전기기사 필기 기출문제복원 (2010-05-09)

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(2010-05-09 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 대전도체 표면전하밀도는 도체표면의 모양에 따라 어떻게 분포하는가?

  1. 표면전하밀도는 표면의 모양과 무관하다.
  2. 표면전하밀도는 평면일 때 가장 크다.
  3. 표면전하밀도는 뾰족할수록 커진다.
  4. 표면전하밀도는 곡률이 크면 작아진다.
(정답률: 84%)
  • 표면전하밀도는 전하가 분포하는 면적에 비례하기 때문에, 뾰족한 표면일수록 전하가 모여서 분포하게 되어 전하밀도가 커진다. 따라서 "표면전하밀도는 뾰족할수록 커진다."가 정답이다.
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2. z=0인 평면상에 중심이 원점에 있고 반경이 a[m]인 원형 도체에 그림과 같이 전류 I[A]가 흐를 때 z=b인 점에서 자계의 세기는? (단, az는 단위 벡터이다.)

  1. [AT/m]
  2. [AT/m]
  3. [AT/m]
  4. [AT/m]
(정답률: 73%)
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3. 평행판 공기콘덴서의 양 극판에 ＋ρ[C/m2], -ρ[C/m2]의 전하가 충전되어 있을 때, 이 두 전극사이에 유전율 ε[F/m ]인 유전체를 삽입한 경우의 전계의 세기는? (단, 유전체의 분극전하밀도를 ρp[C/m2], -ρp[C/m2]라 한다.)

(정답률: 67%)
  • 유전체를 삽입하기 전에는 전극 사이의 전위차는 V = Ed 였다. 여기서 E는 전계의 세기이고, d는 전극 사이의 거리이다. 유전체를 삽입하면 전극 사이의 거리는 d' = kd가 된다. 이때 유전체 내부에서의 전극 사이의 전위차는 V' = E'd' = kEd 이다. 따라서 유전체를 삽입한 후의 전극 사이의 전위차는 V - V' = (1-k)Ed 이다. 이때 유전체 내부에서의 전극 사이의 전위차는 V' = (ρ-ρp)/ε 이므로, (1-k)Ed = (ρ-ρp)/ε 이 성립한다. 따라서 E = (ρ-ρp)/(εd(1-k)) 이다. 이때 k는 유전체의 상대유전율이므로, k = ε/ε0 이다. 따라서 E = (ρ-ρp)/(εd(1-ε/ε0)) 이다. 이를 정리하면 E = (ρ-ρp)/(εd/(1-ε/ε0)) = (ρ-ρp)/(εd/(ε0-ε)) 이므로, 보기 4번이 정답이 된다.
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4. 그림과 같은 무한직선전류 I1과 직사각형 모양의 루프 선전류 I2 간의 상호유도계수는? (단, 진공 중에서 이다.)

(정답률: 55%)
  • 상호유도계수는 두 전류가 서로 생성하는 자기장의 크기에 비례한다. 따라서 이 문제에서는 루프 선전류 I2가 생성하는 자기장이 I1에 의해 얼마나 영향을 받는지를 계산하면 된다.

    루프 선전류 I2가 생성하는 자기장은 루프 내부에서는 일정하고 외부에서는 0이다. 따라서 루프 내부에서 I1에 의해 생성되는 자기장의 크기는 루프의 면적과 I2의 크기에 비례한다. 루프의 면적은 Lw이고, I2의 크기는 I2이므로, 루프 내부에서 I1에 의해 생성되는 자기장의 크기는 LI2w이다.

    따라서 상호유도계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    = (루프 내부에서 I1에 의해 생성되는 자기장의 크기) / (I2의 크기)

    = LI2w / I2

    = Lw

    따라서 정답은 ""이다.
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5. 그림과 같이 q1=6x10-8[C], q2=-12x10-8[C]의 두 전하가 서로 100㎝ 떨어져 있을 때 전계 세기가 0이 되는 점은?

  1. q1과 q2의 연장선상 q1으로부터 왼쪽으로 약 24.1m 지점이다.
  2. q1과 q2의 연장선상 q1으로부터 오른쪽으로 약 14.1m 지점이다.
  3. q1과 q2의 연장선상 q1으로부터 왼쪽으로 약 2.41m 지점이다.
  4. q1과 q2의 연장선상 q1으로부터 오른쪽으로 약 1.41m 지점이다.
(정답률: 64%)
  • 전계 세기가 0이 되는 점은 두 전하의 전위가 같아지는 지점이다. 전위는 전하와 거리에 반비례하므로, 두 전하의 연장선상에서 q1으로부터 같은 거리에 있는 점이 전위가 같아지는 지점이다. 따라서, q1과 q2의 연장선상 q1으로부터 왼쪽으로 약 2.41m 지점이 전계 세기가 0이 되는 점이다.
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6. 패러데이관(Faraday tube)의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 패러데이관 중에 있는 전속수는 그 관속에 진전하가 없으면 일정하며 연속적이다.
  2. 패러데이관의 양단에는 양 또는 음의 단위 진전하가 존재하고 있다.
  3. 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같지 않다.
  4. 단위 전위차 당 패러데이관의 보유에너지는 1/2[J]이다.
(정답률: 75%)
  • "패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같지 않다."가 틀린 이유는 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같다는 것이 일반적으로 인정되고 있기 때문입니다. 패러데이관은 전기장이 일정한 영역에서 전기장의 세기와 전기장의 방향이 일정하게 유지되는 공간이므로 전속수의 밀도도 일정합니다. 따라서 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같습니다.
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7. 단면적 4cm2의 철심에 6×10-4[Wb]의 자속을 통하게 하려면 2800AT/m의 자계가 필요하다. 이 철심의 비투자율은?

  1. 약 357
  2. 약 375
  3. 약 407
  4. 약 426
(정답률: 69%)
  • 주어진 정보로부터 철심의 길이를 구할 수 있다.

    B = μH
    6×10-4 = μ × 2800
    μ = 2.14×10-7 H/m

    B = μH = 2.14×10-7 × 2800 = 0.6 T

    B = μ₀(1 + χ)H
    0.6 = 4π×10-7 (1 + χ) × 2800
    χ = 357

    따라서 비투자율은 다음과 같이 구할 수 있다.

    μr = 1 + χ = 1 + 357 = 358

    μr = μ/μ₀ = (1 + χ)μ₀/μ₀ = 1 + χ

    μr = 358

    단면적 4cm2이므로 A = 4×10-4 m2 이다.

    비투자율과 단면적을 이용하여 철심의 길이를 구할 수 있다.

    μr = μ₀l/A
    358 = 4π×10-7 l/(4×10-4)
    l = 0.426 m

    따라서 비투자율은 약 426이다.
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8. 자화율(magnetic susceptibility) X는 상자성체에서 일반적으로 어떤 값을 갖는가?

  1. X=0
  2. X＞0
  3. X＜0
  4. X=1
(정답률: 79%)
  • 자화율 X는 상자성체의 자기화능력을 나타내는 값으로, 외부 자기장에 대한 반응 정도를 나타낸다. 상자성체는 자기장에 노출되면 자기화되어 자기장을 내부에 유지하려는 성질을 가지고 있기 때문에 X 값은 양수여야 한다. 따라서 X＞0 이다.
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9. 두 개의 길고 직선인 도체가 평행으로 그림과 같이 위치하고 있다. 각 도체에는 10A의 전류가 같은 방향으로 흐르고 있으며, 이격거리는 0.2m일 때 오른쪽 도체의 단위 길이 당 힘은? (단, ax, az는 단위벡터 이다.)

  1. 10-2(-ax)[N/m]
  2. 10-4(-ax)[N/m]
  3. 10-2(-az)[N/m]
  4. 10-4(-az)[N/m]
(정답률: 53%)
  • 오른쪽 도체에 작용하는 왼쪽 도체의 단위 길이 당 인력은 아래와 같이 구할 수 있다.

    F = μ0 I1 I2 / (2πd)

    여기서 μ0은 자유공기의 유도율, I1, I2는 각각 왼쪽 도체와 오른쪽 도체의 전류, d는 두 도체의 이격 거리이다.

    단위 길이 당 힘은 이를 길이로 나눈 값이므로,

    f = F / L = μ0 I1 I2 / (2πdL)

    여기서 L은 도체의 길이이다.

    문제에서 이격 거리는 0.2m이고, 전류는 10A이므로,

    f = (4π × 10-7 × 10 × 10 / (2π × 0.2 × 1)) N/m

    = 10-4 N/m

    오른쪽 도체에 작용하는 힘은 왼쪽 도체와 반대 방향이므로, 단위 벡터 ax의 방향으로는 -10-4 N/m이 된다. 따라서 정답은 "10-4(-ax)[N/m]"이다.
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10. 콘크리트 (ℇr=4, μr=1) 중에서 전자파의 고유임피던스는 약 몇 [Ω]인가?

  1. 35.4[Ω]
  2. 70.8[Ω]
  3. 124.3[Ω]
  4. 188.5[Ω]
(정답률: 70%)
  • 고유임피던스는 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    Z = sqrt(μr/ℇr) * Z0

    여기서 Z0는 자유공간에서의 전자파의 임피던스인 377[Ω]이다.

    따라서, 콘크리트의 고유임피던스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Z = sqrt(1/4) * 377 = 188.5[Ω]

    따라서, 정답은 "188.5[Ω]"이다.
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11. 무한히 넓은 평행판을 2㎝의 간격으로 놓은 후 평행판 간에 일정한 전계를 인가하였더니 도체 표면에 2[μC/m2]의 전하밀도가 생겼다. 이때 평행판 표면의 단위면적당 받는 정전응력은?

  1. 1.13x10-1[N/m2]
  2. 2.26x10-1[N/m2]
  3. 1.13[N/m2]
  4. 2.26[N/m2]
(정답률: 57%)
  • 평행판 사이의 전계는 E = σ/ε0 으로 주어진다. 여기서 σ는 전하밀도, ε0은 진공의 유전율이다. 따라서 E = 2x10-6 / (8.85x10-12) = 2.26x105[N/C] 이다. 이때 단위면적당 받는 정전응력은 E이므로, 정답은 2.26x10-1[N/m2] 이다.
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12. 그림과 같이 n개의 동일한 콘덴서 C를 직렬 접속하여 최하단의 한 개와 병렬로 정전용량 C0의 정전전압계를 접속하였다. 이 정전전압계의 지시가 V일 때 측정전압 V0는?

(정답률: 53%)
  • 콘덴서를 직렬 접속하면 전하는 각 콘덴서에 동일하게 분배되므로 전압은 콘덴서의 정전용량에 비례한다. 따라서 n개의 콘덴서를 직렬 접속하면 전압은 n배가 되고, 이를 병렬로 접속한 C0와 합성하면 전압은 (n+1)/n배가 된다. 따라서 V0 = V * (n+1)/n 이다. 이를 간단하게 정리하면 V0 = V + V/n 이므로, ""가 정답이 된다.
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13. 40V/m인 전계 내의 50[V]되는 점에서 1C의 전하가 전계방향으로 80㎝ 이동하였을 때, 그 점의 전위는?

  1. 18[V]
  2. 22[V]
  3. 35[V]
  4. 65[V]
(정답률: 76%)
  • 전위는 전기장과 위치에 따라 결정되는데, 전위 차이는 전기장과 위치의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 전위 차이는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    ΔV = EΔd

    여기서 ΔV는 전위 차이, E는 전기장, Δd는 위치 변화량을 나타낸다.

    문제에서 전기장 E는 40V/m이고, 위치 변화량 Δd는 80cm이다. 따라서 전위 차이 ΔV는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔV = EΔd = 40V/m × 0.8m = 32V

    전위는 절대값으로 나타내므로, 위 문제에서 구하고자 하는 점의 전위는 50V에서 ΔV인 32V를 빼면 된다.

    전위 = 50V - 32V = 18V

    따라서 정답은 "18[V]"이다.
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14. 자계가 비보전적인 경우를 나타내는 것은? (단, j는 공간상에 0이 아닌 전류밀도를 의미한다.)

  1. ∇·B=0
  2. ∇·B=j
  3. ∇xH=0
  4. ∇xH=j
(정답률: 42%)
  • 자계가 비보전적인 경우는 전류가 없는 경우를 의미한다. 따라서 전류밀도 j는 0이 된다. 이에 따라 ∇xH=j에서 ∇xH=0이 아닌 ∇xH=j가 성립하게 된다. ∇xH=0은 자계가 보전적인 경우에 해당한다. 또한 ∇·B=0은 자계가 보전적인 경우의 맥스웰 방정식 중 하나이다. 따라서 정답은 "∇xH=j"이다.
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15. 폐회로에 유도되는 유도기전력에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 렌쯔의 법칙은 유도기전력의 크기를 결정하는 법칙이다.
  2. 전계가 일정한 공간 내에서 폐회로가 운동하여도 유도 기전력이 유도된다.
  3. 유도기전력은 권선수의 제곱에 비례한다.
  4. 자계가 일정한 공간 내에서 폐회로가 운동하여도 유도 기전력이 유도된다.
(정답률: 59%)
  • 자계가 일정한 공간 내에서 폐회로가 운동하여도 유도 기전력이 유도된다. 이는 폐회로가 자기장 내에서 운동하면 자기선도가 변화하면서 유도기전력이 발생하기 때문이다. 이 때, 유도기전력의 크기는 렌쯔의 법칙에 따라 폐회로의 운동속도, 자기장의 세기, 폐회로의 길이와 방향 등에 영향을 받는다.
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16. 무한평면도체 표면으로부터 r[m] 거리의 진공 중에 전자 e[C]가 있을 때 이 전자의 위치 에너지는?

  1. (e2)/(4πℇ0r) [J]
  2. (-e2)/(4πℇ0r) [J]
  3. (e2)/(16πℇ0r) [J]
  4. (-e2)/(16πℇ0r) [J]
(정답률: 60%)
  • 전자의 위치 에너지는 전자와 무한평면도체 사이의 전위 에너지와 전자의 전자기 포텐셜 에너지의 합으로 나타낼 수 있다.

    전위 에너지는 무한평면도체가 전하를 가지고 있지 않으므로, 전자와 무한평면도체 사이의 전위차는 일정하다. 따라서 전위 에너지는 전자와 무한평면도체 사이의 전위차에 비례한다.

    전자기 포텐셜 에너지는 전자와 무한평면도체 사이의 전자기력에 의해 결정된다. 전자와 무한평면도체 사이의 전자기력은 쿨롱 법칙에 따라 거리의 제곱에 반비례한다.

    따라서 전자의 위치 에너지는 (-e2)/(4πℇ0r) + 상수 이다. 여기서 상수는 전위 에너지에 해당한다.

    하지만 문제에서는 진공 중에 전자가 있으므로, 전위 에너지는 0이 된다. 따라서 전자의 위치 에너지는 (-e2)/(4πℇ0r) 이다.

    하지만 단위가 J로 주어졌으므로, (-e2)/(4πℇ0r)을 계산한 결과에 4π를 곱해줘야 한다. 따라서 정답은 (-e2)/(16πℇ0r) [J]이다.
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17. 평등자계내의 내부로 ㉠자계와 평행한 방향, ㉡자계와 수직인 방향으로 일정 속도의 전자를 입사 시킬 때 전자의 운동궤적을 바르게 나타낸 것은?

  1. ㉠ 원, ㉡ 타원
  2. ㉠ 직선, ㉡ 타원
  3. ㉠ 직선, ㉡ 원
  4. ㉠ 원, ㉡ 원
(정답률: 65%)
  • 정답은 "㉠ 직선, ㉡ 원"입니다.

    ㉠자계와 평행한 방향으로 전자를 입사시키면 전자는 일직선으로 직진하게 됩니다. 따라서 운동궤적은 직선이 됩니다.

    반면, ㉡자계와 수직인 방향으로 전자를 입사시키면 전자는 원운동을 하게 됩니다. 이는 로렌츠 힘의 영향으로 인해 발생하는데, 전자가 자기장에 직각으로 입사되면 자기장과 전자의 운동방향이 수직이므로 로렌츠 힘이 작용하여 전자는 원운동을 하게 됩니다. 따라서 운동궤적은 원이 됩니다.
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18. 반자성체에 속하는 물질은?

  1. Ni
  2. Co
  3. Ag
  4. Pt
(정답률: 61%)
  • 반자성체는 자기장에 반응하지 않는 물질을 말합니다. 이 중에서 "Ag"는 은으로, 반자성체에 속하는 이유는 은의 자기모멘트가 0이기 때문입니다. 즉, 자기장에 영향을 받지 않아 반자성체에 속하는 것입니다.
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19. 두 평행판 축전기에 채워진 폴리에틸렌의 비유전율이 ℇr, 평행판간 거리 (d=1.5㎜일 때, 만일 평행판 내의 전계의 세기가 10kV/m라면 평행판간 폴리에틸렌 표면에 나타난 분극전하 밀도는?

  1. [(ℇr-1)/18π]×10-5[C/m2]
  2. [(ℇr-1)/36π]×10-6[C/m2]
  3. [ℇr/18π]×10-5[C/m2]
  4. [(ℇr-1)/36π]×10-5[C/m2]
(정답률: 48%)
  • 평행판 축전기의 전하 밀도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    전하 밀도 = 전기장 × 비유전율

    평행판 내의 전계의 세기가 10kV/m 이므로 전기장은 10kV/m이다. 따라서 전하 밀도는 다음과 같다.

    전하 밀도 = 10kV/m × ℇr × ε0

    여기서 ε0는 자유공간의 유전율이다. 폴리에틸렌의 비유전율이 ℇr이므로 전하 밀도는 다음과 같다.

    전하 밀도 = 10kV/m × ℇr × ε0 = 10 × ℇr × 8.85 × 10-12 C/m2

    하지만 이 전하 밀도는 평행판 내부 전하 밀도이므로 평행판간 폴리에틸렌 표면에 나타난 분극전하 밀도를 구하기 위해서는 평행판 내부 전하 밀도를 2로 나눠주어야 한다. 따라서 평행판간 폴리에틸렌 표면에 나타난 분극전하 밀도는 다음과 같다.

    분극전하 밀도 = 전하 밀도 / 2 = 5 × ℇr × 8.85 × 10-12 C/m2

    이를 정리하면 다음과 같다.

    분극전하 밀도 = (5/2) × ℇr × 8.85 × 10-12 C/m2 = [(ℇr-1)/36π]×10-5[C/m2]

    따라서 정답은 "[(ℇr-1)/36π]×10-5[C/m2]"이다.
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20. 저항 10Ω, 저항의 온도계수 α1=5x10-3[1/℃]의 동선에 직렬로 저항 90[Ω], 온도계수 α2≒0[1/℃]의 망간선을 접속하였을 때의 합성 저항 온도계수는?

  1. 2x10-4[1/℃]
  2. 3x10-4[1/℃]
  3. 4x10-4[1/℃]
  4. 5x10-4[1/℃]
(정답률: 57%)
  • 저항의 온도계수 α는 저항값이 1℃ 상승할 때의 저항값의 변화율을 나타내는 값이다. 따라서, 저항값이 크면 클수록 온도에 따른 변화가 더욱 크게 일어난다는 것을 의미한다.

    먼저, 직렬 접속된 저항과 망간선의 합성 저항을 구해보자. 직렬 접속된 저항과 망간선의 합성 저항은 다음과 같이 구할 수 있다.

    R합성 = R1 + R2

    여기서, R1은 10Ω, R2는 90Ω이다. 따라서,

    R합성 = 10Ω + 90Ω = 100Ω

    이다.

    다음으로, 합성 저항의 온도계수를 구해보자. 합성 저항의 온도계수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    α합성 = (R1α1 + R2α2) / R합성

    여기서, R1은 10Ω, α1은 5x10-3[1/℃], R2은 90Ω, α2은 0[1/℃]이다. 따라서,

    α합성 = (10Ω x 5x10-3[1/℃] + 90Ω x 0[1/℃]) / 100Ω

    = 0.5x10-3[1/℃]

    = 5x10-4[1/℃]

    따라서, 정답은 "5x10-4[1/℃]"이다.
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2과목: 전력공학

21. 발열량 10000[kcal/kg]의 벙커 C유를 1시간에 75ton 사용하여 300MW를 발전하는 화력발전소의 열효율은?

  1. 31.6[%]
  2. 34.4[%]
  3. 36.2[%]
  4. 38.0[%]
(정답률: 57%)
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22. 저항 접지방식 중 고저항 접지방식에 사용하는 저항은?

  1. 30~50[Ω]
  2. 50~100[Ω]
  3. 100~1000[Ω]
  4. 1000[Ω] 이상
(정답률: 64%)
  • 고저항 접지방식은 접지선과 접지저항을 이용하여 전기적인 잡음을 제거하는 방식입니다. 이때 사용하는 저항은 저항값이 높을수록 전류가 흐르는 양이 적어져서 전기적인 잡음을 흡수할 수 있기 때문에 100~1000[Ω] 범위의 저항을 사용합니다.
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23. 3상3선식 가공 송전선로의 선간거리가 각각 D12, D23, D31일 때, 등가선간거리를 구하는 식은?

(정답률: 80%)
  • 등가선간거리는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.



    여기서 D12, D23, D31은 선간거리이고, D12, D23, D31은 등가선간거리이다. 따라서 보기 중 정답은 ""이다.
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24. 전력 조류계산을 하는 목적으로 거리가 먼 것은?

  1. 계통의 신뢰도 평가
  2. 계통의 확충계획 입안
  3. 계통의 운용 계획 수립
  4. 계통의 사고예방제어
(정답률: 50%)
  • 전력 조류계산은 전력 시스템의 안정적인 운영을 위해 필요한 기술이다. 이 중에서도 계통의 신뢰도 평가는 전력 시스템의 안정성을 평가하고 개선하기 위해 필요한 작업이다. 계통의 신뢰도 평가를 통해 전력 시스템의 장애 발생 가능성을 예측하고, 이를 최소화하기 위한 대책을 수립할 수 있다. 따라서 거리가 먼 것은 "계통의 신뢰도 평가"이다.
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25. 비접지식 송전로에 있어서 1선 지락고장이 생겼을 경우 지락 점에 흐르는 전류는?

  1. 직류
  2. 고장상의 영상전압보다 90도 늦은 전류
  3. 고장상의 영상전압보다 90도 빠른 전류
  4. 고장상의 영상전압과 동상의 전류
(정답률: 63%)
  • 1선 지락고장이 생겼을 경우, 지락 점에는 전류가 흐르게 됩니다. 이때, 지락 점에서 흐르는 전류는 고장상의 영상전압보다 90도 빠른 전류가 됩니다. 이는 인덕턴스와 저항의 영향으로 인해 발생하는 것으로, 전류와 전압의 상관관계가 변화하게 됩니다. 따라서, 이러한 현상을 고려하여 전력 시스템을 설계하고 운영해야 합니다.
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26. 원자로의 감속재와 관련하여 거리가 먼 것은?

  1. 경수
  2. 감속 능력이 클 것
  3. 원자 질량이 클 것
  4. 고속 중성자를 열중성자로 바꾸는 작용
(정답률: 76%)
  • 원자로의 감속재는 중성자를 감속시켜서 원자핵과 충돌시키면서 열을 발생시키는 역할을 합니다. 따라서 감속재의 감속 능력이 클수록 효율적인 열생산이 가능합니다. 또한 고속 중성자를 열중성자로 바꾸는 작용도 중요하지만, 이는 감속재의 감속 능력과는 직접적인 연관이 없습니다. 따라서 거리가 먼 것은 "원자 질량이 클 것"입니다. 이는 원자핵과 충돌할 때 원자핵의 질량이 클수록 충돌 시간이 더 길어지기 때문에 감속 효과가 떨어지기 때문입니다.
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27. 송전선 현수 애자련의 연면 섬락과 가장 관계가 먼 것은?

  1. 현수 애자련의 개수
  2. 현수 애자련의 소손
  3. 분로리액터
  4. 철탑 접지 저항
(정답률: 69%)
  • 송전선 현수 애자련은 전기적으로 연결된 전선들을 지지하는 구조물이다. 분로리액터는 전력의 안정성을 유지하기 위해 전력망에 설치되는 장치로, 현수 애자련과는 직접적인 관련이 없다. 따라서, "분로리액터"가 가장 관계가 먼 것이다.
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28. 66[kV], 3상 1회선 송전선로의 1선의 리액턴스가 26[Ω], 전류가 300[A]일 때, %리액턴스는?

  1. 약 17.3[%]
  2. 약 20.5[%]
  3. 약 34.6[%]
  4. 약 49.0[%]
(정답률: 53%)
  • %리액턴스는 전압과 전류의 관계식에서 전압 대신 리액턴스를 사용하여 구한 값이다. 3상 1회선의 경우 전압은 66[kV]이므로, 전압 대신 리액턴스를 사용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    %리액턴스 = (리액턴스 × 전류 × 100) ÷ (전압 × √3)
    = (26[Ω] × 300[A] × 100) ÷ (66[kV] × √3)
    ≈ 20.5[%]

    따라서, 정답은 "약 20.5[%]"이다.
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29. 유황 곡선으로부터 알 수 없는 것은?

  1. 월별 하천 유량
  2. 하천의 유량 변동 상태
  3. 연간 총 유출량
  4. 평수량
(정답률: 52%)
  • 유황 곡선은 대기 중의 유황 농도와 관련된 것으로, 하천의 유량과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 "월별 하천 유량"은 유황 곡선으로부터 알 수 없는 것입니다.
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30. 송전단 전압 66kV, 수전단 전압 61kV인 송전선에서 수전단의 부하를 끊은 경우, 수전단 전압이 63kV라 하면 전압강하율은?

  1. 3.3[%]
  2. 4.8[%]
  3. 7.9[%]
  4. 8.2[%]
(정답률: 41%)
  • 전압강하율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전압강하율 = (송전단 전압 - 수전단 전압) / 송전단 전압 x 100

    여기서 송전단 전압은 66kV이고, 수전단 전압은 63kV이므로,

    전압강하율 = (66 - 63) / 66 x 100 = 4.5[%]

    하지만, 보기에서 주어진 답안 중에서는 4.5[%]가 없다. 따라서, 가장 가까운 값인 4.8[%]와 7.9[%] 중에서 선택해야 한다.

    그러나, 전압강하율은 전압이 강하게 떨어지는 경우에는 비례해서 증가하므로, 전압이 높은 경우에는 전압강하율이 상대적으로 작아진다. 따라서, 수전단 전압이 63kV인 경우에는 전압강하율이 4.5[%]보다 작을 것이다.

    그리고, 보기에서 주어진 답안 중에서는 3.3[%]이 너무 작고, 8.2[%]이 너무 크다. 따라서, 가장 적절한 답안은 4.8[%]보다는 크고, 7.9[%]보다는 작은 8.2[%]이다.
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31. 파동임피던스가 500[Ω]인 가공송전선 1㎞당의 인덕턴스 L과 정전용량 C는?

  1. L=1.67[mH/㎞], C=0.0067[μF/㎞]
  2. L=2.12[mH/㎞], C=0.0067[μF/㎞]
  3. L=1.67[mH/㎞], C=0.167[μF/㎞]
  4. L=2.12[mH/㎞], C=0.167[μF/㎞]
(정답률: 62%)
  • 가공송전선의 파동임피던스 Z는 Z = sqrt(L/C)이다. 이를 풀어서 정리하면 L = Z^2/C이다. 따라서 주어진 파동임피던스 500[Ω]와 정전용량 C=0.0067[μF/㎞]를 이용하여 L을 구하면 L = (500^2)/(0.0067*10^-6) = 1.67[mH/㎞]가 된다.
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32. 전력퓨즈(Power fuse)는 고압, 특고압기기의 주로 어떤 전류의 차단을 목적으로 설치하는가?

  1. 충전전류
  2. 부하전류
  3. 단락전류
  4. 영상전류
(정답률: 69%)
  • 전력퓨즈는 고압, 특고압기기에서 주로 단락전류를 차단하기 위해 설치됩니다. 단락전류는 전선이나 회로에서 직접적으로 연결되어 전류가 흐르는 경로가 생기는 것으로, 이는 고압, 특고압기기에서 매우 위험한 상황을 초래할 수 있습니다. 따라서 전력퓨즈는 이러한 위험을 예방하기 위해 설치되며, 단락전류가 발생하면 전류를 차단하여 안전을 유지합니다.
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33. 그림과 같은 계통을 노드 어드미턴스(node admittance) 행렬로 나타낼 때 모선 ②의 구동점 어드미턴스 Y22 및 모선 ①과 ②간의 전달 어드미턴스 Y12는? (단, 그림에 표시된 Z1, Z2, Z3는 선로의 원시 임피던스, ①, ②, ③은 모선번호를 표시한다.)

(정답률: 47%)
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34. 피뢰기에서 속류를 끊을 수 있는 최고의 교류 전압은?

  1. 정격전압
  2. 제한전압
  3. 차단전압
  4. 방전개시전압
(정답률: 49%)
  • 피뢰기에서 속류를 끊을 수 있는 최고의 교류 전압은 "정격전압"입니다. 이는 피뢰기가 설계된 전압 범위 내에서 안전하게 작동할 수 있는 최대 전압을 의미합니다. 따라서 정격전압 이상의 전압이 인가되면 피뢰기는 작동하지 않거나 손상될 수 있습니다. 제한전압은 피뢰기가 작동을 멈추는 전압을 의미하며, 차단전압은 전류를 차단하는 전압을 의미합니다. 방전개시전압은 방전이 시작되는 전압을 의미합니다.
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35. 송전전력, 부하역률, 송전거리, 전력손실, 선간전압을 동일하게 하였을 때 3상3선식에 의한 소요 전선량은 단상 2선식인 경우의 몇 [%]인가?

  1. 50[%]
  2. 67[%]
  3. 75[%]
  4. 87[%]
(정답률: 66%)
  • 3상3선식과 단상 2선식은 전압과 전류의 구성이 다르기 때문에 전력손실이 다르게 발생한다. 그러나 송전전력, 부하역률, 송전거리, 전력손실, 선간전압이 동일하다면 전류량은 전력과 반비례하기 때문에 전류량은 동일하다. 따라서 3상3선식과 단상 2선식의 전류량은 같다. 그러나 3상3선식은 3개의 전압과 전류가 있기 때문에 단상 2선식보다 전력이 1.5배 더 크다. 따라서 소요 전선량은 75%가 된다.
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36. 피뢰기가 구비하여야 할 조건으로 거리가 먼 것은?

  1. 충격방전 개시전압이 낮을 것
  2. 상용주파 방전개시전압이 낮을 것
  3. 제한전압이 낮을 것
  4. 속류의 차단능력이 클 것
(정답률: 72%)
  • 피뢰기는 번개가 발생할 때 발생하는 고전압을 분산시켜 지하로 유도하여 안전하게 흡수하는 역할을 합니다. 이를 위해서는 피뢰기가 충격방전을 일으켜야 하는데, 이를 위해서는 충격방전 개시전압이 낮아야 합니다. 또한, 상용주파 방전개시전압이 낮을수록 더 많은 전류를 유도하여 효율적인 방전이 가능해지므로, 이 역시 피뢰기가 구비해야 할 조건 중 하나입니다. 따라서 정답은 "상용주파 방전개시전압이 낮을 것"입니다.
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37. 그림과 같이 “수류가 고체에 둘러싸여 있고, A로부터 유입되는 수량과 B로부터 유출되는 수량이 같다“고 하는 이론은?

  1. 베르누이의 정리
  2. 연속의 원리
  3. 토리첼리의 정리
  4. 수두이론
(정답률: 77%)
  • 이 그림에서는 고체에 둘러싸인 수류의 양이 일정하게 유지되고 있습니다. 따라서 유입되는 수량과 유출되는 수량이 같다는 것은, 시간에 따라 변하지 않는 양이 유입되고 유출된다는 것을 의미합니다. 이는 연속의 원리에 해당합니다.
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38. 고장전류와 같은 대전류를 차단할 수 있는 것은?

  1. 단로기
  2. 선로개폐기
  3. 유입개폐기
  4. 차단기
(정답률: 76%)
  • 차단기는 전기 회로에서 흐르는 전류를 차단할 수 있는 장치입니다. 따라서 고장전류나 대전류와 같은 위험한 전류를 차단하여 전기적 안전을 유지할 수 있습니다. 반면, 단로기는 전류가 흐르지 않도록 회로를 단락시키는 역할을 하고, 선로개폐기와 유입개폐기는 회로를 개폐하여 전류의 유무를 제어하는 역할을 합니다. 따라서 이들은 고장전류나 대전류를 차단하는 기능을 갖추고 있지 않습니다.
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39. 발전기 또는 주변압기의 내부고장 보호용으로 가장 널리 쓰이는 것은?

  1. 과전류계전기
  2. 비율차동계전기
  3. 방향단락계전기
  4. 거리계전기
(정답률: 78%)
  • 비율차동계전기는 발전기나 주변압기의 내부 고장을 감지하기 위해 사용되는데, 이는 발전기나 주변압기의 전류와 전압을 측정하여 비율을 계산하고, 이 비율이 일정 범위를 벗어나면 내부 고장으로 간주하여 보호 작동을 하게 됩니다. 이 방식은 과전류나 방향단락 등의 고장뿐만 아니라, 전압강하나 불균형 등의 문제도 감지할 수 있어서 널리 사용되고 있습니다.
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40. 역률 0.8(지상)의 2800[kW] 부하에 전력용 콘덴서를 병렬로 접속하여 합성역률을 0.9로 개선하고자 할 경우, 필요한 전력용 콘덴서의 용량은?

  1. 약 372[kVA]
  2. 약 558[kVA]
  3. 약 744[kVA]
  4. 약 1116[kVA]
(정답률: 66%)
  • 합성역률은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    합성역률 = 유효전력 ÷ 피상전력

    지상역률이 0.8일 때, 유효전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    유효전력 = 피상전력 × 지상역률 = 2800 × 0.8 = 2240[kW]

    합성역률을 0.9로 개선하려면, 필요한 무효전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    무효전력 = 유효전력 × (1 ÷ 합성역률 - 1 ÷ 지상역률) = 2240 × (1 ÷ 0.9 - 1 ÷ 0.8) = 373.33[kVAR]

    따라서, 필요한 전력용 콘덴서의 용량은 약 373.33[kVAR]이다. 그러나, 콘덴서는 일반적으로 kVAR 단위로 제공되지 않고, kVA 단위로 제공된다. 따라서, 용량을 kVA 단위로 변환해야 한다.

    전압이 일정하다고 가정하면, 콘덴서의 용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    용량 = 무효전력 ÷ (전압 × √3) = 373.33 ÷ (380 × √3) ≈ 0.744[kVA]

    따라서, 필요한 전력용 콘덴서의 용량은 약 744[kVA]이다.
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3과목: 전기기기

41. 동기전동기에서 위상특성곡선은? (단, P는 출력, I는 전기자 전류, If는 계자전류, cosθ는 역률이라 한다.)

  1. P-I 곡선, If 일정
  2. P-If 곡선, I 일정
  3. If-I 곡선, P 일정
  4. If-I 곡선, cosθ 일정
(정답률: 64%)
  • 위상특성곡선은 P-If 곡선에서 If 값을 일정하게 유지하면서, 전기자 전류 I의 크기를 변화시켰을 때 출력 P와 역률 cosθ의 변화를 나타내는 곡선이다. 따라서, If-I 곡선은 If 값을 일정하게 유지하면서, 계자전류 If와 전기자 전류 I의 크기를 변화시켰을 때 출력 P의 변화를 나타내는 곡선이므로 정답이다.
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42. 동기발전기의 단락비는 기계의 특성을 단적으로 잘 나타내는 수치로서 , 동리정격에 대하여 단락비가 큰 기계가 갖는 특성이 아닌 것은?

  1. 동기 임피던스가 적어져 전압변동률이 좋으며, 송전선충전용량이 크다.
  2. 기계의 형태, 중량이 커지며, 철손, 기계손이 증가하고 가격도 비싸다.
  3. 과부하 내량이 크고 안정도가 좋다.
  4. 극수가 적은 고속기가 된다.
(정답률: 67%)
  • 극수가 적은 고속기가 된다는 이유는, 단락비가 큰 기계는 동기 임피던스가 작아져 전압변동률이 좋아지고, 송전선충전용량이 크기 때문에 고속회전이 가능해진다. 따라서 극수가 적은 고속기가 된다.
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43. 어떤 3상 농형유도전동기의 전전압 기동 토크는 전부하의 1.8배이다. 이 전동기에 기동보상기를 써서 전전압의 2/3로 낮추어 기동하며, 기동 토크는 전부하 T와 어떤 관계인가?

  1. 3.0T
  2. 0.8T
  3. 0.6T
  4. 0.3T
(정답률: 60%)
  • 전전압이 2/3로 낮아지면 전류는 2/3배로 증가하게 된다. 하지만 전력은 일정하므로 전압이 낮아지면 전류가 증가하면서 출력은 일정하게 유지된다. 따라서 기동 토크는 전부하의 2/3에 비례하게 된다. 따라서 기동 토크는 0.8T가 된다.
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44. SCR을 이용한 인버터 회로에서 SCR 이 도통 상태에 있을 때 부하전류가 20[A] 흘렀다. 게이트 동작 범위 내에서 전류를 1/2로 감소시키면 부하 전류는?

  1. 0[A]
  2. 10[A]
  3. 20[A]
  4. 40[A]
(정답률: 56%)
  • SCR은 일단 도통 상태에 들어가면 게이트 신호가 없어도 전류가 흐르게 된다. 따라서 게이트 동작 범위 내에서 전류를 감소시켜도 부하 전류는 여전히 20[A]가 흐르게 된다. 따라서 정답은 "20[A]"이다.
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45. 변압기를 V결선했을 때의 전용량은 변압기 1대 용량의 몇 배인가?

  1. 2
  2. √3
  3. √3/2
  4. 2/√3
(정답률: 70%)
  • 변압기의 전용량은 변압비와 입력전압에 비례한다. 변압비는 변압기의 기종에 따라 다르지만, 입력전압은 동일하다고 가정할 수 있다. 따라서 변압기를 V결선했을 때의 전용량은 변압기 1대 용량의 변압비와 같다.

    일반적으로 3상 변압기의 변압비는 √3:1 이다. 따라서 V결선으로 연결한 경우 전용량은 변압기 1대 용량의 √3 배가 된다.

    따라서 정답은 "√3" 이다.
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46. 직류분권 전동기의 정격전압 200[V], 전부하 전기자 전류 50[A], 전기자 저항 0.3[Ω]이다. 이 전동기의 기동전류를 전부하 전류의 1.7배로 하기 위한 기동 저항값은?

  1. 약 4[Ω]
  2. 약 3[Ω]
  3. 약 2[Ω]
  4. 약 1[Ω]
(정답률: 46%)
  • 기동전류를 전부하 전류의 1.7배로 하기 위해서는 전동기에 인가되는 전압을 증가시켜야 한다. 이때 전동기의 기동 저항을 증가시켜 전압을 감소시키면 된다.

    전동기의 기동전류는 전압과 저항에 의해 결정된다. 따라서 기동 저항을 R이라고 하면, 기동전류 I는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    I = V / (R + 전기자 저항)

    전동기의 정격전압은 200V이므로, 전압을 1.7배 증가시키기 위해서는 200V * 1.7 = 340V의 전압이 필요하다. 전기자 저항은 0.3Ω이므로, 전동기의 기동 저항 R을 구하기 위해서는 다음과 같은 방정식을 풀면 된다.

    50A = 340V / (R + 0.3Ω)

    이를 풀면 R = 약 2Ω이 된다. 따라서 정답은 "약 2[Ω]"이다.
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47. 변압기에 콘서베이터(Conservator)를 설치하는 목적은?

  1. 통풍방지
  2. 코로나 방지
  3. 오일의 열화방지
  4. 오일의 강제순환
(정답률: 75%)
  • 변압기 내부의 오일은 변압기의 정상적인 작동에 매우 중요한 역할을 합니다. 그러나 오일은 시간이 지남에 따라 열화되어 품질이 떨어지게 됩니다. 이러한 열화를 방지하기 위해 콘서베이터를 설치하여 오일의 산소와 수분 등의 공기 접촉을 최소화하고, 오일의 온도를 일정하게 유지하여 오일의 수명을 연장시키는 것입니다. 따라서 정답은 "오일의 열화방지"입니다.
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48. 직류발전기의 종류별 특성 설명 중 틀린 것은?

  1. 타여자발전기 : 전압강하가 적고 계자전압은 전기자 전압과 관계없이 설계된다.
  2. 분권발전기 : 타여자 발전기와 같이 전압변동률이 적고, 다른 여자전원이 필요 없다.
  3. 가동복권발전기 : 단자전압을 부하의 증감에 관계없이 거의 일정하게 유지할 수 있다.
  4. 차동복권발전기 : 부하의 변화에 따라 전압이 변화하지 않는 특성이 있는 발전기이다.
(정답률: 47%)
  • "차동복권발전기 : 부하의 변화에 따라 전압이 변화하지 않는 특성이 있는 발전기이다."가 틀린 것이다. 차동복권발전기는 부하의 변화에 따라 전압이 일정하게 유지되는 것이 아니라, 부하가 증가하면 전압이 감소하고, 부하가 감소하면 전압이 증가하는 특성을 가진다.
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49. 유도전동기에서 권선형 회전자에 비해 농형회전자의 특성이 아닌 것은?

  1. 구조가 간단하고 효율이 좋다.
  2. 견고하고 보수가 용 이하다.
  3. 중, 소형 전동기에 사용된다.
  4. 대용량에서 기동이 용이하다.
(정답률: 72%)
  • 농형회전자는 대용량에서 기동이 용이하다는 특성이 있습니다. 이는 권선형 회전자에 비해 회전자의 질량이 분산되어 있어서 회전 운동이 안정적이며, 회전 중에 발생하는 진동과 소음이 적어서 대용량의 부하를 안정적으로 처리할 수 있기 때문입니다.
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50. 변압기의 무부하시험, 단락시험에서 구할 수 없는 것은?

  1. 철손
  2. 전압변동률
  3. 동손
  4. 절연내력
(정답률: 68%)
  • 변압기의 무부하시험과 단락시험은 주로 전기적인 성능을 측정하는 시험이며, 철손과 동손은 변압기의 손실을 측정하는 것이고, 전압변동률은 변압기의 출력 전압 안정성을 측정하는 것입니다. 하지만 절연내력은 변압기의 절연 능력을 나타내는 것으로, 전기적인 성능만으로는 측정할 수 없습니다. 따라서 변압기의 절연내력을 측정하기 위해서는 별도의 절연시험이 필요합니다.
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51. 변압기의 내부고장에 대한 보호용으로 사용되는 계전기는 어느 것이 적당한가?

  1. 차동계전기
  2. 접지계전기
  3. 과전류계전기
  4. 역상계전기
(정답률: 66%)
  • 변압기의 내부고장은 일반적으로 차동보호를 사용하여 감지하고 차단하는 것이 적합합니다. 차동계전기는 변압기의 입출력 측의 전류 차이를 감지하여 내부 고장을 신속하게 감지하고 차단할 수 있기 때문입니다. 접지계전기는 접지 문제를 감지하고, 과전류계전기는 과전류 문제를 감지하며, 역상계전기는 전압 역상 문제를 감지합니다.
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52. 3000[V], 60[Hz], 8극, 100[kW] 3상 유도전동기의 전부하 2차 동손이 3[kW], 기계손 2[kW]라면 전부하 회전수는?

  1. 약 986[rpm]
  2. 약 967[rpm]
  3. 약 896[rpm]
  4. 약 874[rpm]
(정답률: 53%)
  • 전부하 = 100[kW] - 3[kW] - 2[kW] = 95[kW]
    전기출력 = √3 × 전압 × 전류 × 역률
    95[kW] = √3 × 3000[V] × 전류 × 0.8
    전류 = 40.312[A]
    전기주파수 = 60[Hz], 극수 = 8
    회전수 = (120 × 전기주파수) ÷ 극수 = (120 × 60) ÷ 8 = 900[rpm]
    동손과 기계손을 고려하여 실제 회전수는 다음과 같다.
    전력손실 = 3[kW] + 2[kW] = 5[kW]
    효율 = 전기출력 ÷ (전기출력 + 전력손실) = 95[kW] ÷ (95[kW] + 5[kW]) = 0.95
    실제 출력 = 전기출력 × 효율 = 95[kW] × 0.95 = 90.25[kW]
    회전수 = (120 × 전기주파수 × 효율) ÷ 극수 = (120 × 60 × 0.95) ÷ 8 ≈ 874[rpm]
    따라서, 정답은 "약 874[rpm]"이다.
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53. 유도 전동기로 동기 전동기를 기동하는 경우, 유도전동기의 극수는 동기기의 극수보다 2극 적은 것을 사용한다. 그 이유는? (단, s는 슬립, Ns는 동기속도이다.)

  1. 같은 극수로는 유도기는 동기속도보다 sNs 만큼 늦으므로
  2. 같은 극수로는 유도기는 동기속도보다 (1-s) 만큼 늦으므로
  3. 같은 극수로는 유도기는 동기속도보다 s 만큼 빠르므로
  4. 같은 극수로는 유도기는 동기속도보다 (1-s) 만큼 빠르므로
(정답률: 71%)
  • 유도 전동기는 회전자에 인가된 전류에 의해 회전하며, 이 때 회전자와 자기장 사이에 슬립(s)이 발생한다. 따라서 유도 전동기의 회전속도는 동기속도(Ns)보다 sNs 만큼 늦어진다. 이에 따라 유도 전동기의 극수는 동기기의 극수보다 2극 적은 것을 사용하여 동기 전동기와 회전속도를 맞추게 된다. 예를 들어, 동기 전동기의 극수가 4극이라면 유도 전동기의 극수는 2극이 되어야 한다. 이렇게 함으로써 유도 전동기와 동기 전동기의 회전속도 차이를 최소화할 수 있다. 따라서 정답은 "같은 극수로는 유도기는 동기속도보다 sNs 만큼 늦으므로"이다.
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54. 똑같은 두 권선을 주권선과 보조권선으로 사용한 분상기동형 단상유도전동기를 운전하려고 할 때 전원공급장치에 사용할 변압기의 결선방식은?

  1. Y 결선
  2. △ 결선
  3. V 결선
  4. T 결선
(정답률: 57%)
  • 분상기동형 단상유도전동기는 두 개의 권선을 사용하므로, 전원공급장치에 사용할 변압기의 결선방식은 두 개의 권선을 각각 T 결선으로 연결해야 합니다. T 결선은 선간 전압이 높아지는 △ 결선과 달리, 선간 전압이 낮아지는 방식으로 권선의 안정성을 높일 수 있습니다. 따라서 T 결선이 가장 적합한 결선방식입니다.
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55. 직류전동기의 규약효율은 어떤 식으로 표현 되는가?

  1. (출력/입력)×100[%]
  2. (입력/(입력＋손실))×100[%]
  3. (출력/(출력＋손실))×100[%]
  4. ((입력-손실)/입력))×100[%]
(정답률: 68%)
  • 직류전동기의 규약효율은 입력된 전력에서 발생한 출력 전력과 손실된 전력의 비율로 나타내기 때문에 ((입력-손실)/입력))×100[%]으로 표현됩니다. 이는 입력 전력에서 손실된 전력을 빼고 남은 출력 전력을 입력 전력으로 나눈 후 100을 곱한 값으로, 전체 입력 전력 중 실제로 유용하게 사용되는 전력의 비율을 나타내는 지표입니다.
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56. 비례추이를 하는 전동기는?

  1. 단상 유도전동기
  2. 권선형 유도전동기
  3. 동기 전동기
  4. 정류자 전동기
(정답률: 71%)
  • 권선형 유도전동기는 회전자와 고정자 사이에 권선형 코일을 놓고, 권선에 전류를 흐르게 함으로써 자기장을 발생시키고 회전자를 움직입니다. 이 때, 전류의 크기와 회전자의 속도가 비례하므로 비례추이를 할 수 있습니다. 따라서 권선형 유도전동기는 비례추이를 하는 전동기입니다.
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57. 유도기전력의 크기가 서로 같은 A, B 2대의 동기발전기를 병렬 운전할 때, A 발전기의 유기기전력 위상이 B보다 앞설 때 발생하는 현상이 아닌 것은?

  1. 동기화 전류가 흐른다.
  2. 동기화력이 발생한다.
  3. B가 A에 전력을 공급한다.
  4. A의 회전속도가 감소한다.
(정답률: 57%)
  • 정답: A의 회전속도가 감소한다.

    설명: 유도기전력의 크기가 서로 같은 경우, 유기기전력 위상 차이가 발생하면 동기화 전류가 흐르고 동기화력이 발생한다. 이 때, 전류는 A와 B 발전기 모두에서 흐르며, 전력은 A와 B 발전기 간에 균등하게 분배된다. 따라서 B가 A에 전력을 공급하는 현상이 발생한다. A의 회전속도가 감소하는 현상은 유기기전력의 크기가 다른 경우에 발생한다.
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58. 차동 복권 발전기를 분권기로 하려면 어떻게 하여야 하는가?

  1. 분권계자를 단락시킨다.
  2. 직권계자를 단락시킨다.
  3. 분권계자를 단선시킨다.
  4. 직권계자를 단선시킨다.
(정답률: 65%)
  • 차동 복권 발전기를 분권기로 하기 위해서는 중앙 집권적인 직권계자를 단락시켜야 합니다. 이는 분권화를 위해 중앙 집권적인 권한을 지닌 직권계자를 제거하고 지역적인 분권계자들이 권한을 가지도록 함으로써 지역사회의 자율성을 높이는 것을 의미합니다.
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59. 다음 설명 중 잘못된 것은?

  1. 전동차용 전동기는 직권전동기를 쓴다.
  2. 승용 엘리베이터는 워드-레오나드 방식이 사용된다.
  3. 기중기용 전동기는 직류분권 전동기를 쓴다.
  4. 크레인, 엘리베이터 등은 가동복권전동기를 쓴다.
(정답률: 51%)
  • 잘못된 설명은 "크레인, 엘리베이터 등은 가동복권전동기를 쓴다." 입니다.

    기중기용 전동기는 직류분권 전동기를 사용하는 이유는 기중기의 작동 방식과 직류분권 전동기의 특성이 잘 맞기 때문입니다. 직류분권 전동기는 속도와 토크를 조절하기 쉽고, 작은 크기로도 큰 출력을 내기 때문에 기중기에 적합합니다.

    승용 엘리베이터는 워드-레오나드 방식을 사용하는 이유는 이 방식이 안전하고 부드러운 움직임을 제공하기 때문입니다.

    전동차용 전동기는 직권전동기를 사용하는 이유는 직류전동기가 고속 운전에 적합하고, 속도와 토크를 조절하기 쉽기 때문입니다.
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60. 동기 발전기에서 유기기전력과 전기자 전류가 동상인 경우의 전기자반작용은?

  1. 감자작용
  2. 증자작용
  3. 교차 자화작용
  4. 직축 반작용
(정답률: 68%)
  • 동기 발전기에서 유기기전력과 전기자 전류가 동상인 경우, 전기자의 자화력과 유기기전력이 서로 상쇄되어 전기자의 자화력이 감소하게 됩니다. 이때 전기자의 자화력이 감소하면서 자기장의 방향이 바뀌게 되는데, 이러한 상황에서 전기자와 자기장 사이에 상호작용이 발생하면서 교차 자화작용이 일어나게 됩니다. 이는 전기자와 자기장 사이에 일어나는 상호작용 중 가장 일반적인 형태로, 전기자의 자화력이 감소하면서 자기장의 방향이 바뀌는 것을 의미합니다. 따라서 정답은 "교차 자화작용"입니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 어느 시퀀스 제어시스템의 내부 상태가 9가지로 바뀐다면 이를 설계할 때 필요한 플립플롭의 최소 개수는?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 54%)
  • 9가지 상태를 표현하기 위해서는 4개의 비트가 필요하다. 따라서 최소 4개의 플립플롭이 필요하다. 3개의 플립플롭으로는 2^3=8가지 상태만 표현할 수 있기 때문이다. 5개나 6개의 플립플롭은 불필요한 비용이 들어가므로 최소 개수인 4개의 플립플롭으로 설계하는 것이 바람직하다.
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62. K/(s＋a) 인 전달함수를 신호 흐름선도로 표시하면?

(정답률: 66%)
  • 전달함수 K/(s+a)는 입력신호를 s+a로 나누어 출력신호로 전달하는 것을 의미합니다. 이때 s+a는 1차원 미분방정식의 해로서, 시간이 지남에 따라 지수적으로 감소하는 함수입니다. 따라서 입력신호가 시간이 지남에 따라 감소하면, 출력신호도 같은 방향으로 감소하게 됩니다. 이러한 특성을 고려하면, 정답은 ""입니다.
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63. 다음 중 Z변환함수 3z/(z-e-3t)에 대응되는 라플라스 변환 함수는?

  1. 1/(s＋3)
  2. 3/(s-3)
  3. 1/(s-3)
  4. 3/(s＋3)
(정답률: 66%)
  • Z 변환과 라플라스 변환은 서로 다른 도메인에서 함수를 표현하는 것이기 때문에 직접적인 대응이 존재하지 않습니다. 하지만, Z 변환과 라플라스 변환은 각각 시간 영역과 복소 평면에서의 함수를 다루는 것이므로, 이 둘 간의 대응을 찾기 위해서는 Z 변환과 라플라스 변환의 기본적인 성질을 이용해야 합니다.

    먼저, 주어진 Z 변환 함수 3z/(z-e-3t)를 분수 분해합니다. 이를 위해서는 분모의 근을 구해야 합니다. z-e-3t=0에서 z=e-3t 이므로, 분모의 근은 e-3t입니다. 따라서, 분수 분해를 하면 다음과 같습니다.

    3z/(z-e-3t) = A/(z-e-3t) + B

    여기서 A와 B는 상수입니다. 이제, 양변에 z-e-3t를 곱해주면 다음과 같습니다.

    3z = A + B(z-e-3t)

    z=0을 대입하면, A=0입니다. z=e-3t를 대입하면, B=3/e-3t입니다. 따라서, 원래의 Z 변환 함수는 다음과 같이 분해됩니다.

    3z/(z-e-3t) = 3/(1-e-3t z^-1)

    이제, 이 함수에 대응되는 라플라스 변환 함수를 구해야 합니다. 이를 위해서는 라플라스 변환의 기본적인 성질 중 하나인 시간 미분과 라플라스 변환 간의 관계를 이용합니다. 즉, 시간 미분은 라플라스 변환에서 s를 곱하는 것과 같습니다. 따라서, 위의 Z 변환 함수를 라플라스 변환으로 바꾸면 다음과 같습니다.

    3/(1-e-3t z^-1) = 3/(s+3)

    따라서, 정답은 "3/(s+3)"입니다.
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64. 다음 중 Routh 안정도 판별법에서 그림과 같은 제어가 안정되기 위한 K의 값으로 적합한 것은?

  1. 1
  2. 3
  3. 5
  4. 7
(정답률: 61%)
  • Routh 안정도 판별법에서는 제어계수의 모든 값이 양수여야 안정적인 시스템이 된다.

    위 그림에서 Routh 배열을 구하면 다음과 같다.

    |s^3|1|0|
    |---|---|---|
    |s^2|2K-1|1|
    |s^1|K-2|0|
    |s^0|1|0|

    이때, 첫 번째 열의 값인 1, 2K-1, K-2, 1이 모두 양수여야 안정적인 시스템이 된다.

    따라서 K는 1보다 커야 하며, 3, 5, 7은 모두 첫 번째 열의 값 중 하나 이상이 음수이므로 안정적인 시스템이 아니다.

    따라서 정답은 1이다.
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65. 다음 특성 방정식 중에서 안정된 시스템인 것은?

  1. s4＋3s3-s2＋s＋10=0
  2. 2s3＋3s2＋4s＋5=0
  3. s4-2s3-3s2＋4s＋5=0
  4. s5＋s3＋2s2＋4s＋3=0
(정답률: 77%)
  • 안정된 시스템의 특성 방정식은 모든 근의 실수부가 음수이어야 합니다. 따라서, "2s3＋3s2＋4s＋5=0"이 안정된 시스템의 특성 방정식인 이유는 모든 근이 실수이고, 이 중에서도 모든 근의 실수부가 음수인 근이 존재하기 때문입니다.
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66. 다음 중 논리식 를 간단히 하면?

(정답률: 70%)
  • 간단하게 식을 정리하면 이 된다. 이유는 논리식에서 NOT 연산자가 붙어있는 부분을 먼저 계산하면 이 되고, 이를 AND 연산자로 묶어주면 가 된다.
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67. G(s)=1/(5s＋1)일 때, 보드선도에서 절점 주파수 ω0는?

  1. 0.2[rad/sec]
  2. 0.5[rad/sec]
  3. 2[rad/sec]
  4. 5[rad/sec]
(정답률: 61%)
  • G(s)의 분모는 5s+1이므로, s=-0.2일 때 분모가 0이 된다. 따라서 절점 주파수 ω0는 0.2[rad/sec]이다.
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68. G(s)H(s) = 의 이득여유는?

  1. 20[dB]
  2. -20[dB]
  3. 0[dB]
  4. ∞[dB]
(정답률: 63%)
  • 주어진 전달함수 G(s)H(s)의 이득여유는 0[dB]이다. 이유는 분모 다항식과 분자 다항식의 차수가 같기 때문에, 전달함수의 이득여유는 분자 다항식의 최고차항 계수와 분모 다항식의 최고차항 계수가 서로 상쇄되어 1이 되기 때문이다. 따라서 이득여유는 20log(1) = 0[dB]이 된다.
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69. 어떤 제어시스템이 G(s)H(s) = 일 때, 근궤적의 수는?

  1. 1
  2. 3
  3. 5
  4. 7
(정답률: 73%)
  • 근궤적의 수는 시스템의 근의 개수와 같다. 따라서 G(s)H(s)의 근의 개수를 구하면 된다.

    G(s)H(s) = = (s+1)(s+2)(s+3)(s+4)(s+5)

    따라서 근의 개수는 5개이므로, 정답은 "5"이다.
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70. G(jω) = 일 때 |G(jω)|, 와 ∠G(jω)는?

  1. |G(jω)| =
  2. |G(jω)| =
  3. |G(jω)| =
  4. |G(jω)| =
(정답률: 60%)
  • |G(jω)|는 주파수 응답의 크기를 나타내는 것이므로, 주어진 G(jω)의 크기를 계산하면 된다.

    |G(jω)| = √( (2ω)^2 + (ω^2 - 1)^2 )

    ∠G(jω)는 주파수 응답의 위상을 나타내는 것이므로, 주어진 G(jω)의 위상각을 계산하면 된다.

    ∠G(jω) = tan^-1(2ω / (ω^2 - 1))

    따라서 정답은 "|G(jω)| = "이다. 이유는 주어진 G(jω)의 크기와 위상각을 계산하면, 위의 식과 같은 결과가 나오기 때문이다.
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71. 분포정수회로에서 저항 0.5[Ω/km], 인덕턴스가 1[μH/km], 정전용량 6[㎌/km], 길이 10[km]인 송전선로에서 무왜형선로가 되기 위한 컨덕턴스는?

  1. 1[℧/km]
  2. 2[℧/km]
  3. 3[℧/km]
  4. 4[℧/km]
(정답률: 64%)
  • 무왜형선로란 전압이 일정한 상태에서 전류가 흐르는 선로를 말한다. 이를 위해서는 전압강하가 없어야 하므로, 전압강하를 일으키는 원인들을 제거해야 한다. 즉, 저항, 인덕턴스, 정전용량 등의 원인들을 제거해야 한다.

    컨덕턴스는 전류가 흐를 때 발생하는 전압강하를 나타내는 값으로, 저항의 역수이다. 따라서, 저항이 작을수록 컨덕턴스는 커지게 된다. 또한, 인덕턴스와 정전용량은 전류가 흐를 때 발생하는 전압강하를 나타내므로, 이 값들이 작을수록 무왜형선로에 가까워진다.

    따라서, 저항이 0.5[Ω/km]이고, 인덕턴스가 1[μH/km], 정전용량이 6[㎌/km]인 송전선로에서 무왜형선로가 되기 위해서는 컨덕턴스가 커져야 한다. 따라서, 보기 중에서 컨덕턴스가 가장 큰 값인 "3[℧/km]"이 정답이 된다.
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72. 다음의 회로 단자 a, b에 나타나는 전압은?

  1. 3.6[V]
  2. 8.4[V]
  3. 10[V]
  4. 16[V]
(정답률: 66%)
  • 회로의 전압 분배 법칙에 따라, 전압이 연결된 저항의 비율에 따라 분배된다.

    따라서, a와 b 사이의 전압은 전체 전압 12[V]의 3/5에 해당하는 7.2[V]이다.

    그리고 b와 c 사이의 전압은 전체 전압 12[V]의 2/5에 해당하는 4.8[V]이다.

    따라서, a와 c 사이의 전압은 7.2[V] + 4.8[V] = 12[V]이다.

    하지만, a와 c 사이에 1kΩ의 저항이 있으므로, 전압이 다시 분배된다.

    a와 c 사이의 전압은 전체 전압 12[V]의 1/3에 해당하는 4[V]이다.

    따라서, 정답은 4[V] × 2.1 = 8.4[V]이다.
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73. R-L 직렬 회로에서 L=30[mH], R=10[Ω]일 때 이 회로의 시정수는?

  1. 3[ms]
  2. 3×10-1[ms]
  3. 3×10-2[ms]
  4. 3×10-3[ms]
(정답률: 41%)
  • 시정수는 R-L 직렬 회로의 시간 상수인 τ=L/R로 계산할 수 있습니다. 따라서, τ=30[mH]/10[Ω]=3[ms]가 됩니다. 따라서 정답은 "3[ms]"입니다.
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74. 대칭 3상 Y결선 부하에서 각 상의 임피던스가 16＋j12[Ω]이고 부하전류가 10[A]일 때 부하의 선간전압은?

  1. 235.4[V]
  2. 346.4[V]
  3. 456.7[V]
  4. 524.4[V]
(정답률: 71%)
  • 부하의 선간전압은 각 상의 전압 차이를 구한 후 더해준 값이다. 대칭 3상 Y결선에서 각 상의 전압은 부하전압과 같으므로, 각 상의 전압은 10[A] x 16＋j12[Ω] = 160＋j120[V] 이다. 이를 복소수 형태로 나타내면 200∠36.87°[V] 이다. 이제 각 상의 전압 차이를 구해보면,

    Vab = 200∠36.87°[V] - 200∠-83.13°[V] = 346.4∠60°[V]

    따라서 부하의 선간전압은 346.4[V] 이다.
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75. 다음과 같은 회로가 정저항 회로가 되기 위한 저항 R의 값은?

  1. 8.2[Ω]
  2. 14.1[Ω]
  3. 20[Ω]
  4. 28[Ω]
(정답률: 58%)
  • 정전압 회로에서 전압은 저항비에 비례하므로, R1과 R2의 합이 전체 저항값인 28Ω가 되도록 R2의 값을 구한다.

    R2 = (전압-전압×R1/전압) / 전류 = (9-9×220/1000) / 0.3 = 1.47kΩ

    따라서 R2와 R의 병렬 저항값이 20Ω이 되도록 R을 구한다.

    1/R = 1/R2 + 1/20
    1/R = 1/1470 + 1/20
    1/R = 0.0006802721
    R = 1/0.0006802721 = 14.1Ω

    따라서 정답은 "14.1[Ω]"이다.
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76. 어떤 회로에 E=100＋j20[V]인 전압을 가했을 때 I=4＋j3[A]인 전류가 흘렀다면 이 회로의 임피던스는?

  1. 19.5＋j3.9[Ω]
  2. 18.4-j8.8[Ω]
  3. 17.3-j8.5[Ω]
  4. 15.3＋j3.79[Ω]
(정답률: 70%)
  • 임피던스는 전압과 전류의 비율로 정의됩니다. 따라서 임피던스는 Z = E/I로 구할 수 있습니다. 여기서 E = 100+j20[V], I = 4+j3[A] 이므로,

    Z = E/I = (100+j20)/(4+j3) = (100+j20)(4-j3)/(4^2+3^2) = (400+260j-60)/(16+9) = 18.4-j8.8[Ω]

    따라서, 정답은 "18.4-j8.8[Ω]" 입니다.
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77. 기본파의 전압이 100[V], 제3고조파 전압이 40[V], 제5고조파 전압이 30[V]일 때 이 전압파의 왜형률은?

  1. 10[%]
  2. 20[%]
  3. 30[%]
  4. 50[%]
(정답률: 63%)
  • 왜형률은 제1고조파의 진폭으로 나눈 값에 100을 곱한 것이다. 따라서, 이 문제에서는 제1고조파의 진폭을 구해야 한다.

    제1고조파의 진폭은 전압의 효과적인 값 (RMS)에서 제3고조파와 제5고조파의 진폭의 제곱의 합의 제곱근을 뺀 값이다.

    전압의 효과적인 값은 기본파와 제3고조파, 제5고조파의 전압의 제곱의 평균의 제곱근이다.

    전압의 효과적인 값 = √[(100² + 40² + 30²)/3] = 81.65[V]

    제1고조파의 진폭 = √[81.65² - (40² + 30²)] = 64.81[V]

    따라서, 왜형률은 (64.81/100) x 100 = 64.81% 이다. 이 값은 가장 가까운 보기인 "50%"와 차이가 있으므로, 정답은 "50%"가 아니다.
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78. 최대값이 Em인 정현파의 파형률은?

  1. 1
  2. 1.11
  3. 1.41
  4. 2
(정답률: 52%)
  • 정현파의 파형률은 최대값과 최소값의 비율로 정의됩니다. 이 문제에서 최대값이 Em이므로, 파형률은 Em/최소값 입니다. 주어진 보기에서 최소값은 Em/1.41 이므로, 파형률은 Em/(Em/1.41) = 1.41 입니다. 하지만 문제에서 원하는 답은 1.11 이므로, 이는 보기에서 잘못 입력된 값입니다. 따라서 이 문제는 잘못된 문제입니다.
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79. 1-cosω를 라플라스 변환하면?

(정답률: 49%)
  • 라플라스 변환의 정의에 따라, 1-cosω의 라플라스 변환은 ∫[0,∞] e^(-st)(1-cosωt)dt 이다. 이를 계산하면,

    ∫[0,∞] e^(-st)(1-cosωt)dt = ∫[0,∞] e^(-st)dt - ∫[0,∞] e^(-st)cosωtdt

    두 번째 항은 라플라스 변환 표에서 cosωt의 라플라스 변환 값인 s/(s^2+ω^2)을 대입하여 계산할 수 있다.

    따라서,

    ∫[0,∞] e^(-st)(1-cosωt)dt = [lim as t→∞ (-e^(-st))/s - lim as t→0 (-e^(-st))/s] - [s/(s^2+ω^2)]

    = 1/s - 1/(s^2+ω^2)

    이므로, 정답은 "" 이다.
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80. R=10[㏀], L=10[mH], C=1[㎌]인 직렬회로에 크기가 100[V]인 교류전압을 인가할 때 흐르는 최대 전류는? (단, 교류전압의 주파수는 0에서 무한대 까지 변화한다.)

  1. 0.1[㎃]
  2. 1[㎃]
  3. 5[㎃]
  4. 10[㎃]
(정답률: 53%)
  • 이 직렬회로는 공진주파수에서 최대 전류가 흐르게 된다. 공진주파수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    공진주파수 = 1 / (2π√(LC))

    여기에 R, L, C의 값을 대입하면 공진주파수는 약 1592[Hz]가 된다.

    따라서, 주파수가 1592[Hz]일 때 최대 전류를 구하면 된다. 이 때, 임피던스는 다음과 같이 계산된다.

    Z = √(R² + (ωL - 1/ωC)²)

    여기에 주파수가 1592[Hz]일 때의 값을 대입하면, 임피던스는 약 10[Ω]가 된다.

    따라서, 전류는 V/Z로 계산하면 최대 전류는 약 10[㎃]가 된다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 지중 또는 수중에 시설되는 금속체의 부식 방지를 위한 전기부식방지 회로의 사용전압은 직류 몇 [V] 이하로 하여야 하는가?

  1. 24[V]
  2. 48[V]
  3. 60[V]
  4. 100[V]
(정답률: 64%)
  • 전기부식방지 회로는 금속체의 부식을 방지하기 위해 전기적으로 금속체를 보호하는 역할을 합니다. 이 회로에서 사용되는 전압은 금속체의 부식을 방지하기 위해 충분한 전압이 필요합니다. 일반적으로 지중 또는 수중에서 사용되는 전기부식방지 회로의 사용전압은 60V 이하로 설정됩니다. 이는 충분한 전압을 제공하면서도 안전한 수준을 유지하기 위함입니다. 따라서 정답은 "60[V]" 입니다.
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82. 가요전선관공사에 의한 저압 옥내배선의 방법으로 틀린 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 가요전선관 안에는 전선의 접속점이 없어야 한다.
  2. 1종 금속제 가요전선관의 두께는 0.6㎜ 이상이어야 한다.
  3. 전선은 연선이어야 하나, 단면적 10mm2 이하는 단선을 사용하여도 된다.
  4. 저압 옥내배선의 사용전압이 400[V] 미만인 경우 제3종 접지공사를 한다.
(정답률: 64%)
  • 정답은 "1종 금속제 가요전선관의 두께는 0.6㎜ 이상이어야 한다." 이다. 이유는 가요전선관은 전기적으로 접지되어 있지 않기 때문에 전기적 충격을 방지하기 위해 충분한 두께가 필요하다. 따라서 1종 금속제 가요전선관의 두께는 0.6㎜ 이상이어야 한다.
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83. 변압기의 고압측 1선 지락전류가 60[A]라 할 때 제2종 접지 저항값은 최대 몇 [Ω]인가?(단, 2초 이내에는 자동적으로 고압전로를 차단하는 장치가 없다고 한다.)

  1. 2.5[Ω]
  2. 5[Ω]
  3. 7.5[Ω]
  4. 10[Ω]
(정답률: 37%)
  • 고압측 1선 지락전류가 발생하면, 접지된 땅을 통해 전류가 흐르게 된다. 이때 접지 저항값이 작을수록 전류가 많이 흐르게 되어 위험하다. 따라서 최대 전류 60[A]를 감당할 수 있는 접지 저항값을 구해야 한다.

    접지 저항값은 전압과 전류, 접지 저항값의 관계인 오옴의 법칙을 이용하여 구할 수 있다. 고압측 1선의 전압은 변압기의 고압측 전압과 같다고 가정하면, 변압기의 고압측 전압은 보통 22.9[kV] 정도이다. 따라서 오옴의 법칙에 따라 접지 저항값은 22.9[kV] / 60[A] = 381.7[Ω] 이다.

    하지만 이 값은 너무 크기 때문에, 안전을 위해 전압을 낮추는 변압기를 사용하거나, 접지 저항값을 줄이는 등의 대책이 필요하다. 일반적으로 제2종 접지 시스템에서는 접지 저항값을 10[Ω] 이하로 유지해야 하지만, 이 문제에서는 자동 차단 장치가 없다고 가정했으므로, 접지 저항값을 5[Ω] 이하로 유지해야 한다.

    따라서 정답은 "2.5[Ω]" 이다. 이 값은 최대 전류 60[A]를 감당할 수 있으며, 안전을 위한 여유도 있기 때문에 적절한 값이다.
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84. 저압 옥내 배선을 합성수지관공사에 의하여 실시하는 경우 사용할 수 있는 전선의 단면적은 최대 몇 mm2인가?

  1. 2.5mm2
  2. 4mm2
  3. 6mm2
  4. 10mm2
(정답률: 44%)
  • 합성수지관은 내열성, 내약품성, 내부식성 등의 우수한 물성을 가지고 있어 전기 배선에 많이 사용됩니다. 이 때문에 합성수지관으로 배선을 할 경우, 전선의 단면적이 일반적인 배선보다 크게 나와야 합니다. 이 문제에서는 최대 단면적을 묻고 있으므로, 10mm2이 답이 됩니다.
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85. 고압 또는 특고압 전로 중 기계기구 및 전선을 보호하기 위하여 필요한 곳에 시설하여야 하는 것은?

  1. 콘덴서형 변성기
  2. 동기조상기
  3. 과전류 차단기
  4. 영상변류기
(정답률: 72%)
  • 고압 또는 특고압 전로에서는 전류가 매우 강하므로 기계기구나 전선이 과부하되어 손상될 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 과전류 차단기를 설치합니다. 과전류 차단기는 전류가 과다하게 흐를 때 자동으로 차단하여 기계기구나 전선을 보호합니다. 따라서 고압 또는 특고압 전로에서는 과전류 차단기를 필수적으로 설치해야 합니다.
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86. 고압 가공전선에 케이블을 사용하는 경우의 조가용선 및 케이블의 피복에 사용하는 금속체에는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 58%)
  • 고압 가공전선에 케이블을 사용하는 경우, 조가용선과 케이블의 피복에는 제3종 접지공사를 해야 합니다. 이는 전기적 안전을 위한 것으로, 제3종 접지공사는 전기적으로 중립화된 지반에 접지선을 연결하여 전기적 위험을 최소화하는 방법입니다. 제1종 접지공사와 제2종 접지공사는 저압 전선에 사용되는 것으로, 고압 가공전선에는 적용되지 않습니다. 특별 제3종 접지공사는 특수한 경우에 사용되는 것으로, 이 문제와는 무관합니다.
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87. 가로등, 경기장, 공장, 아파트 단지 등의 일반 조명을 위하여 시설하는 고압방전등은 그 효율이 몇 [lm/W] 이상의 것이어야 하는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 30[lm/W]
  2. 50[lm/W]
  3. 70[lm/W]
  4. 100[lm/W]
(정답률: 68%)
  • 고압방전등은 일반 조명용으로 사용되는데, 이는 대부분 길이가 긴 거리나 넓은 면적을 밝히기 위해 사용됩니다. 따라서 효율이 높은 고압방전등이 필요하며, 이를 위해 국제전기기술협회(IEC)에서는 고압방전등의 효율 기준을 70[lm/W] 이상으로 정하고 있습니다. 따라서 정답은 "70[lm/W]" 입니다.
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88. 저고압 가공전선이 철도를 횡단하는 경우 레일면상 높이는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 4[m]
  2. 5[m]
  3. 5.5[m]
  4. 6.5[m]
(정답률: 73%)
  • 저고압 가공전선은 철도를 횡단할 때 레일면과 충돌하지 않도록 안전거리를 유지해야 한다. 이 안전거리는 철도의 레일면과 전선의 최하부 사이의 거리로 정의된다. 이 거리는 철도의 레일면과 전선의 최대 허용 높이차에 따라 결정된다.

    따라서, 저고압 가공전선이 철도를 횡단하는 경우 레일면상 높이는 최소 6.5m 이상이어야 한다. 이는 전선의 최하부와 철도의 레일면 사이의 안전거리를 유지하기 위한 기준값이다.

    따라서, 정답은 "6.5[m]"이다.
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89. 고압 가공 전선로와 기설 가공약전류 전선로가 병행되는 경우에는 유도작용에 의하여 통신상의 장해가 발생하지 않도록 전선과 기설 가공약전류 전선간의 이격거리는 최소 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 0.5 m
  2. 1 m
  3. 1.5 m
  4. 2 m
(정답률: 40%)
  • 고압 가공 전선로와 기설 가공약전류 전선로가 병행되는 경우에는 유도작용에 의해 전선과 기설 가공약전류 전선간에 전자기장이 발생하게 된다. 이 때, 이격거리가 너무 가까우면 전자기장이 서로 간섭하여 통신상의 장해가 발생할 수 있다. 따라서, 이격거리는 최소 2m 이상이어야 한다.
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90. 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선으로 연선을 사용할 경우에는 소선이 최소 몇 가닥 이상이어야 하는가?

  1. 3가닥
  2. 4가닥
  3. 5가닥
  4. 6가닥
(정답률: 76%)
  • 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선은 안전상의 이유로 연선을 사용해야 한다. 연선은 가공전선로의 중량을 지탱하는 역할을 하기 때문에 충분한 강도를 갖추어야 한다. 따라서, 연선은 최소 3가닥 이상으로 구성되어야 안전하다. 3가닥 이하로 구성된 연선은 중량에 대한 충분한 강도를 갖추지 못하기 때문에 사용할 수 없다.
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91. 사용전압 480[V]인 옥내 저압 절연전선을 애자사용공사에 의해서 점검할 수 없는 은폐장소에 시설하는 경우 전선 상호 간의 간격은 몇 ㎝ 이상이어야 하는가?

  1. 6㎝
  2. 10㎝
  3. 12㎝
  4. 15㎝
(정답률: 51%)
  • 사용전압 480[V]인 옥내 저압 절연전선의 경우, 전기적으로 안전한 간격을 유지하기 위해 전선 상호 간의 간격은 최소 6㎝ 이상이어야 한다. 이는 전선 간의 절연을 유지하고 전기적으로 안전한 거리를 유지하기 위함이다. 따라서 정답은 "6㎝"이다.
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92. 전력보안 가공통신선의 설치 높이를 규정한 것 중 틀린 것은?

  1. 도로위에 시설하는 경우는 지표상 4.5m 이상
  2. 철도를 횡단하는 경우는 궤도면상 6.5m 이상
  3. 횡단보도교 위에 시설하는 경우는 노면상 3m 이상
  4. 위 세 가지 이외의 경우는 지표상 3.5m 이상
(정답률: 57%)
  • "도로위에 시설하는 경우는 지표상 4.5m 이상"이 틀린 것입니다. 이유는 도로 위에 설치되는 가공통신선은 교통안전을 위해 최소한의 높이를 유지해야 하기 때문입니다. 따라서 도로 위에 시설하는 경우는 지표상 3.5m 이상으로 규정되어 있습니다.
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93. 지중전선이 지중약전류 전선 등과 접근하거나 교차하는 경우에 상호 간의 이격거리가 저압 또는 고압의 지중전선이 몇 [㎝] 이하인 때에는 지중전선과 지중약전류 전선 등 사이에 견고한 내화성의 격벽(隔璧)을 설치하여야 하는가?

  1. 10[㎝]
  2. 20[㎝]
  3. 30[㎝]
  4. 60[㎝]
(정답률: 58%)
  • 지중전선과 지중약전류 전선 등이 접근하거나 교차할 때, 이격거리가 너무 가까우면 전기적으로 상호작용하여 안전사고가 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 이격거리를 충분히 확보해야 합니다. 이 문제에서는 이격거리가 몇 [㎝] 이하일 때 격벽을 설치해야 하는지 물어보고 있습니다. 따라서 정답은 이격거리가 30[㎝] 이하일 때 격벽을 설치해야 한다는 것입니다.
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94. 용량이 몇 kVA 이상인 조상기에는 그 내부에 고장이 생긴 경우에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 하여야 하는가?

  1. 1000kVA
  2. 5000kVA
  3. 10000kVA
  4. 15000kVA
(정답률: 66%)
  • 용량이 클수록 전기적인 에너지가 많이 축적되어 있기 때문에 고장이 생길 경우에 큰 사고가 발생할 가능성이 높아집니다. 따라서 15000kVA 이상의 조상기에는 자동 차단 장치를 설치하여 안전을 보장해야 합니다.
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95. 저압 또는 고압 가공전선이 도로에 접근상태로 시설되는 경우 잘못된 것은?

  1. 저압 가공전선이 도로에 접근하는 경우는 2[m] 이상을 이격하여야 한다.
  2. 저압 가공전선이 도로와의 수평 이격거리가 1[m] 이상인 경우는 예외 조항을 적용할 수 있다.
  3. 고압 가공전선로는 고압 보안공사에 기준하여 시설한다.
  4. 고압 가공전선은 저압 전차선로의 지지물과 60[㎝]를 이격하여야 한다.
(정답률: 28%)
  • 저압 가공전선이 도로에 접근하는 경우는 안전을 위해 2[m] 이상의 이격거리를 유지해야 합니다. 이는 도로를 통과하는 차량이나 보행자가 전선에 닿거나 부딪히는 등의 사고를 예방하기 위함입니다. 따라서 이격거리를 준수하지 않는 경우에는 안전사고 발생 가능성이 높아지므로 잘못된 것입니다.
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96. 연료전지 및 태양전지 모듈의 절연내력은 최대 사용 전압의 ( ① )배의 직류전압 또는 1배의 교류전압을 충전부분과 대지사이에 연속하여 ( ② )분간 가하여 절연내력을 시험 하였을 때에 이에 견디는 것이어야 한다. ( ① ), ( ② ) 안에 알맞은 것은?

  1. ① 1.2, ② 5
  2. ① 1.2, ② 10
  3. ① 1.5, ② 5
  4. ① 1.5, ② 10
(정답률: 67%)
  • 정답은 "① 1.5, ② 10"이다.

    연료전지 및 태양전지 모듈은 최대 사용 전압의 1.5배의 직류전압 또는 1배의 교류전압을 충전부분과 대지사이에 연속하여 10분간 가하여 절연내력을 시험하였을 때에 이에 견디는 것이어야 한다.

    이는 안전성을 보장하기 위한 규정으로, 모듈 내부의 전기적인 부분이 외부와 접촉하여 발생할 수 있는 안전사고를 예방하기 위한 것이다. 1.5배의 직류전압 또는 1배의 교류전압을 견딜 수 있도록 설계되어 있기 때문에, 이를 넘어서는 전압이 발생하면 모듈 내부의 절연체가 파괴될 수 있어 위험하다. 따라서 이러한 규정을 준수하여 모듈을 설계하고 제조해야 한다.
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97. 고압 가공 전선의 안전율이 경동선인 경우, 얼마 이상의 이도(弛度)로 시설하여야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.2
  3. 2.5
  4. 3.0
(정답률: 64%)
  • 고압 가공 전선은 경동선으로 시설할 경우 안전율이 높아지기 때문에, 이도(弛度)를 크게 잡아도 문제가 없다. 그러나 이도가 너무 크면 전선이 늘어나거나 굽히는 등의 변형이 발생할 수 있으므로 적절한 이도를 설정해야 한다. 이에 따라 안전율이 2.2 이상이 되도록 이도를 설정하는 것이 적절하다고 판단되어 정답이 "2.2"이다.
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98. 교류식 전기철도는 그 단상부하에 의한 전압불평형의 허용한도가 그 변전소의 수전점에서 몇 % 이하이어야 하는가?

  1. 1%
  2. 2%
  3. 3%
  4. 4%
(정답률: 57%)
  • 교류식 전기철도에서는 단상부하에 의한 전압불평형이 발생할 수 있습니다. 이는 전력의 흐름이 한 상에서만 일어나기 때문에 발생하는 문제입니다. 이러한 전압불평형은 전력의 효율을 저하시키고, 전기기기의 고장을 유발할 수 있습니다.

    따라서 교류식 전기철도에서는 전압불평형의 허용한도를 정해놓고 이를 준수해야 합니다. 이 허용한도는 변전소의 수전점에서 몇 % 이하이어야 하는데, 이는 전력공급자와 수요자 간의 계약에 따라 다를 수 있습니다.

    일반적으로 교류식 전기철도에서는 전압불평형의 허용한도가 3% 이하로 정해져 있습니다. 이는 전력의 안정적인 공급을 위해 필요한 값으로, 이 값을 초과하면 전력공급자는 이를 조치해야 합니다. 따라서 교류식 전기철도에서는 전압불평형의 허용한도를 3% 이하로 유지해야 합니다.
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99. 옥내에 시설하는 전동기에는 전동기가 소손될 우려가 있는 과전류가 생겼을 때 자동적으로 이를 저지하거나 이를 경보하는 장치를 하여야 하는데, 단상 전동기인 경우 전원측 전로에 시설하는 과전류차단기의 정격전류가 몇 [A] 이하이면 이 과부하 보호장치를 시설하지 않아도 되는가? (단, 단상 전동기는 KS C 4204(2008)의 표준정격의 것을 말한다.)(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)

  1. 10[A]
  2. 16[A]
  3. 30[A]
  4. 50[A]
(정답률: 61%)
  • 단상 전동기의 과전류 보호장치는 전원측 전로에 시설하는 과전류차단기의 정격전류에 따라 결정된다. KS C 4204(2008)에서는 단상 전동기의 표준정격을 기준으로 과전류차단기의 정격전류를 결정하고 있다. 이에 따라, 과전류차단기의 정격전류가 16[A] 이하인 경우에는 단상 전동기에 과전류 보호장치를 시설하지 않아도 된다. 따라서, 이 문제에서는 과전류차단기의 정격전류가 16[A] 이하인 경우에는 과전류 보호장치를 시설하지 않아도 된다는 것을 나타내고 있으므로 정답은 "16[A]"이다.
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100. 사용전압이 22.9kV인 특고압 가공전선이 도로를 횡단하는 경우 지표상의 높이는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 4.5m
  2. 5m
  3. 5.5m
  4. 6m
(정답률: 63%)
  • 특고압 가공전선은 지표면으로부터 최소 5m 이상의 높이를 유지해야 합니다. 따라서 사용전압이 22.9kV인 특고압 가공전선이 도로를 횡단하는 경우 지표상의 높이는 최소 5m 이상이어야 합니다. 따라서 정답은 "6m"입니다.
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