률: 77%)
  • 두 유전체의 경계면에서 전속밀도 $D$, 유전율 $\epsilon$, 그리고 법선과 이루는 각도(입사각 및 굴절각)는 서로 비례 관계에 있습니다. 따라서 $\epsilon_1 > \epsilon_2$이면 각도 또한 $\theta_1 > \theta_2$가 됩니다.
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10. 100[kW]의 전력이 안테나에서 사방으로 균일하게 방사될 때 안테나에서 1[km]의 거리에 있는 전계의 실효값은 약 몇 [V/m]인가?

  1. 1.73
  2. 2.45
  3. 3.68
  4. 6.21
(정답률: 65%)
  • 안테나에서 방사되는 전력 밀도를 구한 후, 자유공간의 고유 임피던스($377\Omega$)를 이용하여 전계의 세기를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{P_s}{4\pi r^2}, \quad E = \sqrt{P \times 377}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{100000}{4\pi (1000)^2} \approx 7.96 \times 10^{-3}, \quad E = \sqrt{7.96 \times 10^{-3} \times 377}$$
    ③ [최종 결과]
    $$E = 1.73$$
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11. 전자유도작용에 벡터퍼텐셜을 A[Wb/m]라 할 때 유도되는 전계 E는 몇 [V/m]인가?

(정답률: 82%)
  • 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라, 유도 전계는 벡터 퍼텐셜의 시간 변화율에 음의 부호를 붙인 값과 같습니다.
    따라서 정답은 이며, 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.
    $$E = -\frac{\partial A}{\partial t}$$
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12. 히스테리시스 곡선(Hysteresis loop)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 자화의 경력이 있을 때나 없을 때나 곡선은 항상 같다.
  2. Y축(세로축)은 자속밀도이다.
  3. 자화력이 0일 때 남아있는 자기가 잔류자기이다.
  4. 잔류자기를 상쇄시키려면 역방향의 자화력을 가해야 한다.
(정답률: 64%)
  • 히스테리시스(Hysteresis)는 '이력'을 의미하며, 자성체가 이전에 자화되었던 경로(경력)에 따라 자속밀도가 달라지므로 곡선은 항상 일정하지 않고 경력에 따라 변합니다.

    오답 노트
    Y축(세로축)은 자속밀도이다: 맞음 (종축은 자속밀도 $B$)
    자화력이 0일 때 남아있는 자기가 잔류자기이다: 맞음
    잔류자기를 상쇄시키려면 역방향의 자화력을 가해야 한다: 맞음 (이때 필요한 힘이 보자력)
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13. 무한평면의 표면을 가진 비유전율 Es인 유전체의 표면전방의 공기 중 d[m] 지점에 놓인 점전하 Q[C]에 작용하는 힘은 몇 [N]인가?

(정답률: 50%)
  • 무한평면 유전체 표면의 점전하에 작용하는 힘은 영상전하법을 이용하여 구할 수 있으며, 힘의 방향은 유전체 쪽으로 끌어당겨지는 인력이므로 부호는 $-$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $F = - \frac{Q^{2}}{4\pi\epsilon_{0} (2d)^{2}} \times \frac{\epsilon_{s}-1}{\epsilon_{s}+1}$
    ② [숫자 대입] (상수 대입 과정 생략)
    ③ [최종 결과] $- 2.25 \times 10^{9} \times \frac{Q^{2}(\epsilon_{s}-1)}{d^{2}(\epsilon_{s}+1)}$
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14. 자기인덕턴스가 각각 L1, L2인 두 코일을 서로 간섭이 없도록 병렬로 연결했을 때 그 합성 인덕턴스는?

  1. L1+L2
  2. L1L2
  3. L1+L2/L1L2
  4. L1L2/L1+L2
(정답률: 84%)
  • 인덕턴스가 각각 $L_{1}$, $L_{2}$인 두 코일을 병렬로 연결하면, 저항의 병렬 연결 공식과 동일하게 합성 인덕턴스는 두 값의 곱을 합으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{L_{1}L_{2}}{L_{1}+L_{2}}$
    ② [숫자 대입] (대입 과정 생략)
    ③ [최종 결과] $L = \frac{L_{1}L_{2}}{L_{1}+L_{2}}$
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15. 유전율이 서로 다른 두 종류의 경계면에 전속과 전기력선이 수직으로 도달할 때 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 전계의 세기는 연속이다.
  2. 전속밀도는 불변이다.
  3. 전속과 전기력선은 굴절하지 않는다.
  4. 전속선은 유전율이 큰 유전체 중으로 모이려는 성질이 있다.
(정답률: 47%)
  • 전속과 전기력선이 경계면에 수직으로 입사할 때, 전속밀도 $D$는 연속(불변)이지만 전계의 세기 $E$는 유전율에 반비례하여 변화하므로 연속이 아닙니다.

    오답 노트
    전속밀도는 불변이다: 수직 입사 시 경계면 조건에 의해 성립함
    전속과 전기력선은 굴절하지 않는다: 수직 입사 시 굴절각이 0도이므로 성립함
    전속선은 유전율이 큰 유전체 중으로 모이려는 성질이 있다: 유전율이 클수록 전속을 더 많이 수용함
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16. 그림과 같이 진공 중에 자극면적이 2[cm2] 간격이 0.1[cm]인 자성체내에서 포화자속밀도가 2[Wb/m2]일 때 두자극면 사이에 작용하는 힘의 크기는 약 몇 [N]인가?

  1. 53
  2. 106
  3. 159
  4. 318
(정답률: 60%)
  • 자성체 두 자극면 사이에 작용하는 힘은 자속밀도와 단면적을 이용한 자기 응력 공식으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{B^{2}}{2\mu_{0}} A$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{2^{2}}{2 \times 4\pi \times 10^{-7}} \times 2 \times 10^{-4}$
    ③ [최종 결과] $F = 318$
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17. 등전위면을 따라 전하 Q[C]을 운반하는데 필요한 일은?

  1. 전하의 크기에 따라 변한다.
  2. 전위의 크기에 따라 변한다.
  3. 등전위면과 전기력선에 의하여 결정된다.
  4. 항상 0이다.
(정답률: 79%)
  • 등전위면이란 전위가 모든 지점에서 동일한 면을 말합니다. 따라서 두 지점 사이의 전위차(전압)가 $0$이므로, 전하를 이동시켜도 외부에서 해준 일은 $0$이 됩니다.
    핵심 원리: $W = Q \Delta V = Q \times 0 = 0$
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18. 코일에 있어서 자기인덕턴스는 다음 중 어떤 매질의 상수에 비례하는가?

  1. 저항률
  2. 유전율
  3. 투자율
  4. 도전율
(정답률: 61%)
  • 자기인덕턴스는 코일 내부의 자속을 얼마나 잘 형성하느냐에 결정되며, 이는 매질의 자화 특성을 나타내는 투자율에 비례합니다.
    핵심 공식: $L = \frac{\mu S N^2}{\ell}$
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19. 지표면에 대지로 향하는 300[V/m]의 전계가 있다면 지표면의 전하밀도의 크기는 몇 [C/m2]인가?

  1. 1.33 × 10-9
  2. 2.66 × 10-9
  3. 1.33 × 10-7
  4. 2.66 × 10-7
(정답률: 52%)
  • 전속밀도(전하밀도)는 유전율과 전계의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $D = \epsilon E$
    ② [숫자 대입] $D = 8.854 \times 10^{-12} \times 300$
    ③ [최종 결과] $D = 2.66 \times 10^{-9}$
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20. 공기 중에서 반지름 a[m], 도선의 중심축간 거리 d[m]인 평행도선 사이의 단위 길이당 정전용량은 몇 [F/m]인가? (단, d >> a 이다.)

(정답률: 48%)
  • 평행도선 사이의 단위 길이당 정전용량 공식은 자연로그 $\ln$을 사용하지만, 상용로그 $\log_{10}$으로 변환하면 $\ln(x) = 2.303 \log_{10}(x)$ 관계를 이용합니다. 공기 중의 유전율 $\epsilon_0$ 값을 대입하여 정리하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{\pi \epsilon_0}{\ln(d/a)}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{\pi \times 8.854 \times 10^{-12}}{2.303 \log_{10}(d/a)}$
    ③ [최종 결과]
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2과목: 전력공학

21. 차단기 개방시 재점호가 일어나기 쉬운 경우는?

  1. 1선 지락 전류인 경우
  2. 3상 단락 전류인 경우
  3. 무부하 변압기의 여자전류인 경우
  4. 무부하 충전전류인 경우
(정답률: 60%)
  • 재점호는 차단기가 전류를 차단한 후 전압 회복 속도가 빨라 다시 아크가 발생하는 현상으로, 특히 진상전류인 무부하 충전전류를 차단할 때 발생하기 쉽습니다.
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22. 충전전류는 일반적으로 어떤 전류인가?

  1. 앞선전류
  2. 뒤진전류
  3. 유효전류
  4. 누설전류
(정답률: 70%)
  • 충전전류는 선로의 정전용량(콘덴서 성분)에 의해 흐르는 전류이므로, 전압보다 위상이 $90^{\circ}$ 앞서는 앞선전류의 특성을 가집니다.
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23. A, B 및 C상의 전류를 각각 Ia, Ib, Ic라 할 때, 이고, 이다. Ix는 어떤 전류인가?

  1. 정상전류
  2. 역상전류
  3. 영상전류
  4. 무효전류
(정답률: 67%)
  • 대칭좌표법에서 각 상의 전류를 이용하여 정상, 역상, 영상분 전류를 구할 수 있습니다. 제시된 수식인 $$I_{x} = \frac{1}{3}(I_{a} + aI_{b} + a^{2}I_{c})$$ 꼴은 정상전류를 구하는 공식입니다.

    오답 노트
    영상전류: $\frac{1}{3}(I_{a} + I_{b} + I_{c})$
    역상전류: $\frac{1}{3}(I_{a} + a^{2}I_{b} + aI_{c})$
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24. 배전선로에서 사용하는 전압 조정 방법이 아닌 것은?

  1. 승압기 사용
  2. 저전압계전기 사용
  3. 병렬콘덴서 사용
  4. 주상변압기 탭 전환
(정답률: 59%)
  • 배전선로의 전압 조정은 승압기, 주상변압기 탭 전환, 그리고 무효전력을 조정하는 병렬콘덴서 등을 통해 가능합니다. 반면 저전압계전기는 전압의 이상 상태를 검출하여 차단기 등을 동작시키는 보호 장치일 뿐, 전압을 직접 조정하는 장치가 아닙니다.
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25. 철탑의 사용목적에 의한 분류에서 송전선로 전부의 전선을 끌어당겨서 고정시킬 수 있도록 설계한 철탑으로 D형 철탑이라고도 하는 것은?

  1. 내장보강철탑
  2. 각도철탑
  3. 억류지지철탑
  4. 직선철탑
(정답률: 54%)
  • 송전선로 전부의 전선을 끌어당겨 고정시킬 수 있도록 설계된 철탑을 억류지지철탑이라고 하며, 이는 인류형 또는 D형 철탑이라고도 불립니다.
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26. 그림과 같이 D[m]의 간격으로 반지름 r[m]의 두 전선 a, b가 평행하게 가선되어 있다고 한다. 작용인덕턴스 L[mH/km]의 표현으로 알맞은 것은?

(정답률: 86%)
  • 평행 2전선로의 작용 인덕턴스는 전선 자체의 내부 인덕턴스와 전선 간의 상호 인덕턴스를 합산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = 0.05 + 0.4605\log_{10}\frac{D}{r}$
    ② [숫자 대입] $L = 0.05 + 0.4605\log_{10}\frac{D}{r}$
    ③ [최종 결과] $L = 0.05 + 0.4605\log_{10}\frac{D}{r}$
    따라서 정답은 입니다.
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27. 다음 중 전력선반송 보호계전방식의 장점이 아닌 것은?

  1. 저주파 반송전류를 중첩시켜 사용하므로 계통의 신뢰도가 높아진다.
  2. 고장 구간의 선택이 확실하다.
  3. 동작이 예민하다.
  4. 고장점이나 계통의 여하에 불구하고 선택차단개소를 동시에 고속도 차단할 수 있다.
(정답률: 59%)
  • 전력선반송 보호계전방식은 전력선에 고주파 반송전류를 중첩시켜 신호를 전송함으로써 고장 구간을 신속하고 정확하게 선택 차단하는 방식입니다.

    오답 노트
    저주파 반송전류를 중첩시켜 사용하므로 계통의 신뢰도가 높아진다: 저주파가 아니라 고주파 반송전류를 사용해야 합니다.
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28. 다음 중 특유속도가 가장 작은 수차는?

  1. 프로펠러수차
  2. 프란시스수차
  3. 펠턴수차
  4. 카플란수차
(정답률: 64%)
  • 수차의 특유속도는 낙차가 크고 유량이 적을수록 작아지며, 펠턴수차는 고낙차 소유량용 수차이므로 특유속도가 가장 작습니다.

    오답 노트
    프란시스수차: 중낙차용
    프로펠러수차, 카플란수차: 저낙차 대유량용으로 특유속도가 매우 큼
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29. 단거리 3상 3선식 송전선에서 전선의 중량은 전압이나 역률에 어떠한 관계에 있는가?

  1. 비례
  2. 반비례
  3. 제곱에 비례
  4. 제곱에 반비례
(정답률: 59%)
  • 송전선로에서 전선의 중량은 전력 손실과 밀접한 관계가 있으며, 전력 손실 공식에 의해 전압과 역률의 제곱에 반비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $P_{loss} = \frac{P^{2}R}{V^{2}\cos^{2}\theta}$
    ② [숫자 대입] 전선의 중량 $\propto \frac{1}{V^{2}\cos^{2}\theta}$
    ③ [최종 결과] 제곱에 반비례
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30. 저항 2[Ω], 유도리액턴스 10[Ω]의 단상 2선식 배전선로의 전압강하를 보상하기 위하여 부하단에 용량리액턴스 5[Ω]의 콘덴서를 삽입하였을 때 부하단 전압은 몇 [V] 인가? (단, 전원전압은 7000[V], 부하전류 200[A], 역률은 0.8(뒤짐)이다.)

  1. 6080
  2. 7000
  3. 7080
  4. 8120
(정답률: 50%)
  • 콘덴서 삽입 시 전압강하 보상 효과를 반영하여 부하단 전압을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_r = V_s - I(R \cos \theta + (X_L - X_C) \sin \theta)$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_r = 7000 - 200(2 \times 0.8 + (10 - 5) \times 0.6)$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_r = 6080$$
    따라서 부하단 전압은 $6080\text{ V}$ 입니다.
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31. 3상용 차단기의 정격차단용량은?

  1. 1/√3 × 정격전압 × 정격차단전류
  2. 1/√3 × 정격전압 × 정격전류
  3. √3 × 정격전압 × 정격전류
  4. √3 × 정격전압 × 정격차단전류
(정답률: 79%)
  • 3상 전력 계통에서 차단기가 차단해야 하는 최대 용량인 정격차단용량은 3상 전압과 정격차단전류의 곱으로 계산합니다.
    $$\text{정격차단용량} = \sqrt{3} \times \text{정격전압} \times \text{정격차단전류}$$
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32. 송전선로에서 역섬락을 방지하는 유효한 방법은?

  1. 가공지선을 설치한다.
  2. 소호각을 설치한다.
  3. 탑각 접지 저항을 작게 한다.
  4. 피뢰기를 설치한다.
(정답률: 79%)
  • 역섬락은 탑각의 접지 저항이 커서 지락 사고 시 탑각 전위가 상승하여 가공지선에서 전선으로 섬락하는 현상입니다. 따라서 탑각 접지 저항을 작게 하여 전위 상승을 억제하는 것이 가장 유효한 방지책입니다.
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33. 다음 중 부하전류의 차단능력이 없는 것은?

  1. 부하개폐기(LBS)
  2. 유입차단기(OCB)
  3. 진공차단기(VCB)
  4. 단로기(DS)
(정답률: 80%)
  • 단로기(DS)는 전로를 물리적으로 분리하는 스위치 역할만 수행하며, 아크 소호 능력이 없기 때문에 부하전류나 사고전류를 차단하는 개폐 동작은 불가능합니다.
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34. 송전선로에 근접한 통신선에 유도장해가 발생한다. 정전유도의 원인과 관계가 있는 것은?

  1. 역상전압
  2. 영상전압
  3. 역상전류
  4. 정상전류
(정답률: 75%)
  • 통신선에 발생하는 유도장해 중 정전유도는 전압의 불평형으로 인한 영상전압에 의해 발생하며, 전자유도는 전류의 불평형으로 인한 영상전류에 의해 발생합니다.
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35. 페란티 현상이 발생하는 주된 원인은?

  1. 선로의 저항
  2. 선로의 인덕턴스
  3. 선로의 정전용량
  4. 선로의 누설콘덕턴스
(정답률: 79%)
  • 페란티 현상은 선로의 정전용량($C$)에 의한 충전전류로 인해 역률이 과보상되어, 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상을 말합니다.
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36. "화력발전소의 ( ㉠ )은 발생 ( ㉡ )을 열량으로 환산한 값과 이것을 발생하기 위하여 소비된 ( ㉢ )의 보유열량 ( ㉣ )를 말한다."에서 ㉠ ~ ㉣의 ( ) 안에 들어갈 알맞은 내용은?

  1. ㉠ 손실율, ㉡ 발열량, ㉢ 물, ㉣ 차
  2. ㉠ 열효율, ㉡ 전력량, ㉢ 연료, ㉣ 비
  3. ㉠ 발전량, ㉡ 증기량, ㉢ 연료, ㉣ 결과
  4. ㉠ 연료소비율, ㉡ 증기량, ㉢ 물, ㉣ 차
(정답률: 80%)
  • 화력발전소의 열효율은 발전소에서 생산한 전력량을 열량으로 환산한 값과, 이를 위해 소비한 연료가 가진 보유열량의 비로 정의됩니다.
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37. 공칭단면적 200[mm2], 전선무게 1.838[kg/m], 전선의 외경 18.5[mm]인 경동연선을 경간 200[m]로 가설하는 경우의 이도는 약 몇 [m]인가? (단, 경동연선의 전단 인장하중은 7910[kg], 빙설하중은 0.416[kg/m], 풍압하중은 1.525[kg/m], 안전율은 2.0이다.)

  1. 3.44
  2. 3.78
  3. 4.28
  4. 4.78
(정답률: 39%)
  • 전선의 이도는 합성하중, 경간, 수평장력을 이용하여 계산합니다. 먼저 전선 무게와 빙설하중의 합과 풍압하중을 이용해 합성하중을 구하고, 인장하중을 안전율로 나누어 수평장력을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{W \times S^{2}}{8 \times T}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{\sqrt{(1.838 + 0.416)^{2} + 1.525^{2}} \times 200^{2}}{8 \times (7910 / 2)}$
    ③ [최종 결과] $D = 3.44$
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38. 선로길이 100[km], 송전단 전압 154[kV], 수전단 전압 140[kV]의 3상 3선식 정전압 송전선에서 선로정수는 저항 0.315[Ω/km], 리액턴스 1.035[Ω/km]라고 할 때 수전단 3상 전력 원선도의 반경을 [MVA]단위로 표시하면 약 얼마인가?

  1. 200[MVA]
  2. 300[MVA]
  3. 450[MVA]
  4. 600[MVA]
(정답률: 33%)
  • 수전단 3상 전력 원선도의 반경은 송전단 전압과 수전단 전압의 곱을 선로의 전체 임피던스로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$r = \frac{V_{s} \times V_{r}}{Z}$$
    ② [숫자 대입]
    $$r = \frac{154 \times 140}{\sqrt{0.315^{2} + 1.035^{2}} \times 100}$$
    ③ [최종 결과]
    $$r = 200\text{ MVA}$$
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39. △결선의 3상 3선식 배전선로가 있다. 1선이 지락 하는 경우 건전상의 전위상승은 지락전의 몇 배인가?

  1. √3/2
  2. 1
  3. √2
  4. √3
(정답률: 73%)
  • △결선 3상 3선식 선로에서 1선 지락 사고가 발생하면, 비접지 계통의 특성상 지락하지 않은 건전상의 대지 전위가 상승하게 됩니다. 이때 건전상의 전위는 지락 전 상전압의 $\sqrt{3}$배까지 상승합니다.
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40. 콘덴서 3개를 선간전압 6600[V], 주파수 60[Hz]의 선로에 △로 접속하여 60[kVA]가 되게 하려면 필요한 콘덴서 1개의 정전용량은 약 얼마인가?

  1. 약 1.2[㎌]
  2. 약 3.6[㎌]
  3. 7.2[㎌]
  4. 약 72[㎌]
(정답률: 42%)
  • 3상 $\Delta$ 접속 콘덴서의 부하 용량 공식을 사용하여 정전용량을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = 3 \times 2 \pi f C V^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$C = \frac{60 \times 10^3}{3 \times 2 \pi \times 60 \times 6600^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$C = 1.2$$
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3과목: 전기기기

41. 단자전압 100[V], 전기자 전류 10[A], 전기자 회로 저항 1[Ω], 회전수 1800[rpm]으로 전부하 운전하고 있는 직류 전동기의 토크는 약 몇 [kgㆍm]인가?

  1. 0.049
  2. 0.49
  3. 49
  4. 490
(정답률: 68%)
  • 전동기의 토크는 출력과 회전수의 관계로 구할 수 있으며, 이때 출력은 유기기전력과 전기자 전류의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$T = 0.975 \frac{P}{N} = 0.975 \frac{(V - I_a R_a) I_a}{N}$$
    ② [숫자 대입]
    $$T = 0.975 \frac{(100 - 10 \times 1) \times 10}{1800}$$
    ③ [최종 결과]
    $$T = 0.49$$
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42. 단상 반파 정류로 직류 전압 50[V]를 얻으려고 한다. 다이오드의 최대 역전압 (PIV)은 약 몇 [V]인가?

  1. 111
  2. 141.4
  3. 157
  4. 314
(정답률: 51%)
  • 단상 반파 정류회로에서 직류 전압 $V_{dc}$와 최대 역전압 $PIV$의 관계를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{dc} = 0.45 E$$
    $$PIV = \sqrt{2} E$$
    ② [숫자 대입]
    $$E = \frac{50}{0.45} = 111.11$$
    $$PIV = \sqrt{2} \times 111.11$$
    ③ [최종 결과]
    $$PIV = 157$$
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43. 2대의 동기발전기가 병렬운전하고 있을 때 동기화 전류가 흐르는 경우는?

  1. 기전력의 크기에 차가 있을 때
  2. 기전력의 위상에 차가 있을 때
  3. 부하분담에 차가 있을 때
  4. 기전력의 파형에 차가 있을 때
(정답률: 70%)
  • 동기발전기 병렬운전 시 기전력의 위상에 차이가 발생하면 유효전력이 서로 교환되는 동기화 전류(유효순환전류)가 흐르게 됩니다.

    오답 노트
    기전력의 크기에 차가 있을 때: 무효순환전류 발생
    주파수 차이: 난조 발생
    파형 차이: 고조파 전류 발생
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44. 직류기에서 전기자 반작용을 방지하기 위한 보상권선의 전류방향은?

  1. 전기자 전류의 방향과 같다.
  2. 전기자 전류의 방향과 반대이다.
  3. 계자 전류의 방향과 같다.
  4. 계자 전류의 방향과 반대이다.
(정답률: 64%)
  • 보상권선은 전기자 반작용을 상쇄하기 위해 설치하는 권선으로, 전기자 권선에 흐르는 전류와 반대 방향으로 전류를 흘려 자속을 상쇄시킴으로써 전기자 반작용을 방지합니다.
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45. 전압비 3300/110[V], 1차 누설임피던스 Z1=12+j13[Ω], 2차 누설임피던스 Z2=0.015+j0.013[Ω]인 변압기가 있다. 1차로 환산된 등가임피던스[Ω]는?

  1. 25.5+j24.7
  2. 25.5+j22.7
  3. 24.7+j25.5
  4. 22.7+j25.5
(정답률: 59%)
  • 2차 임피던스를 1차 측으로 환산하기 위해서는 권수비의 제곱을 곱하여 1차 임피던스와 합산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z_{1}' = Z_{1} + a^{2} Z_{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z_{1}' = (12 + j13) + (\frac{3300}{110})^{2} (0.015 + j0.013)$$
    ③ [최종 결과]
    $$Z_{1}' = 25.5 + j24.7$$
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46. 3상 동기발전기의 전기자 권선을 Y결선으로 하는 이유 중 △결선과 비교할 때 장점이 아닌 것은?

  1. 출력을 더욱 증대할 수 있다.
  2. 권선의 코로나 현상이 적다.
  3. 고조파 순환전류가 흐르지 않는다.
  4. 권선의 보호 및 이상전압의 방지대책이 용이하다.
(정답률: 53%)
  • 발전기의 출력은 결선 방식(Y 또는 △)과 관계없이 결정되는 요소입니다.

    오답 노트
    권선의 코로나 현상: Y결선은 상전압이 낮아 코로나 현상이 적음
    고조파 순환전류: △결선에서만 흐르므로 Y결선은 흐르지 않음
    보호 및 이상전압 방지: Y결선이 절연 및 대책 수립에 용이함
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47. 변압기 내부 고장 검출용으로 쓰이는 계전기는?

  1. 비율차동계전기
  2. 거리계전기
  3. 과전류계전기
  4. 방향단락계전기
(정답률: 81%)
  • 변압기 내부의 전기적 고장을 검출하기 위해서는 유입 전류의 차이를 이용하는 비율차동계전기를 사용합니다.

    오답 노트
    브흐홀쯔 계전기, 충격압력계전기: 기계적 고장 검출용
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48. 3상 유도전동기의 공급전압이 일정하고, 주파수가 정격값보다 수 [%] 감소할 때 다음 현상 중 옳지 않은 은?

  1. 동기속도가 감소한다.
  2. 누설 리액턴스가 증가한다.
  3. 철손이 약간 증가한다.
  4. 역률이 나빠진다.
(정답률: 55%)
  • 누설 리액턴스는 주파수에 비례하는 성질을 가지고 있습니다.
    $$X_{L} = 2\pi f L$$
    따라서 주파수가 정격값보다 감소하면 누설 리액턴스 또한 감소하게 됩니다.
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49. 변압기 등가회로 작성에 필요하지 않은 시험은?

  1. 무부하 시험
  2. 단락시험
  3. 반환부하 시험
  4. 저항 측정시험
(정답률: 58%)
  • 반환부하 시험은 변압기의 온도 측정에 사용되는 방법으로, 변압기의 전기적 특성을 파악하여 등가회로를 작성하는 것과는 무관합니다.
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50. 75[kVA], 6000/200[V]의 단상변압기의 %임피던스 강하가 4[%]이다. 1차 단락전류[A]는?

  1. 512.5
  2. 412.5
  3. 312.5
  4. 212.5
(정답률: 58%)
  • 변압기의 1차 단락전류는 정격전류를 퍼센트 임피던스로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I_{s} = \frac{100}{\%Z} \times I_{n}$
    ② [숫자 대입] $I_{s} = \frac{100}{4} \times \frac{75000}{6000}$
    ③ [최종 결과] $I_{s} = 312.5$
    따라서 1차 단락전류는 $312.5\text{ A}$입니다.
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51. △결선 변압기의 1대가 고장으로 제거되어 V결선으로 할 때 공급할 수 있는 전력은 고장 전 전력의 몇 [%]인가?

  1. 81.6
  2. 75.0
  3. 66.7
  4. 57.7
(정답률: 79%)
  • $\Delta$결선 변압기 3대 운전 중 1대가 고장나 V결선으로 운전할 때, 출력은 $\Delta$결선 시의 $\frac{\sqrt{3}}{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{V} = \frac{\sqrt{3}}{3} \times P_{\Delta}$
    ② [숫자 대입] $P_{V} = \frac{1.732}{3} \times 100$
    ③ [최종 결과] $P_{V} = 57.7$
    따라서 공급 가능한 전력은 고장 전의 $57.7\%$가 됩니다.
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52. 직류 분권전동기의 운전 중 계자저항기의 저항을 증가하면 속도는 어떻게 되는가?

  1. 변하지 않는다.
  2. 증가한다.
  3. 감소한다.
  4. 정지한다.
(정답률: 68%)
  • 직류 분권전동기에서 계자저항을 증가시키면 계자전류가 감소하여 자속이 줄어듭니다. 전동기의 속도는 자속에 반비례하므로, 자속이 감소함에 따라 속도는 증가하게 됩니다.
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53. 경부하로 회전중인 3상 농형 유도전동기에서 전원의 3선 중 1선이 개방되면 3상 전동기는?

  1. 개방시 바로 정지한다.
  2. 속도가 급상승한다.
  3. 회전을 계속한다.
  4. 일정시간 회전 후 정지한다.
(정답률: 63%)
  • 3상 농형 유도전동기가 경부하로 회전 중 1선이 개방되면, 단상 전류가 흐르며 슬립이 증가하지만 회전 토크가 부하 토크보다 크기 때문에 정지하지 않고 회전을 계속합니다. 이를 게르게스 현상이라고 하며, 속도는 약 50%로 감소한 상태로 지속 운전하게 됩니다.
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54. 동기발전기의 자기여자 방지법이 아닌 것은?

  1. 발전기 2대 또는 3대를 병렬로 모선에 접속한다.
  2. 수전단에 동기조상기를 접속한다.
  3. 송전선로의 수전단에 변압기를 접속한다.
  4. 발전기의 단락비를 적게 한다.
(정답률: 65%)
  • 자기여자를 방지하기 위해서는 계통의 리액턴스를 줄이거나 발전기의 전압 변동률을 낮춰야 합니다. 단락비를 크게 하면 전압 변동률이 작아져 자기여자 방지에 유리하므로, 단락비를 적게 한다는 설명은 틀린 방법입니다.

    오답 노트
    발전기 병렬 접속, 수전단 변압기 접속, 동기조상기 접속: 모두 계통의 특성을 변화시켜 자기여자를 억제하는 올바른 방법입니다.
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55. 동기기에서 동기 임피던스 값과 실용상 같은 것은? (단, 전기자 저항은 무시한다.)

  1. 전기자 누설 리액턴스
  2. 동기 리액턴스
  3. 유도 리액턴스
  4. 등가 리액턴스
(정답률: 72%)
  • 동기 임피던스는 전기자 저항과 동기 리액턴스의 벡터 합으로 정의됩니다. 이때 전기자 저항을 무시하면 동기 임피던스 값은 동기 리액턴스 값과 같아집니다.
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56. 균압선을 설치하여 병렬 운전하는 발전기는?

  1. 타여자 발전기
  2. 분권 발전기
  3. 복권 발전기
  4. 동기기
(정답률: 56%)
  • 복권 발전기는 직권 권선과 분권 권선을 모두 가지고 있어, 병렬 운전 시 전압 불평형을 방지하고 전류를 균일하게 하기 위해 균압선을 설치합니다.
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57. 정격부하를 걸고 16.3[kgㆍm]의 토크를 발생하며, 1200[rpm]으로 회전하는 어떤 직류 분권전동기의 역기전력이 100[V]일 때 전기자 전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 100
  2. 150
  3. 175
  4. 200
(정답률: 50%)
  • 직류 전동기의 토크 공식에서 전기자 전류를 유도하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{a} = \frac{T \times N}{0.975 \times E_{c}}$
    ② [숫자 대입] $I_{a} = \frac{16.3 \times 1200}{0.975 \times 100}$
    ③ [최종 결과] $I_{a} = 200.62$ A
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58. 용량 2[kVA], 3000/100[V]의 단상변압기를 단권변압기로 연결해서 승압기로 사용할 때, 1차측에 3000[V]를 가할 경우 부하용량은 몇 [kVA] 인가?

  1. 16
  2. 32
  3. 50
  4. 62
(정답률: 45%)
  • 단권변압기의 부하용량은 자기용량에 전압비를 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P_{load} = P_{self} \times \frac{V_{h}}{V_{h} - V_{l}}$
    ② [숫자 대입] $P_{load} = 2 \times \frac{3000 + 100}{3100 - 3000}$
    ③ [최종 결과] $P_{load} = 62$ kVA
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59. 직류기에서 전기자 반작용이란 전기자 권선에 흐르는 전류로 인하여 생긴 자속이 무엇에 영향을 주는 현상인가?

  1. 모든 부분에 영향을 주는 현상
  2. 계자극에 영향을 주는 현상
  3. 감자 작용만을 하는 현상
  4. 편자 작용만을 하는 현상
(정답률: 74%)
  • 전기자 반작용이란 전기자 권선에 전류가 흐를 때 발생하는 자기장이 주자속을 만드는 계자극의 자속에 영향을 주어, 주자속을 감소시키거나(감자 작용) 왜곡시키는(편자 작용) 현상을 말합니다.
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60. 3상 유도전동기의 원선도 작성에 필요한 기본량이 아닌 것은?

  1. 저항 측정
  2. 슬립 측정
  3. 구속시험
  4. 무부하 시험
(정답률: 80%)
  • 3상 유도전동기의 원선도를 작성하기 위해서는 저항 측정, 구속 시험, 무부하 시험 등의 기본 데이터가 필요합니다. 슬립은 운전 상태에서 결정되는 값으로 원선도 작성을 위한 기본 측정량에 해당하지 않습니다.
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4과목: 회로이론

61. 1[mV]의 입력을 가했을 때 100[mV]의 출력 나오는 4단자 회로의 이득 [dB]은?

  1. 40
  2. 30
  3. 20
  4. 10
(정답률: 61%)
  • 전압 이득을 데시벨(dB)로 환산할 때는 전압비에 $20\log$를 취하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G = 20\log_{10} \frac{V_{out}}{V_{in}}$
    ② [숫자 대입] $G = 20\log_{10} \frac{100}{1}$
    ③ [최종 결과] $G = 40$
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62. 그림과 같은 RC 직렬회로에 비정현파 전압 를 가할 때 제3고조파전류 i2[A]는 약 얼마인가?

  1. 0.49sin(360πt-14.04°)
  2. 0.49√2sin(360πt-14.04°)
  3. 0.49sin(360πt+14.04°)
  4. 0.49√2sin(360πt+14.04°)
(정답률: 37%)
  • 비정현파 전압 $v = 20 + 220\sqrt{2}\sin(120\pi t) + 40\sqrt{2}\sin(360\pi t)$에서 제3고조파 성분은 $40\sqrt{2}\sin(360\pi t)$ 입니다. 이 성분에 대한 용량성 리액턴스와 임피던스를 구해 전류를 계산합니다.
    제3고조파 리액턴스:
    ① $X_{3} = \frac{1}{2\pi f_{3}C}$
    ② $X_{3} = \frac{1}{2\pi \times 180 \times 44.21 \times 10^{-6}}$
    ③ $X_{3} = 20$
    제3고조파 전류의 실효값:
    ① $I_{3} = \frac{V_{3}}{\sqrt{R^{2} + X_{3}^{2}}}$
    ② $I_{3} = \frac{40}{\sqrt{80^{2} + 20^{2}}}$
    ③ $I_{3} = 0.49$
    위상각: $\tan^{-1}(\frac{20}{80}) = 14.04^{\circ}$이며, RC 회로에서 전류는 전압보다 위상이 앞서므로 $+14.04^{\circ}$가 됩니다. 따라서 순시값은 $0.49\
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63. 그림과 같은 회로에서 15[Ω]에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?

  1. 4[A]
  2. 8[A]
  3. 10[A]
  4. 20[A]
(정답률: 69%)
  • 회로의 모든 전류원이 병렬로 연결되어 있으며, $15\Omega$ 저항으로 흐르는 전류는 키르히호프의 전류 법칙(KCL)에 의해 모든 전류원의 합과 같습니다.
    ① $I = I_{1} + I_{2} + I_{3}$
    ② $I = 13 + 2 + 5$
    ③ $I = 20$
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64. 다음 회로에서 정저항 회로가 되기 위해서는 1/wC의 값은 몇 [Ω]이면 되는가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 43%)
  • 정저항 회로란 무효 성분이 서로 상쇄되어 전체 임피던스에서 허수부가 0이 되고 저항 성분만 남는 회로를 말합니다. 저항과 인덕터의 병렬 부분에서 발생하는 무효분과 콘덴서의 무효분이 같아야 상쇄됩니다.
    ① [기본 공식] $Z = \frac{R \cdot jX_L}{R + jX_L} + \frac{1}{\omega C}$
    ② [숫자 대입] $Z = \frac{10 \cdot j5}{10 + j5} + \frac{1}{\omega C} = \frac{j50(10 - j5)}{100 + 25} + \frac{1}{\omega C} = \frac{250 + j500}{125} + \frac{1}{\omega C} = 2 + j4 + \frac{1}{\omega C}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{\omega C} = 4$
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65. 내부저항이 15[㏀]이고 최대눈금이 150[V]인 전압계와 내부저항이 10[㏀]이고 최대눈금이 150[V]인 전압계가 있다. 두 전압계를 직렬 접속하여 측정하면 최대 몇 [V] 까지 측정할 수 있는가?

  1. 200
  2. 250
  3. 300
  4. 375
(정답률: 46%)
  • 두 전압계를 직렬로 연결하면 전압 분배 법칙에 의해 저항이 큰 전압계에 더 많은 전압이 걸립니다. 따라서 저항이 더 큰 $15\text{k}\Omega$ 전압계의 최대 눈금인 $150\text{V}$를 넘지 않아야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{max} = V_{limit} \times \frac{R_1 + R_2}{R_1}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{max} = 150 \times \frac{15 + 10}{15}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{max} = 250$$
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66. 6상 성형 상전압이 200[V]일 때 선간전압[V]은?

  1. 200
  2. 150
  3. 100
  4. 50
(정답률: 67%)
  • n상 성형 결선에서 상전압 $V_p$와 선간전압 $V_l$의 관계식을 사용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_l = 2V_p \sin(\frac{\pi}{n})$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_l = 2 \times 200 \times \sin(\frac{180^\circ}{6})$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_l = 200$$
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67. 그림과 같은 회로에서 스위치 S를 t=0에서 닫았을 때 이다.L의 값은 몇 [H]인가?

  1. 0.1
  2. 0.5
  3. 0.25
  4. 7.5
(정답률: 75%)
  • 인덕터 $L$에 걸리는 전압은 전류의 시간 변화율에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_L = L \frac{di}{dt}$$
    ② [숫자 대입]
    $$100 = L \times 400$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = 0.25$$
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68. 어떤 회로의 전압 E, 전류 I일 때 에서 Pr ＞ 0이다. 이 회로는 어떤 부하인가? (단, 는 E의 공액복소수이다.)

  1. 용량성
  2. 무유도성
  3. 유도성
  4. 정저항
(정답률: 60%)
  • 복소 전력 $\bar{S} = \bar{E}\bar{I}$에서 전압의 공액복소수 $\bar{E}$를 사용하여 계산한 전력 $P_t = \bar{E}I = P + jP_r$의 허수부 $P_r$의 부호로 부하의 성질을 판단합니다.
    전압에 공액 표시가 있을 때, 허수부 $P_r > 0$이면 용량성 부하, $P_r < 0$이면 유도성 부하로 판별합니다.
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69. 다음 그림과 같은 전기회로의 입력을 ei, 출력을 e0라고 할 때 전달함수는?

(정답률: 59%)
  • 전달함수는 입력 전압 $e_i$에 대한 출력 전압 $e_o$의 비를 나타냅니다. 주어진 회로는 $R_1$과 $L$이 병렬로 연결된 뭉치가 다시 $R_2$와 직렬로 연결된 전압 분배 회로 구조입니다.
    전압 분배 법칙을 적용하면 출력 전압은 전체 임피던스 중 $R_2$에 걸리는 전압이 됩니다.
    $$\frac{e_o}{e_i} = \frac{R_2}{R_2 + \frac{R_1 \cdot sL}{R_1 + sL}}$$
    위 식의 분모와 분자에 $(R_1 + sL)$을 곱하여 정리하면 다음과 같습니다.
    $$\frac{e_o}{e_i} = \frac{R_2(R_1 + sL)}{R_2(R_1 + sL) + sLR_1} = \frac{R_2(R_1 + sL)}{R_1R_2 + sLR_2 + sLR_1}$$
    따라서 정답은 입니다.
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70. 변압비 인 단상 변압기 3개를 1차 △결선, 2차 Y결선 하고, 1차 선간에 3000[V]를 가했을 때 무부하 2차 선간전압[V]은?

  1. 100/√3[V]
  2. 190/√3 [V]
  3. 100[V]
  4. 100√3[V]
(정답률: 62%)
  • 1차 $\Delta$결선에서는 선간전압이 곧 상전압이며, 2차 Y결선에서는 선간전압이 상전압의 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    ① [2차 상전압] $E_2 = \frac{V_1}{a} = \frac{3000}{30} = 100\text{ V}$
    ② [2차 선간전압] $V_2 = \sqrt{3} \times E_2 = \sqrt{3} \times 100$
    ③ [최종 결과] $V_2 = 100\sqrt{3}\text{ V}$
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71. 의 특성방정식의 근의 값은?

  1. -2, 3
  2. 1, 2
  3. -2, -1
  4. 1, -3
(정답률: 66%)
  • 특성방정식은 전달함수 $G(s) = \frac{s+1}{s^2+3s+2}$의 분모를 $0$으로 놓은 방정식입니다. 분모의 이차식을 인수분해하여 근을 찾습니다.
    ① [특성방정식] $s^2 + 3s + 2 = 0$
    ② [인수분해] $(s+1)(s+2) = 0$
    ③ [최종 결과] $s = -1, -2$
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72. e-atcoswt의 라플라스 변환은?

(정답률: 51%)
  • 라플라스 변환의 이동 정리(s-shifting theorem)를 적용하는 문제입니다. $\cos \omega t$의 변환 결과인 $\frac{s}{s^2 + \omega^2}$에 $e^{-at}$가 곱해져 있으므로, $s$ 대신 $s+a$를 대입하여 변환합니다.
    $$\mathcal{L}\{e^{-at}\cos \omega t\} = \frac{s+a}{(s+a)^2 + \omega^2}$$
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73. 인 파형의 주파수는 몇 [Hz]인가?

  1. 50
  2. 60
  3. 70
  4. 80
(정답률: 79%)
  • 정현파 전류 식 $i = 20\sqrt{2}\sin(377t - \frac{\pi}{6})$에서 각주파수 $\omega$는 $t$의 계수인 $377$입니다. 각주파수와 주파수의 관계식을 이용하여 주파수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\omega = 2\pi f$
    ② [숫자 대입] $377 = 2 \times 3.14 \times f$
    ③ [최종 결과] $f = 60\text{ Hz}$
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74. 그림에서 4단자망의 개방 순방향 전달 임피던스 Z21[Ω]과 단락 순방향 전달 어드미턴스 Y21[℧]은?

  1. Z21=5, Y21=-1/2
  2. Z21=3, Y21=-1/3
  3. Z21=3, Y21=-1/2
  4. Z21=5, Y21=-5/6
(정답률: 40%)
  • 4단자망의 전달 임피던스 $Z_{21}$은 출력 단자를 개방했을 때의 전압비이며, 전달 어드미턴스 $Y_{21}$은 출력 단자를 단락했을 때의 전류비입니다.
    ① [기본 공식] $Z_{21} = \frac{V_{2}}{I_{1}} \text{ (개방)}, Y_{21} = \frac{I_{2}}{V_{1}} \text{ (단락)}$
    ② [숫자 대입] $Z_{21} = 3, Y_{21} = \frac{-1}{2 + 3}$ (회로 분석 결과)
    ③ [최종 결과] $Z_{21} = 3, Y_{21} = -1/2$
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75. 불평형 3상 전류가 Ia=15+j2[A], Ib=-20-j14[A], Ic=-3+j10[A]일 때의 영상전류 I0는?

  1. 2.85+j0.36
  2. -2.67-j0.67
  3. 1.57-j3.25
  4. 12.67+j2
(정답률: 76%)
  • 불평형 3상 회로에서 영상전류는 각 상 전류의 합을 3으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{0} = \frac{1}{3}(I_{a} + I_{b} + I_{c})$
    ② [숫자 대입] $I_{0} = \frac{1}{3}((15 + j2) + (-20 - j14) + (-3 + j10))$
    ③ [최종 결과] $I_{0} = \frac{1}{3}(-8 - j2) = -2.67 - j0.67$
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76. RLC 직렬회로에t=0에서 교류전압 e=Emsin(wt+θ)를 가할 때 이면 이 회로는?

  1. 진동적이다
  2. 비진동적이다
  3. 임계적이다
  4. 비감쇠진동이다
(정답률: 66%)
  • RLC 직렬회로의 감쇠 특성은 판별식 $R^{2} - \frac{4L}{C}$의 값에 의해 결정됩니다.
    주어진 조건이 $R^{2} - \frac{4L}{C} > 0$이므로, 이 회로는 비진동적(과감쇠) 상태입니다.

    오답 노트
    임계적이다: 판별식이 $0$인 경우
    진동적이다: 판별식이 $0$보다 작은 경우
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77. 그림과 같이 접속된 회로의 단자 a, b에서 본 등가임피던스는 어떻게 표현되는가?( 단, M[H]은 두 코일 L1, L2 사이의 상호인덕턴스이다.)

  1. R1+R2+jw(L1+L2)
  2. R1+R2+jw(L1-L2)
  3. R1+R2+jw(L1+L2+2M)
  4. R1+R2+jw(L1+L2-2M)
(정답률: 68%)
  • 두 코일의 점 표시를 통해 상호인덕턴스의 결합 방향을 판별합니다. 회로 구성상 전류가 흐르는 방향이 점의 표시와 반대되는 차동 결합 상태이므로, 상호인덕턴스 성분은 $2M$만큼 감산됩니다.
    따라서 전체 임피던스는 $R_{1} + R_{2} + j\omega(L_{1} + L_{2} - 2M)$이 됩니다.
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78. 그림과 같은 회로에 교류전압E=100∠0°[V]를 인가할 때 전전류 I는 몇 [A]인가?

  1. 6+j28
  2. 6-j28
  3. 28+j6
  4. 28-j6
(정답률: 43%)
  • 병렬 회로에서 전체 전류는 각 가지에 흐르는 전류의 합과 같습니다. 저항 성분과 R-L 성분으로 나누어 각각의 전류를 구한 뒤 합산합니다.
    ① [기본 공식] $I = I_{1} + I_{2} = \frac{E}{R} + \frac{E}{R + jX}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{100}{5} + \frac{100}{8 + j6}$
    ③ [최종 결과] $I = 20 + (8 - j6) = 28 - j6$
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79. 다음과 같은 회로에서 4단자 정수는 어떻게 되는가?

(정답률: 70%)
  • 제시된 회로는 T형 회로의 일부로, 각 단자의 전압과 전류 관계를 나타내는 4단자 정수 행렬의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\begin{bmatrix} A & B \ C & D \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 & Z_{1} \ 0 & 1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1 & 0 \ 1/Z_{2} & 1 \end{bmatrix}$
    ② [숫자 대입] $\begin{bmatrix} A & B \ C & D \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 + \frac{Z_{1}}{Z_{2}} & Z_{1} \ \frac{1}{Z_{2}} & 1 \end{bmatrix}$
    ③ [최종 결과] $A = 1 + \frac{Z_{1}}{Z_{2}}, B = Z_{1}, C = \frac{1}{Z_{2}}, D = 1$
    단, 문제의 정답 이미지 의 구성인 $A=1, B=Z_{1}, C=1/Z_{2}, D=1+Z_{1}/Z_{2}$는 행렬 곱의 순서나 회로 해석 방향에 따른 결과입니다.
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80. 교류의 파형률이란?

(정답률: 70%)
  • 교류의 파형률은 실효값과 평균값의 비율로 정의합니다.
    핵심 암기: 파형률 = 실효값 / 평균값, 파고율 = 최댓값 / 실효값
    따라서 정답은 입니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 고압 옥내배선의 공사법이 아닌 것은?

  1. 애자사용 공사
  2. 케이블 공사
  3. 금속관 공사
  4. 케이블 트레이 공사
(정답률: 51%)
  • 고압 옥내배선 공사법으로는 애자사용 공사, 케이블 공사, 케이블 트레이 공사가 사용됩니다. 금속관 공사는 고압 옥내배선 공사법에 해당하지 않습니다.
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82. 저압의 옥측배선 또는 옥외배선 시설로 잘못된 것은?

  1. 400[V] 이상 저압의 전개된 장소에 애자사용 공사로 시설
  2. 합성수지관 또는 금속관 공사, 가요전선관 공사로 시설
  3. 400[V] 이상 저압의 점검 가능한 은폐장소에 버스덕트 공사로 시설
  4. 옥내전로의 분기점에서 10[m] 이상인 저압의 옥측배선 또는 옥외배선의 개폐기를 옥내 전로용과 겸용으로 시설
(정답률: 48%)
  • 옥내전로의 분기점에서 옥측배선 또는 옥외배선의 개폐기를 옥내 전로용과 겸용으로 시설하려면 분기점으로부터의 거리가 $8\text{m}$이하이어야 합니다. 따라서 10m 이상인 경우 겸용으로 시설하는 것은 잘못된 방법입니다.
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83. 케이블을 사용하지 않은 154[kV] 가공송전선과 식물과의 최소 이격거리는 몇 [m]인가?

  1. 2.8
  2. 3.2
  3. 3.8
  4. 4.2
(정답률: 61%)
  • 특고압 가공전선과 식물 사이의 이격거리는 전압에 따라 결정되며, $60\text{kV}$ 초과 시에는 전압에 따른 단수를 계산하여 적용합니다.
    ① [기본 공식] $L = 2 + \text{단수} \times 0.12$ (단수 $= \frac{\text{사용전압} - 60}{10}$)
    ② [숫자 대입] $\text{단수} = \frac{154 - 60}{10} = 9.4 \rightarrow 10$
    $$L = 2 + 10 \times 0.12$$
    ③ [최종 결과] $L = 3.2$
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84. 전로에 시설하는 기계기구 중에서 외함 접지 공사를 생략할 수 없는 경우는?

  1. 사용전압이 직류 300[V] 또는 교류 대지전압이 150[V] 이하인 기계기구를 건조한 곳에 시설하는 경우
  2. 철대 또는 외함의 주위에 절연대를 시설하는 경우
  3. 전기용품안전관리법의 적용을 받는 2중 절연의 구조로 되어 있는 기계기구를 시설하는 경우
  4. 정격감도전류 20[mA], 동작시간이 0.5초인 전류동작형의 인체감전 보호용 누전차단기를 시설 하는 경우
(정답률: 56%)
  • 외함 접지공사를 생략하기 위해서는 정격감도전류 $30\text{mA}$, 동작시간 $0.03\text{초}$인 누전차단기를 시설해야 합니다. 따라서 정격감도전류 $20\text{mA}$, 동작시간 $0.5\text{초}$인 누전차단기를 시설하는 경우는 생략 조건에 해당하지 않으므로 반드시 접지공사를 해야 합니다.

    오답 노트
    사용전압이 직류 $300\text{V}$ 또는 교류 대지전압 $150\text{V}$이하이며 건조한 곳에 시설: 생략 가능
    절연대 시설: 생략 가능
    2중 절연 구조: 생략 가능
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85. 일반 주택의 저압 옥내배선을 점검하였더니 다음과 같이 시공되어 있었다. 잘못 시공된 것은?

  1. 욕실의 전등으로 방습 형광등이 시설되어 있다.
  2. 단상 3선식 인입개폐기의 중성선에 동판이 접속되어 있었다.
  3. 합성수지관공사의 관의 지지점간의 거리가 2[m]로 되어 있었다.
  4. 금속관공사로 시공하였고 절연전선을 사용하였다.
(정답률: 57%)
  • 합성수지관공사에서 관의 지지점 간 거리는 $1.5\text{m}$이하로 유지해야 하므로, $2\text{m}$로 시공한 것은 잘못된 시공입니다.
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86. 고압 보안공사시에 지지물로 A종 철근 콘크리트주를 사용할 경우 경간은 몇 [m] 이하이어야 하는가?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 400
(정답률: 61%)
  • 보안공사 시 지지물별 경간 제한 규정에 따라, A종 철근 콘크리트주를 사용하는 경우 경간은 $100\text{m}$이하로 시설해야 합니다.
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87. 직류 귀선의 궤도 근접 부분이 금속제 지중관로와 1[km]안에 접근하는 경우에는 지중관로에 대한 어떤 장해를 방지하기 위한 조치를 취하여야 하는가?

  1. 전파에 의한 장해
  2. 전류누설에 의한 장해
  3. 전식작용에 의한 장해
  4. 토양붕괴에 의한 장해
(정답률: 46%)
  • 직류 귀선의 레일접근 부분이 금속제 지중관로와 $1\text{km}$이내에 근접할 경우, 누설 전류로 인해 금속관로가 부식되는 전식작용에 의한 장해를 방지하기 위한 조치를 취해야 합니다.
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88. 고압 가공전선을 ACSR선으로 쓸 때 안전율은 몇 이상의 이도로 시설하여야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.2
  3. 2.5
  4. 3.0
(정답률: 73%)
  • 고압 가공전선의 안전율은 전선의 종류에 따라 규정되어 있습니다. ACSR선 및 기타 전선의 경우 안전율 $2.5$이상으로 시설해야 합니다.

    오답 노트
    경동선, 내열합금선: $2.2$이상
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89. 동작시에 아크가 생기는 고압용 개폐기는 목재로부터 몇 [m] 이상 떼어놓아야 하는가?

  1. 1
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 50%)
  • 동작 시 아크가 발생하는 개폐기의 목재로부터의 이격 거리는 전압 등급에 따라 다릅니다.

    오답 노트
    특고압용: $2\text{m}$이상 (단, 아크 우려가 없는 경우 $1\text{m}$가능)
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90. 440[V] 옥내 배선에 연결된 전동기 회로의 절연저항의 최소값은 얼마인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.1[㏁]
  2. 0.2[㏁]
  3. 0.4[㏁]
  4. 1[㏁]
(정답률: 42%)
  • 옥내 배선 전동기 회로의 절연저항 최소값은 사용 전압에 따라 결정됩니다. $400\text{V}$이상의 전압을 사용하는 경우 최소 절연저항은 $0.4\text{M}\Omega$ 입니다.
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91. 전기설비기준에서 사용되는 용어의 정의에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 접속설비란 공용 전력계통으로부터 특정 분산형전원 설치자의 전기설비에 이르기까지의 전선로와 이에 부속하는 개폐장치, 모선 및 기타 관련 설비를 말한다.
  2. 제1차 접근상태란 가공전선이 다른 시설물과 접근하는 경우에 다른 시설물의 위쪽 또는 옆쪽에서 수평거리로 3[m]미만인 곳에 시설되는 상태를 말한다.
  3. 계통연계란 분산형 전원을 송전사업자나 배전사업자의 전력계통에 접속하는 것을 말한다.
  4. 단독운전이란 전력계통의 일부가 전력계통의 전원과 전기적으로 분리된 상태에서 분산형 전원에 의해서만 가압되는 상태를 말한다.
(정답률: 63%)
  • 제1차 접근상태는 지지물이 옆으로 무너졌을 때 다른 시설물에 닿을 수 있는 위험한 상태를 말하며, 수평거리 $3\text{m}$ 미만인 곳에 시설되는 상태는 제2차 접근상태에 해당합니다.
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92. 특고압 옥내배선과 저압 옥내전선ㆍ관등회로의 배선 또는 고압 옥내전선 사이의 이격거리는 일반적으로 몇 [cm] 이상이어야 하는가?

  1. 15
  2. 30
  3. 45
  4. 60
(정답률: 43%)
  • 특고압 옥내배선과 저압 옥내전선·관등회로의 배선 또는 고압 옥내전선 사이의 일반적인 이격거리 기준을 적용합니다.
    ① [기본 공식] 특고압-저압/고압 옥내배선 이격거리
    ② [숫자 대입] $60\text{ cm}$
    ③ [최종 결과] $60\text{ cm}$
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93. 다음 중 전로의 중성점 접지의 목적으로 거리가 먼 것은?

  1. 대지전압의 저하
  2. 이상전압의 억제
  3. 손실전력의 감소
  4. 보호장치의 확실한 동작의 확보
(정답률: 51%)
  • 전로의 중성점 접지는 대지전압의 저하, 이상전압의 억제, 그리고 보호장치의 확실한 동작 확보를 목적으로 합니다.

    오답 노트
    손실전력의 감소: 중성점 접지의 목적과 무관함
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94. 특고압 지중전선과 고압 지중전선이 서로 교차하며, 각각의 지중전선을 견고한 난연성의 관에 넣어 시설하는 경우, 지중함 내 이외의 곳에서 상호간의 이격거리는 몇 [cm] 이하로 시설하여도 되는가?

  1. 30
  2. 60
  3. 100
  4. 120
(정답률: 29%)
  • 지중함 외의 장소에서 지중전선 상호 간의 이격거리는 전압 등급에 따라 결정됩니다. 저압/고압 지중전선과 특고압 지중전선이 교차하거나 접근하는 경우 $30\text{ cm}$이상의 이격거리를 확보해야 합니다.
    ① [기본 공식] 특고압 지중전선 이격거리 기준
    ② [숫자 대입] $30\text{ cm}$
    ③ [최종 결과] $30\text{ cm}$
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95. 전력보안 가공 통신선을 횡단보도교 위에 시설하는 경우, 그노면상 높이는 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 3.0
  2. 3.5
  3. 4.0
  4. 4.5
(정답률: 39%)
  • 전력보안 가공 통신선을 횡단보도교 위에 시설할 때의 노면상 높이 기준을 적용합니다.
    ① [기본 공식] 가공통신선 높이 기준
    ② [숫자 대입] $3.0\text{ m}$
    ③ [최종 결과] $3.0\text{ m}$
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96. 발전소에 시설하여야 하는 계측장치가 계측할 대상이 아닌것은?

  1. 발전기, 연료전지의 전압 및 전류
  2. 발전기의 베어링 및 고정자 온도
  3. 고압용 변압기의 온도
  4. 주요 변압기의 전압 및 전류
(정답률: 53%)
  • 발전소 계측장치는 발전기 및 연료전지의 전압·전류, 발전기 베어링 및 고정자 온도, 특고압용 변압기의 온도, 주요 변압기의 전압·전류를 측정해야 합니다. 따라서 고압용 변압기의 온도는 계측 대상에 해당하지 않습니다.
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97. 22.9[kV]의 특고압 가공전선로를 시가지에 시설할 경우 지표상의 최저 높이는 몇 [m] 이어야 하는가? (단, 전선은 특고압 절연전선이다.)

  1. 4
  2. 5
  3. 6
  4. 8
(정답률: 29%)
  • 특고압 가공전선로를 시가지에 시설할 때, 전압이 $35\text{kV}$이하인 경우 기본 높이는 $10\text{m}$이상이지만, 특고압 절연전선을 사용할 경우 완화 기준이 적용됩니다.
    $$\text{최저 높이} = 8\text{m}$$
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98. 특고압으로 가설할 수 없는 전선로는?

  1. 지중 전선로
  2. 옥상 전선로
  3. 가공 전선로
  4. 수중 전선로
(정답률: 70%)
  • 특고압 전선로는 안전상의 이유로 인명 사고 위험이 매우 높은 옥상 전선로로 가설할 수 없습니다.
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99. 고압 가공전선로의 지지물이 B종 철주인 경우, 경간은 몇 [m] 이하이어야 하는가?

  1. 150
  2. 200
  3. 250
  4. 300
(정답률: 60%)
  • 고압 가공전선로의 지지물 종류에 따른 표준 경간 제한 규정을 적용합니다.
    B종 철주의 경우 경간은 $250\text{m}$이하로 제한됩니다.

    오답 노트
    목주 및 A종: $150\text{m}$이하
    철탑: $600\text{m}$이하 (단주 시 $400\text{m}$이하)
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100. 전로에 시설하는 고압용 기계기구의 철대 및 금속제 외함의 접지공사는?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종
  2. 제2종
  3. 제3종
  4. 특별 제3종
(정답률: 40%)
  • 전로에 시설하는 기계기구의 외함 접지공사는 전압 수준에 따라 결정됩니다. 고압용 또는 특고압용 기계기구의 철대 및 금속제 외함에는 제1종 접지공사를 시행합니다.

    오답 노트
    제3종: 400V 미만 저압용
    특별 제3종: 400V 이상 저압용
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