전기산업기사 필기 기출문제복원 (2014-03-02)

전기산업기사 2014-03-02 필기 기출문제 해설

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전기산업기사
(2014-03-02 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 전계 E[V/m] 및 자계 H[AT/m]의 에너지가 자유공간 사이를 c[m/s]의 속도로 전파될 때 단위 시간에 단위 면적을 지나는 에너지[W/m2]]는?

  1. 1/2EH
  2. EH
  3. EH2
  4. E2H
(정답률: 85%)
  • 단위 시간당 단위 면적을 지나는 전자기 에너지의 흐름은 포인팅 벡터(Poynting vector)로 정의하며, 전계 $E$와 자계 $H$의 외적으로 계산합니다.
    $$\text{에너지 밀도} = E \times H = EH$$
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2. 그림과 같이 AB=BC=1m일 때 A와 B에 동일한 +1μC이 있는 경우 C점의 전위는 몇 V인가?

  1. 6.25 × 103
  2. 8.75 × 103
  3. 12.5 × 103
  4. 13.5 × 103
(정답률: 46%)
  • C점의 전위는 A점과 B점에 있는 전하에 의한 전위의 합으로 계산합니다. A에서 C까지의 거리는 $2\text{m}$, B에서 C까지의 거리는 $1\text{m}$입니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} ( \frac{Q_1}{r_1} + \frac{Q_2}{r_2} )$
    ② [숫자 대입] $V = 9 \times 10^9 ( \frac{1 \times 10^{-6}}{2} + \frac{1 \times 10^{-6}}{1} )$
    ③ [최종 결과] $V = 13.5 \times 10^3$
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3. 106 cal의 열량은 몇 kWh 정도의 전력량에 상당한가?

  1. 0.06
  2. 1.16
  3. 2.27
  4. 4.17
(정답률: 80%)
  • 열량 $\text{cal}$를 전력량 $\text{kWh}$로 환산하는 문제입니다. $1\text{kWh}$는 $860\text{kcal}$와 같습니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{H}{860}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{10^6}{860 \times 10^3}$
    ③ [최종 결과] $W = 1.16$
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4. 구의 전하가 5×10-6에서 3m 떨어진 점에서 전위를 구하면 몇 V인가? (단,ℇS=1)이다.

  1. 10 ×103
  2. 15 × 103
  3. 20 × 103
  4. 25 × 103
(정답률: 82%)
  • 전위는 전하량을 $4\pi$와 유전율, 거리의 곱으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① $V = \frac{Q}{4\pi \epsilon_0 \epsilon_s r}$
    ② $V = 9 \times 10^9 \times \frac{5 \times 10^{-6}}{1 \times 3}$
    ③ $V = 15 \times 10^3$
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5. C=5[㎌]인 평행판 콘덴서에 5[V]인 전압을 걸어줄 때 콘덴서에 축적되는 에너지는 몇 J인가?

  1. 6.25 × 10-5
  2. 6.25 × 10-3
  3. 1.25 × 10-5
  4. 1.25 × 10-3
(정답률: 75%)
  • 콘덴서에 축적되는 정전 에너지를 구하는 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2}CV^2$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{2} \times 5 \times 10^{-6} \times 5^2$
    ③ [최종 결과] $W = 6.25 \times 10^{-5}$
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6. ℇ1 ＞ ℇ2인 두 유전체의 경계면에 전계가 수직일 때 경계면에 작용하는 힘의 방향은?

  1. 전계의 방향
  2. 전속밀도의 방향
  3. ℇ1의 유전체에서 ℇ2의 유전체 방향
  4. ℇ2의 유전체에서 ℇ1의 유전체 방향
(정답률: 82%)
  • 두 유전체의 경계면에 전계가 수직으로 작용할 때, 경계면의 힘은 유전율이 큰 유전체에서 작은 유전체 방향으로 작용합니다. 따라서 $\epsilon_1 > \epsilon_2$인 경우 $\epsilon_1$의 유전체에서 $\epsilon_2$의 유전체 방향으로 힘이 작용합니다.
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7. 변위 전류에 대해 설명이 옳지 않은 것은?

  1. 전도전류이든 변위전류이든 모두 전자 이동이다.
  2. 유전율이 무한히 크면 전하의 변위를 일으킨다.
  3. 변위전류는 유전체 내에 유전속 밀도의 시간적 변화에 비례한다.
  4. 유전율이 무한대이면 내부 전계는 항상 0이다.
(정답률: 54%)
  • 전도전류는 도체 내에서 자유 전자의 이동으로 인해 발생하지만, 변위전류는 전하의 실제 이동이 아니라 유전속 밀도의 시간적 변화에 의해 발생하는 가상의 전류입니다. 따라서 전도전류이든 변위전류이든 모두 전자 이동이라는 설명은 옳지 않습니다.
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8. 다음 중 전자유도 현상의 응용이 아닌 것은?

  1. 발전기
  2. 전동기
  3. 전자석
  4. 변압기
(정답률: 69%)
  • 전자유도 현상은 시변 자속밀도가 기전력을 생성하는 원리로, 코일의 상호작용이 핵심입니다.
    발전기, 전동기, 변압기는 모두 코일과 자속의 변화를 이용한 전자유도 응용 기기이지만, 전자석은 단순히 전류를 흘려 자성을 띠게 하는 장치이므로 전자유도 현상의 응용으로 보기 어렵습니다.
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9. 강유전체에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 티탄산 바륨과 인산 칼륨은 강 유전체에 속한다.
  2. 강유전체의 결정에 힘을 가하면 분극을 생기게 하여 전압이 나타난다.
  3. 강유전체에 생기는 전압의 변화와 고유진동수의 관계를 이용하여 발전기, 마이크로폰 등에 이용되고 있다.
  4. 강유전체에 전압을 가하면 변형이 생기고, 내부에만 정부의 전하가 생긴다.
(정답률: 66%)
  • 강유전체에 전압을 가하면 기계적 변형이 발생하며, 이때 강유전체의 양면에 양(+)과 음(-)의 전하가 생성됩니다. 따라서 내부에만 전하가 생긴다는 설명은 틀린 것입니다.
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10. 코일로 감겨진 환상 자기회로에서 철심의 투자율을 μ[H/m]라 하고 자기 회로의 길이를 l[m]라 할때, 그 자기회로의 일부에 미소 공극 lg[m]를 만들면 회로의 자기 저항은 이전의 약 몇 배 정도 되는가?

(정답률: 71%)
  • 자기회로에 공극이 생기면 기존 철심의 자기저항에 공극의 자기저항이 추가되어 전체 자기저항이 증가합니다. 증가율은 전체 자기저항을 기존 자기저항으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{증가율} = \frac{R_m + R_g}{R_m} = 1 + \frac{R_g}{R_m}$
    ② [숫자 대입] $\text{증가율} = 1 + \frac{\frac{l_g}{\mu_0 S}}{\frac{l}{\mu_0 \mu_s S}} = 1 + \frac{\mu_s l_g}{l}$
    ③ [최종 결과]
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11. 정전용량이 4[㎌], 5[㎌], 6[㎌]이고, 각각의 내압이 순서대로 500V, 450V, 350V인 콘덴서 3개를 직렬로 연결하고 전압을 서서히 증가시키면 콘덴서의 상태는 어떻게 되겠는가?(단, 유전체의 재질이나 두께는 같다.)

  1. 동시에 모두 파괴된다.
  2. 4[㎌]가 가장 먼저 파괴된다.
  3. 5[㎌]가 가장 먼저 파괴된다.
  4. 6[㎌]가 가장 먼저 파괴된다.
(정답률: 84%)
  • 콘덴서를 직렬로 연결하면 모든 콘덴서에 동일한 전하량 $Q$가 쌓입니다. 이때 각 콘덴서가 견딜 수 있는 최대 전하량 $Q_{max} = C \times V$가 가장 작은 콘덴서가 가장 먼저 파괴됩니다.
    ① [기본 공식] $Q = C \times V$
    ② [숫자 대입]
    $$Q_{1} = 4 \times 10^{-6} \times 500 = 2 \times 10^{-3}$$
    $$Q_{2} = 5 \times 10^{-6} \times 450 = 2.25 \times 10^{-3}$$
    $$Q_{3} = 6 \times 10^{-6} \times 350 = 2.1 \times 10^{-3}$$
    ③ [최종 결과] $Q_{1}$이 가장 작으므로 $4\mu\text{F}$ 콘덴서가 가장 먼저 파괴됩니다.
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12. 다음 중 틀린 것은?

  1. 저항의 역수는 컨덕턴스 이다.
  2. 저항률의 역수는 도전율이다.
  3. 도체의 저항은 온도가 올라가면 그 값이 증가한다.
  4. 저항률의 단위는 Ω/m2이다.
(정답률: 68%)
  • 저항률의 단위는 $\Omega \cdot \text{m}$ 입니다. $\Omega/\text{m}^{2}$는 잘못된 단위 표기입니다.

    오답 노트
    저항의 역수: 컨덕턴스($G$)가 맞음
    저항률의 역수: 도전율($\sigma$)이 맞음
    도체 저항: 온도가 상승하면 원자 진동이 심해져 저항이 증가함
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13. 속도 v[m/s]되는 전자가 자속밀도 B[wb/m2]인 평등자계 중에 자계와 수직으로 입사했을 때 전자 궤도의 반지름 r은 몇 m인가?

  1. ev/mB
  2. mB/ev
  3. eB/mv
  4. mv/eB
(정답률: 52%)
  • 자계와 수직으로 입사한 전자가 받는 로런츠 힘(전자력)이 원운동을 유지시키는 구심력과 같다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $r = \frac{mv}{eB}$
    ② [숫자 대입] $r = \frac{mv}{eB}$
    ③ [최종 결과] $r = \frac{mv}{eB}$
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14. 진공 중에 있는 반지름 a[m]인 도체구의 표면전하밀도가 σ[C/m2]일 때 도체구 표면의 전계의 세기는 몇 [V/m]인가?

(정답률: 68%)
  • 도체구 표면의 전계의 세기는 가우스 법칙에 의해 표면전하밀도를 유전율로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\sigma}{\epsilon_{0}}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{\sigma}{\epsilon_{0}}$
    ③ [최종 결과]
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15. 2cm의 간격을 가진 선간전압 6600V인 두 개의 평행 도선에 2000A의 전류가 흐를때 도선 1m마다 작용하는 힘은 몇 N/m인가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 58%)
  • 평행한 두 도선 사이에 흐르는 전류에 의해 발생하는 단위 길이당 힘은 전류의 제곱과 거리의 역수에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{2 I^{2} \times 10^{-7}}{r}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{2 \times 2000^{2} \times 10^{-7}}{2 \times 10^{-2}}$
    ③ [최종 결과] $F = 40$ N/m
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16. 비투자율 μs인 철심이 든 환상 솔레노이드의 권수가 N회, 평균 지름이 d[m], 철심의 단면적이 A[m2]라 할 때 솔레노이드에 I[A]의 전류가 흐르면, 자속[Wb]은?

(정답률: 50%)
  • 자속은 기자력( $NI$)을 자기저항($$R_{m}$$)으로 나눈 값입니다. 이때 환상 솔레노이드의 자기저항은 $$\frac{\pi d}{\mu_{0} \mu_{s} A}$$ 이며, 진공의 투자율 $\mu_{0} = 4\pi \times 10^{-7}$을 대입하여 정리합니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{\mu_{0} \mu_{s} N I A}{\pi d}$
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times \mu_{s} N I A}{\pi d}$
    ③ [최종 결과] $\Phi = \frac{4 \times 10^{-7} \mu_{s} N I A}{d}$
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17. 액체 유전체를 넣은 콘덴서의 용량은 30㎌이다. 여기에 500V의 전압을 가했을 때 누설전류는 약 몇 [mA]인가? (단, 고유저항 p는 1011[Ω ㆍ m], 비유전율 ℇs=2.2이다.)

  1. 5.1
  2. 7.7
  3. 10.2
  4. 15.4
(정답률: 66%)
  • 콘덴서의 누설전류는 정전용량, 전압, 고유저항 및 유전율의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{C \times V}{\rho \times \epsilon_{0} \times \epsilon_{s}}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{30 \times 10^{-6} \times 500}{10^{11} \times 8.855 \times 10^{-12} \times 2.2}$
    ③ [최종 결과] $I = 7.7$ mA
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18. 다음 식에서 관계없는 것은?

  1. 맥스웰의 방정식
  2. 암페어의 주회법칙
  3. 스토크스(stokes)의 정리
  4. 패러데이 법칙
(정답률: 71%)
  • 제시된 수식 $\oint_{C} H dl = \int_{S} J ds = \int_{S} (\nabla \times H) ds = I$는 암페어의 주회법칙을 나타내며, 이를 미분형과 적분형으로 연결하는 과정에서 스토크스의 정리가 사용되고, 이는 결국 맥스웰 방정식의 일부입니다.
    패러데이 법칙은 전압과 자속의 변화율 사이의 관계를 나타내는 $$V = -N \frac{d\Phi}{dt}$$ 형태의 식이며, 위 수식과는 관계가 없습니다.
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19. 히스테리시스 손실과 히스테리시스 곡선과의 관계는?

  1. 히스테리시스 곡선의 면적이 클수록 히스테리시스 손실이 적다.
  2. 히스테리시스 곡선의 면적이 작을수록 히스테리시스 손실이 적다.
  3. 히스테리시스 곡선의 잔류자기 값이 클수록 히스테리시스 손실이 적다.
  4. 히스테리시스 곡선의 보자력 값이 클수록 히스테리시스 손실이 적다.
(정답률: 70%)
  • 히스테리시스 손실은 히스테리시스 곡선(B-H 곡선)의 내부 면적에 비례하여 발생합니다. 따라서 곡선의 면적이 작을수록 에너지 손실이 적어집니다.
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20. 동심구형 콘덴서의 내외 반지름을 각각 2배로 증가시켜서 처음의 정전용량과 같게 하려면 유전체의 비유전율은 처음의 유전체에 비하여 어떻게 하면 되는가?

  1. 1배로 한다.
  2. 2배로 한다.
  3. 1/2배로 한다.
  4. 1/4배로 한다.
(정답률: 56%)
  • 동심구 콘덴서의 정전용량 공식에서 반지름이 2배가 되면 분모의 값이 $1/2$배가 되어 정전용량은 2배로 증가합니다. 처음의 정전용량과 같게 유지하려면 비유전율을 $1/2$배로 줄여야 합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{4\pi\epsilon}{\frac{1}{a} - \frac{1}{b}}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{4\pi\epsilon'}{\frac{1}{2a} - \frac{1}{2b}} = \frac{4\pi\epsilon'}{\frac{1}{2}(\frac{1}{a} - \frac{1}{b})}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon' = \frac{1}{2}\epsilon$
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2과목: 전력공학

21. 100kVA 단상 변압기 3대로 3상 전력을 공급하던 중 변압기 1대가 고장 났을 때 공급 가능 전력은 몇 kVA인가?

  1. 200
  2. 100
  3. 173
  4. 150
(정답률: 84%)
  • 단상 변압기 3대를 이용하여 $\Delta$ 결선으로 3상 전력을 공급하던 중 1대가 고장 나면, V-V 결선으로 운전하게 됩니다. 이때의 공급 가능 전력은 변압기 1대 용량의 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    ① $P = \sqrt{3} \times P_{1}$
    ② $P = \sqrt{3} \times 100$
    ③ $P = 173.2$
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22. 부하측에 밸런스를 필요로 하는 배전 방식은?

  1. 3상 3선식
  2. 3상 4선식
  3. 단상 2선식
  4. 단상 3선식
(정답률: 74%)
  • 단상 3선식은 중성선이 단선될 경우 전압 불평형이 심하게 발생하므로, 이를 방지하기 위해 저압 밸런서를 설치하여 부하 밸런스를 맞추어 주어야 합니다.
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23. 장거리 송전선에서 단위 길이당 임피던스 Z=R+jwL[Ω㎞], 어드미턴스 Y=G+jwC[℧/㎞]라 할 때 저항과 누설 컨덕턴스를 무시하는 경우 특성임피던스의 값은?

  3. L/C
  4. C/L
(정답률: 83%)
  • 저항($R$)과 누설 컨덕턴스($G$)를 무시하는 무손실 선로에서 특성 임피던스는 인덕턴스와 정전용량의 비율로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{Z}_0 = \sqrt{\frac{Z}{Y}}$
    ② [숫자 대입] $\text{Z}_0 = \sqrt{\frac{j\omega L}{j\omega C}}$
    ③ [최종 결과] $\text{Z}_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    따라서 정답은 입니다.
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24. 345kV 송전계통의 절연협조에서 충격 절연 내력의 크기순으로 나열한 것은?

  1. 선로애자 > 차단기 > 변압기 > 피뢰기
  2. 선로애자 > 변압기 > 차단기 > 피뢰기
  3. 변압기 > 차단기 > 선로애자 > 피뢰기
  4. 변압기 > 선로애자 > 차단기 > 피뢰기
(정답률: 72%)
  • 절연협조란 기기마다 절연 내력을 다르게 하여 사고 시 피해를 최소화하고 피뢰기에서 먼저 동작하게 하는 설계입니다. 충격 절연 내력은 선로애자 > 차단기 > 변압기 > 피뢰기 순으로 가장 높게 설정합니다.
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25. 선간전압 3300V, 피상전력 330kVA, 역률 0.7인 3상 부하가 있다. 부하의 역률을 0.85로 개선하는데 필요한 전력용 콘덴서의 용량은 약 몇 kVA인가?

  1. 62
  2. 72
  3. 82
  4. 92
(정답률: 52%)
  • 부하의 역률을 개선하기 위해 필요한 전력용 콘덴서 용량 $Q$는 유효전력 $P$와 개선 전후의 $\tan \theta$ 차이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = P ( \tan \theta_1 - \tan \theta_2 )$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = 330 \times 0.7 \times ( \frac{\sqrt{1-0.7^2}}{0.7} - \frac{\sqrt{1-0.85^2}}{0.85} )$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 92.5$$
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26. 중성점 접지 방식 중 1선 지락고장일 때 선로의 전압 상승이 최대이고, 통신 장애가 최소인 것은?

  1. 비접지 방식
  2. 직접 접지 방식
  3. 저항 접지 방식
  4. 소호 리액터 접지 방식
(정답률: 59%)
  • 소호 리액터 접지 방식은 1선 지락 고장 시 지락 전류를 최소화하여 통신선 유도 장해를 최소로 하지만, 대신 건전상의 전압 상승은 최대가 되는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    직접 접지 방식: 지락 전류가 최대이며 전압 상승은 최소임
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27. 철탑에서 전선의 오프셋을 주는 이유로 옳은 것은?

  1. 불평형 전압의 유도 방지
  2. 상하 전선의 접촉 방지
  3. 전선의 진동 방지
  4. 지락 사고 방지
(정답률: 69%)
  • 철탑에서 전선의 오프셋(Offset)을 주는 이유는 전선이 바람 등에 의해 흔들릴 때 상하 전선 간의 접촉을 방지하여 혼촉 및 단락 사고를 막기 위함입니다.
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28. 계통 내의 각 기기, 기구 및 애자 등의 상호간에 적정한 절연 강도를 지니게 함으로서 계통 설계를 합리적으로 하는 것은?

  1. 기준 충격 절연 강도
  2. 절연 협조
  3. 절연계급 선정
  4. 보호 계전 방식
(정답률: 66%)
  • 절연 협조란 계통 내의 각 기기, 기구 및 애자 등의 상호 간에 적정한 절연 강도를 가지도록 설계하여, 사고 시 피해를 최소화하고 계통 설계를 합리적으로 하는 것을 말합니다.
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29. 무손실 송전선로에서 송전할 수 있는 송전용량은? (단, Es : 송전단 전압, ER : 수전단 전압 δ : 부하각 X : 송전선로의 리액턴스, R : 송전선로의 저항, Y : 송전선로의 어드미턴스)

(정답률: 71%)
  • 무손실 송전선로(저항 $R=0$)에서 송전단 전압 $E_s$, 수전단 전압 $E_R$, 부하각 $\delta$, 리액턴스 $X$가 주어졌을 때 송전 전력 $P$는 다음과 같습니다.
    $$\frac{E_s E_R}{X} \sin \delta$$
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30. 변압기의 보호방식에서 차동계전기는 무엇에 의하여 동작하는가?

  1. 정상전류와 역상전류의 차로 동작한다.
  2. 정상전류와 영상전류의 차로 동작한다.
  3. 전압과 전류의 배수의 차로 동작한다.
  4. 1, 2차 전류의 차로 동작한다.
(정답률: 70%)
  • 차동계전기는 변압기 1차측으로 들어오는 전류와 2차측에서 나가는 전류의 차이를 검출하여, 내부 고장 시 발생하는 전류의 불균형을 통해 동작하는 보호 장치입니다.
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31. 3상 송배전 선로의 공칭전압이란?

  1. 그 전선로를 대표하는 전압
  2. 그 전선로를 대표하는 평균전압
  3. 그 전선로를 대표하는 선간전압
  4. 그 전선로를 대표하는 상전압
(정답률: 71%)
  • 공칭전압은 전력 계통에서 해당 선로를 대표하기 위해 사용하는 전압을 말하며, 3상 전로에서는 선간전압을 기준으로 합니다.
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32. 62000kW의 전력을 60km 떨어진 지점에 송전하려면 전압은 약 몇 kV로 하면 좋은가? (단, still식을 사용한다.)

  1. 66
  2. 110
  3. 140
  4. 154
(정답률: 63%)
  • Still 식을 이용하여 경제적인 송전 전압을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V = 5.5\sqrt{0.6l + \frac{P}{100}}$
    ② [숫자 대입] $V = 5.5\sqrt{0.6 \times 60 + \frac{62000}{100}}$
    ③ [최종 결과] $V = 140.87$
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33. 부하역률이 cosø인 배전선로의 저항 손실은 같은 크기의 부하전력에서 역률 1일때 저항 손실의 몇 배인가?

  1. cos2ø
  2. cosø
  3. 1/cosø
  4. 1/cos2ø
(정답률: 56%)
  • 선로 손실은 전압과 역률의 제곱에 반비례합니다. 부하 전력이 일정할 때, 역률이 $\cos\phi$로 감소하면 손실은 역률 $1$일 때보다 $\frac{1}{\cos^2\phi}$배 증가하게 됩니다.
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34. 그림과 같은 배전선로에서 부하의 급전 시와 차단 시에 조작 방법 중 옳은 것은?

  1. 급전시는 DS, CB순이고, 차단시는 CB, DS순이다.
  2. 급전시는 CB, DS순이고, 차단시는 DS, CB순이다.
  3. 급전 및 차단 시 모두 DS, CB순이다.
  4. 급전 및 차단시 모두 CB, DS순이다.
(정답률: 77%)
  • 단로기(DS)는 부하 전류를 차단하는 능력이 없으므로, 반드시 차단기(CB)가 개방된 무부하 상태에서만 조작해야 합니다.
    따라서 전원을 공급하는 급전 시에는 순서대로 DS를 먼저 닫고 CB를 닫아야 하며, 전원을 끊는 차단 시에는 CB를 먼저 열어 무부하 상태를 만든 후 DS를 열어야 합니다.
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35. 영상 변류기를 사용하는 계전기는?

  1. 과전류 계전기
  2. 지락 계전기
  3. 차동 계전기
  4. 과전압 계전기
(정답률: 66%)
  • 지락 사고 시 발생하는 영상 전류를 검출하기 위해 영상 변류기를 사용하며, 이를 통해 지락 계전기를 동작시켜 사고를 방지합니다.
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36. 전력용 퓨즈에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 정전 용량이 크다.
  2. 차단 용량이 크다.
  3. 보수가 간단하다.
  4. 가격이 저렴하다.
(정답률: 63%)
  • 퓨즈는 과전류 발생 시 스스로 용단되어 회로를 개방하는 보호 장치이며, 전하를 저장하는 능력인 정전 용량과는 관계가 없습니다.

    오답 노트
    차단 용량이 크다, 보수가 간단하다, 가격이 저렴하다: 퓨즈의 실제 특징입니다.
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37. 옥내배선의 전압강하는 될 수 있는 대로 적게 해야 하지만 경제성을 고려하여 보통 다음 값 이하로 하고 있다. 옳은 것은?

  1. 인입선 1%, 간선 1%, 분기회로 2%
  2. 인입선 2%, 간선 2%, 분기회로 1%
  3. 인입선 1%, 간선 2%, 분기회로 3%
  4. 인입선 2%, 간선 1%, 분기회로 1%
(정답률: 61%)
  • 옥내배선의 전압강하는 경제성을 고려하여 인입선 $1\%$, 간선 $1\%$, 분기회로 $2\%$이하로 유지하는 것이 표준입니다.
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38. 페란티 현상이 생기는 주된 원인으로 알맞은 것은?

  1. 선로의 인덕턴스
  2. 선로의 정전용량
  3. 선로의 누설 컨덕턴스
  4. 선로의 저항
(정답률: 78%)
  • 선로의 정전용량으로 인해 충전 전류가 흐르게 되어, 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 과보상 현상이 발생하는데 이를 페란티 현상이라고 합니다.
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39. 공기 예열기를 설치하는 효과로 볼 수 없는 것은?

  1. 화로의 온도가 높아져 보일러의 증발량이 증가한다.
  2. 매연의 발생이 적어진다.
  3. 보일러 효율이 높아진다.
  4. 연소율이 감소한다.
(정답률: 62%)
  • 공기 예열기는 연소용 공기를 미리 가열하여 화로 온도를 높임으로써 보일러의 효율과 연소율을 향상시키고 매연 발생을 줄이는 장치입니다.
    따라서 연소율이 감소한다는 설명은 공기 예열기의 효과와 정반대되는 내용입니다.
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40. 3상 66kV의 1회선 송전선로의 1선의 리액턴스가 11Ω, 정격 전류가 600A일 때, %리액턴스는?

  1. 10/√3
  2. 100/√3
  3. 10√3
  4. 100√3
(정답률: 52%)
  • 퍼센트 리액턴스는 정격 전류와 리액턴스의 곱에 의한 전압강하를 상전압에 대한 백분율로 나타낸 것입니다.
    ① $\text{%}X = \frac{\sqrt{3} I_n X}{V} \times 100$
    ② $\text{%}X = \frac{\sqrt{3} \times 600 \times 11}{66000} \times 100$
    ③ $\text{%}X = 10\sqrt{3}$
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3과목: 전기기기

41. 60Hz, 12극의 동기 전동기 회전자계의 주변속도[m/s]는?(단, 회전자계의 극 간격은 1m이다.)

  1. 10
  2. 31.4
  3. 120
  4. 377
(정답률: 40%)
  • 동기 전동기의 회전자계 주변속도는 동기 속도와 회전자 외경(극 간격 $\times$ 극 수)을 이용하여 계산합니다.
    ① $v = \pi D \times \frac{N_s}{60} = 2\tau f$
    ② $v = 2 \times 1 \times 60$
    ③ $v = 120$
  • 주변속도는 반지름 x 각속도
    각속도는 2ㅠ x 초당회전수
    초당회전수 n = 2f/p
    반지름? 원주를 구해서 (여기선 12극 이고 극 간격이 1m 이니 12)
    12 = 2ㅠ반지름
    6/ㅠ = 반지름

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42. 단상 반파 정류회로에서 변압기 2차 전압의 실효값을 E[V]라 할때, 직류 전류 평균값[A]은? (단, 정류기의 전압강하는 e[V], 부하저항은 R[Ω]이다.)

(정답률: 44%)
  • 단상 반파 정류회로에서 직류 평균 전압은 변압기 2차 전압의 최대값 $\sqrt{2}E$를 $\pi$로 나눈 값에서 다이오드의 전압강하 $e$를 뺀 값입니다. 이를 부하저항 $R$으로 나누면 직류 전류 평균값이 도출됩니다.
    ① $I_{dc} = \frac{\frac{\sqrt{2}E}{\pi} - e}{R}$
    ② $I_{dc} = (\frac{\sqrt{2}E}{\pi} - e) / R$
    ③ $I_{dc} = $
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43. 브러시 홀더는 브러시를 정류자면의 적당한 위치에서 스프링에 의하여 항상 일정한 압력으로 정류자면에 접촉하여야 한다. 가장 적당한 압력[kg/cm2]]은?

  1. 0.01~0.15
  2. 0.5~1
  3. 0.15~0.25
  4. 1~2
(정답률: 75%)
  • 브러시의 압력은 일반적으로 재질에 따라 $0.1 \sim 0.2 \text{kg/cm}^2$ 정도로 조정하며, 가장 적당한 범위로 $0.15 \sim 0.25 \text{kg/cm}^2$를 선택합니다. (단, 진동이 심한 전차용이나 크레인 모터의 경우 $0.3 \sim 0.45 \text{kg/cm}^2$로 높게 설정합니다.)
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44. 단상 직권 정류자 전동기의 설명으로 틀린 것은?

  1. 계자권선의 리액턴스 강하 때문에 계자권선수를 적게 한다.
  2. 토크를 증가시키기 위해 전기자 권선수를 많게 한다.
  3. 전기자 반작용을 감소하기 위해 보상권선을 설치한다.
  4. 변압기 기전력을 크게 하기 위해 브러시 접촉저항을 적게 한다.
(정답률: 65%)
  • 정류 효율을 높이기 위해서는 브러시의 접촉 저항이 적당히 커야 합니다. 접촉 저항이 너무 작으면 리액턴스 전압이 상승하여 전압 강하가 심해지므로, 정류 개선을 위해 탄소 브러시와 같이 접촉 저항이 큰 브러시를 사용해야 합니다.
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45. 3상 유도전동기의 원선도 작성시 필요치 않은 시험은?

  1. 저항 측정
  2. 무부하 시험
  3. 구속 시험
  4. 슬립 측정
(정답률: 79%)
  • 3상 유도전동기의 원선도를 작성하기 위해서는 저항 측정, 무부하 시험, 구속 시험이 필요하며, 슬립 측정은 원선도 작성에 필요한 필수 시험 항목이 아닙니다.
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46. 변압기의 임피던스 와트와 임피던스 전압을 구하는 시험은?

  1. 충격 전압 시험
  2. 부하 시험
  3. 무부하 시험
  4. 단락 시험
(정답률: 66%)
  • 변압기의 임피던스 전압과 임피던스 와트를 측정하기 위해서는 2차 측을 단락시킨 상태에서 시험을 진행해야 합니다.

    오답 노트
    무부하 시험: 여자전류, 여자어드미턴스, 철손을 계산하는 시험입니다.
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47. 3상 직권 정류자 전동기에 있어서 중간 변압기를 사용하는 주된 목적은?

  1. 역회전의 방지를 위하여
  2. 역회전을 하기 위하여
  3. 권수비를 바꾸어서 전동기의 특성을 조정하기 위하여
  4. 분권 특성을 얻기 위하여
(정답률: 70%)
  • 중간 변압기를 사용하여 권수비를 조정함으로써, 경부하 또는 무부하 시에 전동기가 과도하게 속도가 올라가는 과속도 현상을 방지하고 전동기의 특성을 최적화하기 위함입니다.
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48. 220[V], 6극, 60[Hz], 10[kW]인 3상 유도 전동기의 회전자 1상의 저항은 0.1[Ω], 리액턴스는 0.5[Ω]이다. 정격 전압을 가했을 때 슬립이 4%일 때 회전자 전류는 몇 [A]인가? (단, 고정자와 회전자는 △결선으로서 권수는 각각 300회와 150회이며, 각 권선계수는 같다.)

  1. 27
  2. 36
  3. 43
  4. 52
(정답률: 39%)
  • 권수비를 통해 2차 유기전압을 구한 후, 슬립이 고려된 회전자 임피던스를 이용하여 전류를 계산합니다.
    권수비 $a = \frac{300}{150} = 2$이므로 2차 유기전압 $E_2 = \frac{220}{2} = 110$ V 입니다.
    ① [기본 공식] $I_2 = \frac{sE_2}{\sqrt{r_2^2 + (sX_2)^2}}$
    ② [숫자 대입] $I_2 = \frac{0.04 \times 110}{\sqrt{0.1^2 + (0.04 \times 0.5)^2}}$
    ③ [최종 결과] $I_2 = 43.15$
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49. 직류기에서 공극을 사이에 두고 전기자와 함께 자기회로를 형성하는 것은?

  1. 계자
  2. 슬롯
  3. 정류자
  4. 브러시
(정답률: 68%)
  • 직류기에서 자속을 발생시켜 전기자와 함께 자기회로를 구성하는 부분은 계자입니다.

    오답 노트
    슬롯: 권선을 수납하는 홈
    정류자: 교류를 직류로 변환하는 장치
    브러시: 정류자와 접촉하여 전류를 외부로 인출하는 전극
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50. 그림과 같은 동기 발전기의 무부하 포화곡선에서 포화계수는?

(정답률: 71%)
  • 동기 발전기의 무부하 포화곡선에서 포화계수는 직선 구간(공극선)의 전압과 실제 포화 곡선상의 전압의 비율로 정의됩니다.
    제시된 그래프 에서 포화계수는 직선상의 점 $C$와 곡선상의 점 $B$를 기준으로 $\overline{BC}/\overline{CD}$로 나타낼 수 있습니다.
    따라서 정답은 입니다.
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51. 4극, 60Hz, 3상 권선형 유도전동기에서 전부하 회전수는 1600rpm이다. 동일 토크로 회전수를 1200rpm으로 하려면 2차 회로에 몇 [Ω]의 저항을 삽입하면 되는가? (단, 2차 회로는 Y결선이고, 각 상의 저항은 r2이다.)

  1. r2
  2. 2r2
  3. 3r2
  4. 4r2
(정답률: 58%)
  • 권선형 유도전동기의 비례추이 원리를 이용하여, 동일 토크일 때 슬립과 2차 저항의 비가 일정함을 이용해 계산합니다.
    먼저 동기속도 $N_s = \frac{120 \times 60}{4} = 1800$ rpm 이며, 각 상태의 슬립은 $S_1 = \frac{1800-1600}{1800} = 0.11$, $S_2 = \frac{1800-1200}{1800} = 0.33$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\frac{r_2}{S_1} = \frac{r_2 + R_s}{S_2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{r_2}{0.11} = \frac{r_2 + R_s}{0.33}$
    ③ [최종 결과] $R_s = 2r_2$
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52. 동기 발전기의 안정도를 증진시키기 위하여 설계상 고려할 점으로서 틀린 것은?

  1. 속응 여자방식을 채용한다.
  2. 단락비를 작게 한다.
  3. 회전부의 관성을 크게 한다.
  4. 영상 및 역상임피던스를 크게 한다.
(정답률: 62%)
  • 동기 발전기의 안정도를 높이려면 단락비를 크게 설계해야 합니다. 단락비가 크면 동기 임피던스가 작아져 전압 변동률이 감소하고 안정도가 향상되기 때문입니다.

    오답 노트
    속응 여자방식 채용: 전압 변동에 빠르게 대응하여 안정도 증진
    회전부 관성 증대: 부하 변동 시 속도 변화를 억제하여 안정도 증진
    영상 및 역상임피던스 증대: 이상 전압 및 전류의 영향을 억제하여 안정도 증진
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53. 동기발전기의 병렬운전에서 기전력의 위상이 다른 경우, 동기화력 (Ps)를 나타낸 식은? (단, P : 수수전력,δ : 상차각이다.)

(정답률: 56%)
  • 동기화력 $P_{s}$는 수수전력 $P$를 상차각 $\delta$로 미분한 값으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{s} = \frac{dP}{d\delta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{E^{2}}{2X_{s}} \sin \delta$
    ③ [최종 결과] $P_{s} = \frac{E^{2}}{2X_{s}} \cos \delta$
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54. 계자저항 100[Ω], 계자전류 2[A], 전기자 저항이 0.2[Ω]이고, 무부하 정격속도로 회전하고 있는 직류 분권 발전기가 있다. 이때의 유기기전력[V]은?

  1. 196.2
  2. 200.4
  3. 220.5
  4. 320.2
(정답률: 72%)
  • 무부하 상태의 분권 발전기에서는 전기자 전류 $I_{a}$가 곧 계자 전류 $I_{f}$와 같으므로, 유기기전력은 단자전압(계자 회로 전압)과 전기자 저항 전압강하의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = I_{f}R_{f} + I_{a}R_{a}$
    ② [숫자 대입] $E = 2 \times 100 + 2 \times 0.2$
    ③ [최종 결과] $E = 200.4$
  • E = I(Ra + Rf)
    E = 2(100 + 0.2) = 200.4
  • 무부하이므로 전기자전류 = 계자전류
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55. 3상 동기기의 제동권선을 사용하는 주 목적은?

  1. 출력이 증가한다.
  2. 효율이 증가한다.
  3. 역률을 개선한다.
  4. 난조를 방지한다.
(정답률: 80%)
  • 동기기의 제동권선은 회전자의 표면에 설치하여 부하 급변 시 발생하는 난조(Hunting) 현상을 억제하고 빠르게 안정시키기 위해 사용합니다.
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56. 6극, 220[V]의 3상 유도전동기가 있다. 정격전압을 인가해서 기동시킬 때 기동토크는 전부하토크의 220[%]이다. 기동토크를 전부하 토크의 1.5배로 하려면 기동전압[V]을 얼마로 하면 되는가?

  1. 163
  2. 182
  3. 200
  4. 220
(정답률: 50%)
  • 유도전동기의 기동토크 $T$는 인가 전압 $V$의 제곱에 비례하는 성질을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $T \propto V^{2}$
    ② [숫자 대입] $V = 220 \times \sqrt{\frac{1.5}{2.2}}$
    ③ [최종 결과] $V = 181.66$
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57. 교류 전동기에서 브러시의 이동으로 속도변화가 가능한 것은?

  1. 농형 전동기
  2. 2중 농형 전동기
  3. 동기 전동기
  4. 시라게 전동기
(정답률: 73%)
  • 시라게 전동기는 브러시의 위치를 이동시킴으로써 자속의 분포를 변화시켜 속도를 제어할 수 있는 특수한 전동기입니다.
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58. 제 13차 고조파에 의한 회전자계의 회전방향과 속도를 기본파 회전자계 방향과 비교할 때 옳은 것은?

  1. 기본파와 반대 방향이고 1/13의 속도
  2. 기본파와 동일 방향이고 1/13의 속도
  3. 기본파와 동일 방향이고 13배의 속도
  4. 기본파와 반대 방향이고 13배의 속도
(정답률: 62%)
  • 고조파의 차수 $n$에 따라 회전자계의 방향과 속도가 결정됩니다. $n = 3k+1$ 형태(4, 7, 10, 13...)인 경우 기본파와 동일 방향으로 회전하며, 속도는 기본파의 $1/n$배가 됩니다. 13차 고조파는 이에 해당하므로 기본파와 동일 방향이고 $1/13$의 속도로 회전합니다.
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59. 단상 단권 변압기 2대를 V결선으로 해서 3상 전압 3000[V]를 3300[V]로 승압하고, 150[kVA]를 송전하려고 한다. 이 경우 단상 변압기 1대분의 자기용량[kVA]은 약 얼마인가?

  1. 15.74
  2. 13.62
  3. 7.87
  4. 4.54
(정답률: 41%)
  • 단권 변압기 V결선 시 전체 자기용량을 구한 뒤, 변압기 1대분의 용량을 산출하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $P_{self} = \frac{2}{\sqrt{3}} \times \frac{V_h - V_l}{V_h} \times P_{load}$
    ② [숫자 대입] $P_{self} = \frac{2}{\sqrt{3}} \times \frac{3300 - 3000}{3300} \times 150$
    ③ [최종 결과] $P_{1unit} = \frac{15.74}{2} = 7.87\text{ kVA}$
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60. 3상 유도전동기의 속도제어법이 아닌 것은?

  1. 1차 주파수 제어
  2. 2차 저항 제어
  3. 극수 변환법
  4. 1차 여자 제어
(정답률: 63%)
  • 3상 유도전동기의 1차 제어법에는 주파수 제어와 전압 제어만 존재합니다. 따라서 1차 여자 제어는 속도제어법에 해당하지 않습니다.

    오답 노트
    1차 주파수 제어: 권선형 유도 전동기에서 사용
    2차 저항 제어: 외부 저항을 삽입하여 제어
    극수 변환법: 극수를 변경하여 동기 속도를 조절
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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 정현
(정답률: 67%)
  • 역률은 교류 회로에서 전압과 전류의 위상차 $\theta$에 대한 코사인(cos) 값으로 정의됩니다.
    수학적으로 $\cos$은 여현을 의미하므로, 역률은 전압과 전류의 위상차의 여현입니다.

    오답 노트
    정현: $\sin$ 값을 의미하며 역률의 정의와 다릅니다.
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62. 임피던스 궤적이 직선일 때 이의 역수인 어드미턴스 궤적은?

  1. 원점을 통하는 직선
  2. 원점을 통하지 않는 직선
  3. 원점을 통하는 원
  4. 원점을 통하지 않는 원
(정답률: 65%)
  • 복소평면에서 임피던스 $Z$의 궤적이 직선일 때, 그 역수인 어드미턴스 $Y = 1/Z$의 궤적은 기하학적 변환에 의해 원점을 통하는 원의 형태가 됩니다.
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63. L형 4단자 회로망에서 R1,R2를 정합하기 위한Z1은? (단, R2 ＞ R1이다.)

(정답률: 40%)
  • L형 회로에서 임피던스 정합을 통해 최대 전력을 전달하기 위한 조건은 $Z_1 = \sqrt{R_1(Z_2 - R_1)}$ 형태의 관계를 갖는 것입니다. 주어진 회로 구성과 $R_2 > R_1$ 조건에서 정합 임피던스 $Z_1$을 구하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $Z_1 = \pm j\sqrt{R_1(R_2 - R_1)}$
    ② [숫자 대입] $Z_1 = \pm j\sqrt{R_1(R_2 - R_1)}$
    ③ [최종 결과] $Z_1 = \pm j\sqrt{R_1(R_2 - R_1)}$
    따라서 정답은 입니다.
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64. 대칭 3상 교류에서 각 상의 전압이 va, vb,vc일 때 3상 전압의 합은?

  1. 0
  2. 0.3va
  3. 0.5va
  4. 3va
(정답률: 78%)
  • 대칭 3상 교류는 각 상의 전압 크기가 같고 위상차가 $120^{\circ}$씩 일정하므로, 세 전압을 벡터적으로 합산하면 서로 상쇄되어 $0$이 됩니다.
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65. 비정현파에서 여현 대칭의 조건은 어느 것인가?

  1. f(t)=f(-t)
  2. f(t)=-f(-t)
  3. f(t)=-f(t)
  4. f(t)=-f(t+T/2)
(정답률: 55%)
  • 여현 대칭은 우함수의 성질을 가지며, 시간 $t$를 $-t$로 바꾸어도 함수값이 변하지 않는 조건을 말합니다.
    따라서 여현 대칭의 조건은 $f(t)=f(-t)$ 입니다.

    오답 노트
    $f(t)=-f(-t)$: 정현 대칭(기함수) 조건
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66. 어떤 회로에 e=50sinwt[V]를 인가 시 i=4sin(wt-30°)[A]가 흘렀다면 유효전력은 몇 [W]인가?

  1. 173.2
  2. 122.5
  3. 86.6
  4. 61.2
(정답률: 58%)
  • 교류 회로의 유효전력은 전압과 전류의 실효값과 위상차의 코사인 값(역률)을 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{E_m}{\sqrt{2}} \times \frac{I_m}{\sqrt{2}} \times \cos\theta$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{50}{\sqrt{2}} \times \frac{4}{\sqrt{2}} \times \cos 30^\circ$
    ③ [최종 결과] $P = 86.6\text{ W}$
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67. 그림과 같은 회로의 출력전압 e0(t)의 위상은 입력 전압 ei(t)의 위상보다 어떻게 되는가?

  1. 앞선다.
  2. 뒤진다.
  3. 같다.
  4. 앞설수도 있고 뒤질 수도 있다.
(정답률: 64%)
  • 제시된 회로 는 인덕터($L$)와 저항($R$)이 직렬로 연결된 RL 회로입니다. 인덕터($L$) 성분으로 인해 전류의 위상이 전압보다 뒤지게 되며, 출력전압 $e_0(t)$ 역시 입력 전압 $e_i(t)$보다 위상이 뒤지게 됩니다.
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68. 전원과 부하가 다같이 △결선된 3상 평형회로에서 전원 전압이 200V, 부하 한 상의 임피던스가 6+j8[Ω]인 경우 선전류는 몇 [A]인가?

  1. 20
  2. 20/√3
  3. 20√3
  4. 40√3
(정답률: 68%)
  • $\Delta$결선 회로에서 선전류는 상전류의 $\sqrt{3}$배입니다. 먼저 상전압과 임피던스를 이용해 상전류를 구한 뒤 선전류를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $I = \sqrt{3} \times \frac{V}{Z}$
    ② [숫자 대입] $I = \sqrt{3} \times \frac{200}{\sqrt{6^2 + 8^2}}$
    ③ [최종 결과] $I = 20\sqrt{3}\text{ A}$
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69. 3[㎌]인 커패시턴스를 50[Ω]의 용량성 리액턴스로 사용하려면 정현파 교류의 주파수는 약 몇 kHz로 하면 되는가?

  1. 1.02
  2. 1.04
  3. 1.06
  4. 1.08
(정답률: 62%)
  • 용량성 리액턴스 공식을 이용하여 주파수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2\pi CX_C}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{1}{2\pi \times 3 \times 10^{-6} \times 50}$
    ③ [최종 결과] $f = 1.06\text{ kHz}$
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70. R[Ω]의 저항 3개를 Y로 접속하고 이것을 선간전압 200[V]의 평형 3상 교류 전원에 연결할 때 선전류가 20A 흘렀다. 이 3개의 저항을 △로 접속하고 동일 전원에 연결하였을 때의 선전류는 몇 [A]인가?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 61%)
  • Y접속에서 구한 저항값을 이용하여 $\Delta$접속 시의 선전류를 구하는 문제입니다.
    먼저 Y접속 시 상전압은 $\frac{200}{\sqrt{3}}$이며, 선전류가 곧 상전류이므로 저항 $R$을 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$R = \frac{V_{phase}}{I_Y} = \frac{V_{line} / \sqrt{3}}{I_Y}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R = \frac{200 / \sqrt{3}}{20} = \frac{10}{\sqrt{3}} \approx 5.77 \Omega$$
    $\Delta$접속 시 상전압은 선간전압과 같으므로 상전류 $I_p = \frac{200}{5.77}$이며, 선전류 $I_{\Delta} = \sqrt{3} I_p$ 입니다.
    $$I_{\Delta} = \sqrt{3} \times \frac{200}{10 / \sqrt{3}} = \sqrt{3} \times 20\sqrt{3}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_{\Delta} = 60 A$$
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71. 그림과 같은 회로의 합성 인덕턴스는?

(정답률: 61%)
  • 그림과 같이 두 인덕턴스가 병렬로 연결되어 있고, 점의 위치가 서로 반대 방향인 가동접속 상태의 합성 인덕턴스를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = \frac{L_1 L_2 - M^2}{L_1 + L_2 - 2M}$$
    ② [숫자 대입]
    제시된 회로의 가동접속 공식을 그대로 적용합니다.
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{L_1 L_2 - M^2}{L_1 + L_2 - 2M}$$
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72. 어떤 회로의 단자 전압 및 전류의 순시값이 일 때, 복소 임피던스는 약 몇 [Ω]인가?

  1. 42.5-j11.4
  2. 42.5-j9
  3. 50+j11.4
  4. 50-j11.4
(정답률: 59%)
  • 복소 임피던스는 전압의 페이저를 전류의 페이저로 나누어 구할 수 있습니다. 주어진 순시값에서 실효값과 위상을 추출하여 계산합니다.
    전압 $V = 220 \angle 45^{\circ}$ V, 전류 $I = 5 \angle 60^{\circ}$ A (단, $\frac{\pi}{4} = 45^{\circ}$, $\frac{\pi}{3} = 60^{\circ}$)
    ① [기본 공식] $Z = \frac{V}{I}$
    ② [숫자 대입] $Z = \frac{220 \angle 45^{\circ}}{5 \angle 60^{\circ}}$
    ③ [최종 결과] $Z = 44 \angle -15^{\circ} = 42.5 - j11.4 \Omega$
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73. 단자 전압의 각 대칭분 V0, V1, V2가 0이 아니면서 서로 같게 되는 고장의 종류는?

  1. 1선 지락
  2. 선간 단락
  3. 2선 지락
  4. 3선 단락
(정답률: 47%)
  • 대칭분 전압 $V_0, V_1, V_2$가 모두 0이 아니면서 서로 같은 조건($V_0 = V_1 = V_2 \neq 0$)은 2선 지락 고장 시의 특징입니다.


    오답 노트
    1선 지락: 전류가 0이 아니며 서로 같음
    선간 단락: $V_0 = 0$이며 $V_1, V_2$만 존재
    3선 단락: $V_0 = V_1 = V_2 = 0$
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74. 일 때, v1+v2의 실효값[V]은?

  1. √1400
  2. √2400
  3. √2900
  4. √3900
(정답률: 46%)
  • 두 전압의 합의 실효값을 구하기 위해 각 전압을 페이저(Phasor) 형태로 변환하여 벡터 합을 계산합니다.
    $v_1 = 20\sqrt{2}\sin wt$의 실효값은 $20\angle 0^{\circ}$이며, $v_2 = 50\sqrt{2}\cos(wt - \frac{\pi}{6})$는 $\sin$으로 변환 시 $50\sqrt{2}\sin(wt + \frac{\pi}{3})$가 되어 실효값은 $50\angle 60^{\circ}$가 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{total} = \sqrt{(V_{1x} + V_{2x})^2 + (V_{1y} + V_{2y})^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{total} = \sqrt{(20 + 50\cos 60^{\circ})^2 + (0 + 50\sin 60^{\circ})^2}$$
    $$V_{total} = \sqrt{(20 + 25)^2 + (25\sqrt{3})^2} = \sqrt{45^2 + 43.3^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{total} = \sqrt{3900}$$
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75. t=0에서 스위치 S를 닫았을 때 정상 전류값[A]은?

  1. 1
  2. 2.5
  3. 3.5
  4. 7
(정답률: 69%)
  • RL 직렬회로에서 스위치를 닫은 후 시간이 충분히 흘러 정상 상태에 도달하면 인덕터 $L$은 단락 상태가 되어 오직 저항 $R$에 의해서만 전류가 결정됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \frac{E}{R}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \frac{70}{10 + 10}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = 3.5\text{ A}$$
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76. 다음과 같은 전기회로의 입력을e1, 출력을 e0라고 할 때 전달함수는? (단, T=L/R이다.)(문제 복원 오류로 그림 파일이 없습니다. 정답은 4번입니다. 여기서는 4번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. Ts+1
  2. Ts2+1
  3. 1/Ts+1
  4. Ts/Ts+1
(정답률: 72%)
  • 입력측은 $R, L$이 직렬로 연결되어 있고 출력측은 $L$ 단독인 회로의 전달함수를 구하는 문제입니다. 전달함수 $G(s)$는 출력 전압을 입력 전압으로 나눈 값으로 계산합니다.
    $$G(s) = \frac{Ls}{R + Ls}$$
    분모와 분자를 $L$로 나누어 정리하면 다음과 같습니다.
    $$G(s) = \frac{s}{\frac{R}{L} + s}$$
    여기서 $T = \frac{L}{R}$이므로 $\frac{R}{L} = \frac{1}{T}$ 입니다.
    $$G(s) = \frac{s}{\frac{1}{T} + s} = \frac{Ts}{1 + Ts}$$
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77. RC 회로의 입력단자에 계단 전압을 인가하면 출력 전압은?

  1. 0부터 지수적으로 증가한다.
  2. 처음에는 입력과 같이 변했다가 지수적으로 감쇠한다.
  3. 같은 모양의 계단 전압이 나타난다.
  4. 아무것도 나타나지 않는다.
(정답률: 64%)
  • 제시된 회로는 고역통과 필터(HPF) 형태의 RC 회로입니다. 계단 전압(Step Voltage)이 입력되면, 커패시터 $C$가 충전되기 전까지는 입력 전압이 그대로 출력으로 나타나지만, 충전이 완료됨에 따라 출력 전압은 지수적으로 감소하여 $0$에 수렴하게 됩니다.
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78. 인 라플라스 함수를 시간함수로 고치면 어떻게 되는가?

(정답률: 51%)
  • 라플라스 변환된 함수 $F(s)$를 부분분수 전개를 통해 시간 함수 $f(t)$로 역변환하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $F(s) = \frac{2s+3}{s^2+3s+2} = \frac{1}{s+1} + \frac{1}{s+2}$
    ② [숫자 대입] $f(t) = \mathcal{L}^{-1} ( \frac{1}{s+1} + \frac{1}{s+2} )$
    ③ [최종 결과]
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79. 그림과 같은 T형 회로의 영상 전달 정수 θ는?

  1. 0
  2. 1
  3. -3
  4. -1
(정답률: 65%)
  • T형 회로의 4단자 정수를 이용하여 영상 전달 정수 $\theta$를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \ln|\sqrt{AD} + \sqrt{BC}|$
    ② [숫자 대입] $\theta = \ln|\sqrt{(-1)(-1)} + \sqrt{0 \times \frac{1}{-j300}}| = \ln|1 + 0|$
    ③ [최종 결과] $\theta = 0$
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80. 에서 모든 초기값을 0으로 하였을 때 i(t)의 값은?

(정답률: 59%)
  • RL 직렬 회로에 전압 $E$를 인가했을 때, 전류 $i(t)$의 과도 응답을 구하는 문제입니다. 회로의 미분 방정식과 일반해를 통해 전류의 시간 변화를 도출합니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = \frac{E}{R}(1 - e^{-\frac{R}{L}t})$
    ② [숫자 대입] $i(t) = \frac{E}{R}(1 - e^{-\frac{R}{L}t})$
    ③ [최종 결과]
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단 기준

81. 특고압용 변압기로서 변압기 내부고장이 발생할 경우 경보장치를 시설하여야 할 뱅크 용량의 범위는?

  1. 1000kVA 이상 5000kVA 미만
  2. 5000kVA 이상 10000kVA 미만
  3. 10000kVA 이상 15000kVA 미만
  4. 15000kVA 이상 20000kVA 미만
(정답률: 52%)
  • 특고압용 변압기의 내부 고장 보호장치 기준에 따라, 뱅크 용량이 $5000\text{kVA}$이상 $10000\text{kVA}$ 미만인 경우에는 경보장치 또는 자동차단장치를 시설해야 합니다.

    오답 노트
    $10000\text{kVA}$이상: 반드시 자동차단장치를 시설해야 합니다.
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82. 저압 가공전선이 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우에는 레일면상 높이가 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 5
  2. 5.5
  3. 6
  4. 6.5
(정답률: 66%)
  • 저압 가공전선이 철도 또는 궤도를 횡단할 때, 안전 확보를 위한 레일면 상의 최소 높이는 $6.5\text{m}$이상이어야 합니다.
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83. 고압 옥상전선로의 전선이 다른 시설물과 접근하거나 교차 하는 경우 이들 사이의 이격거리는 몇 cm 이상이어야 하는가?

  1. 30
  2. 60
  3. 90
  4. 120
(정답률: 63%)
  • 고압 옥상전선로가 다른 시설물과 접근하거나 교차할 때, 별도의 케이블 사용 등의 예외 조건이 없는 일반적인 경우의 이격거리는 $60\text{cm}$이상을 유지해야 합니다.
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84. 지중 전선로의 매설 방법이 아닌 것은?

  1. 관로식
  2. 인입식
  3. 암거식
  4. 직접 매설식
(정답률: 65%)
  • 지중 전선로의 대표적인 매설 방식은 관로식, 암거식, 직접 매설식(직매식) 세 가지입니다.

    오답 노트
    인입식: 매설 방식이 아닌 전선을 끌어들이는 방식입니다.
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85. 동일 지지물에 고압 가공전선과 저압 가공전선을 병가할 때 저압 가공전선의 위치는?

  1. 저압 가공전선을 고압 가공전선 위에 시설
  2. 저압 가공전선을 고압 가공전선 아래에 시설
  3. 동일 완금류에 평형되게 시설
  4. 별도의 규정이 없으므로 임의로 시설
(정답률: 76%)
  • 안전을 위해 전압이 높은 전선을 위쪽에, 전압이 낮은 전선을 아래쪽에 배치하는 것이 원칙입니다. 따라서 저압 가공전선을 고압 가공전선 아래에 시설해야 합니다.
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86. 전철에서 직류귀선의 비절연 부분이 금속제 지중관로와 접근하거나 교차하는 경우 상호 전식 방지를 위한 이격거리는?

  1. 0.5m 이상
  2. 1m 이상
  3. 1.5m 이상
  4. 2m 이상
(정답률: 49%)
  • 전철의 직류귀선 비절연 부분이 금속제 지중관로와 접근하거나 교차할 때, 전식 방지를 위한 이격거리는 $1\text{m}$이상이어야 합니다.
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87. 시가지에 시설하는 특고압 가공전선로의 철탑의 경간은 몇 m 이하이어야 하는가?

  1. 250
  2. 300
  3. 350
  4. 400
(정답률: 70%)
  • 시가지에 시설하는 특고압 가공전선로의 철탑 경간은 $400\text{m}$이하로 제한됩니다.

    오답 노트
    시가지 a종 철주는 $100\text{m}$, b종 철주는 $150\text{m}$이하입니다.
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88. 고압 가공전선이 가공 약전류 전선과 접근하는 경우 고압 가공전선과 가공 약전류 전선 사이의 이격거리는 몇 cm 이상 이어야 하는가? (단, 전선이 케이블인 경우이다.)

  1. 15
  2. 30
  3. 40
  4. 80
(정답률: 47%)
  • 고압 가공전선과 가공 약전류 전선이 접근하는 경우, 전선이 케이블일 때의 이격거리는 $40\text{cm}$이상을 유지해야 합니다.
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89. 전기 욕기용 전원 장치의 금속제 외함 및 전선을 넣는 금속관에는 제 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제 1종
  2. 제 2종
  3. 제 3종
  4. 특별 제 3종
(정답률: 45%)
  • 전기 욕기용 전원 장치의 금속제 외함 및 금속관에는 제 3종 접지공사를 적용합니다.

    오답 노트
    KEC 규정 개정으로 인해 현재는 종별 접지 개념이 사용되지 않으나, 기존 문제 기준으로는 제 3종이 정답입니다.
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90. 154kV 가공 전선로를 제 1종 특고압 보안공사에 의하여 시설하는 경우 사용 전선은 인장강도 58.84kN 이상의 연선 또는 단면적 몇 mm2 이상의 경동연선 이어야 하는가?

  1. 35
  2. 50
  3. 95
  4. 150
(정답률: 59%)
  • 제 1종 특고압 보안공사 시 사용 전선의 규격은 전압 범위에 따라 결정됩니다. $154\text{kV}$는 $100\text{kV}$이상 $300\text{kV}$ 미만 범위에 해당하므로, 단면적 $150\text{mm}^2$이상의 경동연선을 사용해야 합니다.
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91. 지중전선로를 직접 매설식에 의하여 시설하는 경우, 차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소의 매설 깊이는 최소 몇 cm 이상이면 되는가?(2021년 개정된 KEC 규정 적용)

  1. 100
  2. 120
  3. 150
  4. 180
(정답률: 60%)
  • KEC 규정에 따라 지중전선로를 직접 매설식으로 시설할 때, 차량이나 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소의 매설 깊이는 $100\text{cm}$ ($1.0\text{m}$) 이상이어야 합니다.

    오답 노트
    기타 장소: $60\text{cm}$ ($0.6\text{m}$) 이상
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92. 특고압 가공전선로의 중성선의 다중접지 시설에서 각 접지선을 중선선으로부터 분리하였을 경우 각 접지점의 대지 전기 저항값은 몇 Ω 이하이어야 하는가?

  1. 100
  2. 150
  3. 300
  4. 500
(정답률: 63%)
  • 특고압 가공 전선로의 다중접지 시설에서 각 접지선을 중성선으로부터 분리했을 때, 각 접지점의 대지 전기 저항값은 $300\Omega$이하로 유지되어야 합니다.
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93. 발전기, 전동기, 조상기, 기타 회전기(회전 변류기 제외)의 절연내력 시험시 시험 전압은 권선과 대지 사이에 연속하여 몇 분 이상 가하여야 하는가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 30
(정답률: 72%)
  • 발전기, 전동기, 조상기 등 회전기의 절연내력 시험 시, 권선과 대지 사이에 시험 전압을 연속하여 $10$분간 가하여 절연 상태를 확인해야 합니다.
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94. 고압 가공전선이 상부 조영재의 위쪽으로 접근시의 가공 전선과 조영재의 이격 거리는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 0.6
  2. 0.8
  3. 1.2
  4. 2.0
(정답률: 43%)
  • 고압 가공전선이 상부 조영재의 위쪽으로 접근할 때의 이격 거리는 전선의 종류에 따라 다릅니다. 일반전선을 사용하는 경우 이격 거리는 $2.0\text{m}$이상이어야 합니다.

    오답 노트
    케이블 사용 시: $1\text{m}$이상
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95. 전로의 중성점을 접지하는 목적에 해당되지 않는 것은?

  1. 보호 장치의 확실한 동작의 확보
  2. 부하 전류의 일부를 대지로 흐르게 하여 전선 절약
  3. 이상 전압의 억제
  4. 대지 전압의 저하
(정답률: 61%)
  • 전로의 중성점을 접지하는 이유는 계통의 안정성과 보호를 위함입니다.
    핵심 목적은 이상 전압의 억제, 대지 전압의 저하, 그리고 지락 사고 시 보호 장치의 확실한 동작 확보에 있습니다.

    오답 노트
    부하 전류의 일부를 대지로 흐르게 하여 전선 절약: 중성점 접지는 보호 목적이지 부하 전류를 대지로 흘려 전선을 절약하기 위한 수단이 아닙니다.
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96. 터널에 시설하는 사용전압이 400V 이상의 저압인 경우, 이동전선은 몇 mm2이상의 0.6/1kV EP 고무 절연 클로로프렌 케이블이어야 하는가?

  1. 0.25
  2. 0.55
  3. 0.75
  4. 1.25
(정답률: 65%)
  • KEC 규정에 따라 터널 등에 시설하는 사용전압 $400\text{V}$ 초과 저압 이동전선의 규격을 제한하고 있습니다.
    해당 전선은 $0.6/1\text{kV}$ EP 고무 절연 클로로프렌 캡타이어케이블을 사용해야 하며, 단면적은 $0.75\text{mm}^2$이상이어야 합니다.
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97. 애자사용 공사에 의한 고압 옥내배선의 시설에 사용되는 연동선의 단면적은 최소 몇 mm2의 것을 사용하여야 하는가?

  1. 2.5
  2. 4
  3. 6
  4. 10
(정답률: 40%)
  • 고압 옥내배선 시설 시 애자사용 공법을 적용할 경우, 전선의 기계적 강도와 안전성을 확보하기 위해 최소 단면적 기준을 규정하고 있습니다.
    이때 사용되는 연동선의 공칭단면적은 $6\text{mm}^2$이상이어야 합니다.
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98. 고압용 기계기구를 시설하여서는 안되는 경우는?

  1. 발전소, 변전소, 개폐소 또는 이에 준하는 곳에 시설하는 경우
  2. 시가지 외로서 지표상 3m인 경우
  3. 공장 등의 구내에서 기계기구의 주위에 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없도록 적당한 울타리를 설치하는 경우
  4. 옥내에 설치한 기계 기구를 취급자 이외의 사람이 출입할 수 없도록 설치한 곳에 시설하는 경우
(정답률: 63%)
  • 고압용 기계기구는 사람의 접촉 우려가 없는 곳에 시설해야 하며, 지표상 높이 기준을 준수해야 합니다.
    시가지 외 지역에서는 지표상 4m 이상(시가지 내는 4.5m 이상)으로 시설해야 하므로, 지표상 3m인 경우는 기준에 미달하여 시설할 수 없습니다.
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99. 765kV 특고압 가공전선이 건조물과 2차 접근상태로 있는 경우 전선 높이가 최저상태일 때 가공전선과 건조물 상부와의 수직 거리는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 20
  2. 22
  3. 25
  4. 28
(정답률: 44%)
  • 400kV를 초과하는 특고압 가공전선이 건조물과 제2차 접근상태에 있을 때의 수직 이격거리를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $L = 20 + \frac{V - 100}{10} \times 0.12$
    ② [숫자 대입] $L = 20 + \frac{765 - 100}{10} \times 0.12$
    ③ [최종 결과] $L = 28.04$
    따라서 수직 거리는 28m 이상이어야 합니다.
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100. 전력보안 통신용 전화설비를 시설하지 않아도 되는 경우는?

  1. 수력설비의 강수량 관측소와 수력발전소간
  2. 동일 수계에 속한 수력 발전소 상호간
  3. 발전 제어소와 기상대
  4. 휴대용 전화설비를 갖춘 22.9kV 변전소와 기술원 주재소
(정답률: 73%)
  • 휴대용 전화설비를 갖춘 22.9kV 변전소와 기술원 주재소의 경우, 이미 휴대용 전화설비를 통해 상시 통신이 가능하므로 별도의 전력보안 통신용 전화설비를 추가로 시설할 필요가 없습니다.
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