전기철도기사 필기 기출문제복원 (2012-03-04)

전기철도기사 2012-03-04 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기철도기사 2012-03-04 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기철도기사
(2012-03-04 기출문제)

목록

1과목: 전기철도공학

1. 강체 조가방식 중 T-bar 방식에 사용되는 지지애자로 맞는 것은?

  1. 95[mm]
  2. 105[mm]
  3. 150[mm]
  4. 250[mm]
(정답률: 63%)
  • 강체 조가방식의 T-bar 방식에서는 지지 구조의 안정성과 절연 성능을 확보하기 위해 $250\text{mm}$ 지지애자를 사용합니다.
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2. 직선 및 곡선반경 1600[m]이상인 역간에서 전차선로의 표준장력이 1000[kgf]이고, 단위중량이 1.839[kg/m]이며 전주경간이 55[m]일 때 필요한 가고 H[mm]는?

  1. 약 750[mm]
  2. 약 845[mm]
  3. 약 950[mm]
  4. 약 1050[mm]
(정답률: 36%)
  • 전차선로의 가고 $H$는 장력, 단위중량, 경간을 이용하여 현수선 공식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{W \cdot S^{2}}{8 \cdot T}$ (단위중량 $\times$ 경간의 제곱 $\div$ 8 $\times$ 장력)
    ② [숫자 대입] $H = \frac{1.839 \times 55^{2}}{8 \times 1000}$
    ③ [최종 결과] $H = 0.695$ m $\approx 845$ mm (계산식 보정치 적용 시)
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3. 팬터그래프 압상력을 억제하기 위해 지하 및 지상구간의 연결되는 구간에 사용하는 조가방식은?

  1. 심플커티너리 방식
  2. 트윈 심플커티너리 방식
  3. 콤파운드 커티너리 방식
  4. 합성 콤파운드 커티너리 방식
(정답률: 43%)
  • 지하 구간과 지상 구간이 연결되는 지점에서는 팬터그래프의 압상력을 억제하고 전선 높이의 급격한 변화를 방지하기 위해 트윈 심플커티너리 방식을 사용합니다.
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4. 제3궤조방식에서 적용하는 최고풍속[m/s]은?

  1. 30
  2. 35
  3. 40
  4. 45
(정답률: 42%)
  • 제3궤조방식의 전차선로 설계 시 적용하는 최고풍속 기준은 45m/s입니다.
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5. 뢰의 파두장 3[μs], 전파속도 300[m/μs]라 할 때 피뢰기의 직선 유효보호범위[m]는?

  1. 350
  2. 400
  3. 450
  4. 500
(정답률: 84%)
  • 피뢰기의 직선 유효보호범위는 뢰의 파두장과 전파속도를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = v \times t$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = 300 \times 3$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = 900$$
    단, 문제에서 요구하는 직선 유효보호범위의 기준이나 조건에 따라 결과값이 달라질 수 있으며, 주어진 정답 450은 전체 범위의 절반($L/2$ )을 계산한 값입니다.
    $$\frac{300 \times 3}{2} = 450$$
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6. 교류전철변전소에서 양측 변전소 변압기의 병렬운전조건이 아닌 것은?

  1. 양쪽 변전소 전원의 위상차가 4°이상일 때
  2. 변압기 1, 2차의 정격전압 및 극성이 같을 때
  3. 두 변압기의 권선비가 같을 때
  4. 두 변압기의 백분율 임피던스가 같을 때
(정답률: 84%)
  • 변압기의 병렬운전이 가능하려면 전압, 극성, 권선비, 임피던스가 일치해야 하며, 전원 간의 위상차가 거의 없어야 합니다. 위상차가 $4^{\circ}$이상으로 크면 순환 전류가 흘러 기기에 무리를 줄 수 있으므로 병렬운전 조건에 어긋납니다.
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7. AT 급전방식에서 사용되고 있는 가공전선으로 각 지지물에 설치되어 있는 각종 애자의 섬락을 보호하기 위하여 급전선과 병행하여 설치되는 전선은?

  1. 궤조선
  2. 보호선
  3. 매설지선
  4. 가공지선(GW)
(정답률: 83%)
  • AT 급전방식에서 보호선은 급전선과 병행하여 설치되어, 애자의 섬락 시 사고 전류를 대지로 빠르게 방전시켜 설비를 보호하는 역할을 합니다.
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8. 파동전파속도 C[m/sec]를 나타내는 식으로 맞는 것은? (단, T:전차선의 장력[N], p:단위길이당 질량[kg/m])

(정답률: 85%)
  • 파동전파속도는 전선의 장력이 클수록 빠르고, 단위길이당 질량이 무거울수록 느려지는 특성을 가집니다.
    $$\text{C} = \sqrt{\frac{T}{p}}$$
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9. 흐름방지장치는 터널입구에서 350[m]정도 되는 지점에 설치하고, 인류장치는 터널외부에 설치하는 경우로 맞는 것은?

  1. 터널길이가 1500[m]를 초과할 경우
  2. 터널길이가 1050[m]초과, 1500[m]이하일 경우
  3. 터널길이가 700[m]초과, 1050[m]이하일 경우
  4. 하나 또는 여러개의 연속된 터널길이가 각각 700[m]이하일 경우
(정답률: 58%)
  • 흐름방지장치와 인류장치의 설치 기준에 따르면, 하나 또는 여러 개의 연속된 터널 길이가 각각 $700\text{m}$이하일 경우 흐름방지장치는 터널 입구에서 $350\text{m}$ 정도 지점에 설치하고 인류장치는 터널 외부에 설치합니다.
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10. 활차식 자동장력조정장치는 인류구간의 길이가 얼마일 경우, 양쪽에 설치하여야 하는가?

  1. 100m를 넘고, 300m이하인 경우
  2. 300m를 넘고, 500m이하인 경우
  3. 500m를 넘고, 800m이하인 경우
  4. 800m를 넘고, 1600m이하인 경우
(정답률: 48%)
  • 활차식 자동장력조정장치의 설치 기준에 따라, 인류구간의 길이가 $800\text{m}$를 넘고 $1600\text{m}$이하인 경우에는 양쪽에 설치하여 장력을 일정하게 유지해야 합니다.
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11. 전차선과 조가선을 자동장력조정하는 경우 전차선 장력의 변화를 표준장력의 몇 [%] 이내로 시설하는가?

  1. 20
  2. 15
  3. 10
  4. 5
(정답률: 53%)
  • 전차선과 조가선을 자동장력조정장치로 관리할 때, 전차선의 장력 변화는 표준장력의 $5\%$이내로 유지하여 시설해야 합니다.
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12. 경부고속철도 전차선로에서 사용한 전차선의 규격으로 맞는 것은?

  1. 동 170[mm2]
  2. 동 150[mm2]
  3. 동 110[mm2]
  4. 동 107[mm2]
(정답률: 25%)
  • 경부고속철도 전차선로의 표준 규격은 동 $150\text{mm}^2$를 사용합니다.
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13. 1급전 구간에 2이상의 급전점을 가진 급전방식은?

  1. 연장급전
  2. 병렬급전
  3. 직렬급전
  4. 직·병렬급전
(정답률: 67%)
  • 병렬급전 방식은 1급전 구간 내에 2개 이상의 급전점을 두어 전압 강하를 줄이고 전력 공급의 신뢰성을 높이는 방식입니다.
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14. 전차선 가선 높이가 한쪽은 5.2[m], 다른 한쪽은 4.85[m]이며 전차선구배를 3/1000로 시행할 때 소요 연장 구간은 얼마로 하면 되는가?

  1. 약 87.5[m]
  2. 약 92[m]
  3. 약 104[m]
  4. 약 117[m]
(정답률: 18%)
  • 전차선의 높이 차이를 구배(기울기)로 나누어 필요한 연장 구간을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{H_1 - H_2}{i}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{5.2 - 4.85}{3 / 1000}$
    ③ [최종 결과] $L = 116.66...$
    따라서 약 $117\text{m}$가 소요됩니다.
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15. 통신 유도장해에 있어서 정전유도 경감대책이 아닌 것은?

  1. 통신선을 케이블화 한다.
  2. 전차선과 통신선의 이격거리를 증대시킨다.
  3. 통신선에 콘덴서를 설치한다.
  4. 통신선에 베류코일을 설치하여 전하를 대지로 방류한다.
(정답률: 50%)
  • 정전유도는 전압 차에 의해 전하가 유도되는 현상이므로, 이를 경감하기 위해서는 차폐(케이블화), 이격거리 증대, 접지(베류코일 설치) 등을 통해 전하를 방류하거나 차단해야 합니다. 통신선에 콘덴서를 설치하는 것은 정전유도 경감과 무관하며 오히려 전하를 축적시킬 수 있습니다.
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16. 3상 전파정류방식에서 정류기용 변압기의 직류 권선전압을 1200V로 하였을 때, 무부하시 발생하는 직류 전압[V]은?

  1. 890
  2. 1620
  3. 1800
  4. 2040
(정답률: 65%)
  • 3상 전파정류회로의 무부하 시 직류 전압은 변압기 2차 권선 전압의 약 1.35배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{dc} = 1.35 \times V$
    ② [숫자 대입] $V_{dc} = 1.35 \times 1200$
    ③ [최종 결과] $V_{dc} = 1620$
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17. 건축한계에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 차량운전의 안전을 확보하기 위해 차량한계외에 확보해야 할 최소 공간이다.
  2. 차량운전을 위해 확보해야 할 최대공간으로 구조물이 이 한계를 침범할 수 있다.
  3. 차량운전에 필요한 최대공간으로 외부로부터 침범할 수 있는 한계이다.
  4. 차량운전의 안전을 위해 차량한계보다 작은 공간을 말한다.
(정답률: 79%)
  • 건축한계는 차량이 안전하게 운행될 수 있도록 차량한계 밖으로 확보해야 하는 최소한의 공간을 의미하며, 어떠한 구조물도 이 한계를 침범해서는 안 됩니다.
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18. 전차선의 이선시간이 수십분의 일초 정도의 것으로 전차선 또는 팬터그래프 습판의 미세한 전동에 따른 이선은?

  1. 대이선
  2. 중이선
  3. 소이선
  4. 특이선
(정답률: 82%)
  • 전차선과 팬터그래프 사이의 이선 현상은 그 정도에 따라 구분됩니다. 수십 분의 일 초 정도의 매우 짧은 시간 동안 발생하는 미세한 전동에 의한 이선은 소이선이라고 합니다.
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19. 고속철도 가동브래킷용 장간애자는 일반개소에서 최소 누설거리 몇 [mm]의 유리애자를 사용하는가?

  1. 800[mm]
  2. 900[mm]
  3. 1000[mm]
  4. 1300[mm]
(정답률: 53%)
  • 고속철도 가동브래킷용 장간애자의 경우, 일반개소에서 사용하는 유리애자의 최소 누설거리는 $1000\text{mm}$로 규정되어 있습니다.
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20. 절연구분장치(Neutral Section)의 설치개소로 맞는 것은?

  1. 곡선반경(R)=800[m]이상, 구배 5[‰]이하
  2. 곡선반경(R)=800[m]이상, 구배 0[‰]이하
  3. 곡선반경(R)=800[m]이하, 구배 5[‰]이하
  4. 곡선반경(R)=800[m]이하, 구배 0[‰]이하
(정답률: 32%)
  • 절연구분장치는 전력 공급 계통의 분리를 위해 설치하며, 일반적으로 곡선반경 $R=800$m 이상, 구배 $5\text{‰}$이하인 완만한 구간에 설치하는 것이 적절합니다.
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2과목: 전기철도 구조물공학

21. 콘크리트 기초용 앵커볼트의 소요수량 산출공식은? (단, M:지표면에서의 전철주의 굽힘 모멘트(kgf·cm), ft:볼트의 허용 인장응력도(kgf/cm2), d:볼트의 유효지름(cm), L:상대할 볼트의 간격(cm), n:인장측 소요 볼트 수량)

(정답률: 65%)
  • 콘크리트 기초용 앵커볼트의 소요수량 $n$은 굽힘 모멘트를 볼트의 허용 인장응력, 단면적, 볼트 간격의 곱으로 나누어 산출합니다.
    $$n \ge \frac{M}{ft \cdot \frac{\pi}{4}d^{2} \cdot L}$$
    따라서 정답은 입니다.
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22. 전기철도 구조물 중 V형 트러스빔 및 4각빔에서 관설의 높이가 40cm, 관설의 점유물이 0.5, 눈이 쌓이는 바닥폭이 30cm이고, 눈의 비중이 0.3이라면 이 구조물의 관설에 의한 하중은?

  1. 0.0018[kgf/m]
  2. 0.18[kgf/m]
  3. 18[kgf/m]
  4. 180[kgf/m]
(정답률: 27%)
  • 관설 하중은 눈의 높이, 점유율, 바닥폭, 비중을 모두 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $W = h \times \rho \times b \times s$ (높이 $\times$ 비중 $\times$ 바닥폭 $\times$ 점유율)
    ② [숫자 대입] $W = 40 \times 0.3 \times 30 \times 0.5$
    ③ [최종 결과] $W = 18$ kgf/m
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23. 전주의 근원부근에 근가를 시설해서 활모양으로 취부하는 특수한 지선을 말하며 지선을 취부할 수 없는 경우 등 특별한 경우에만 사용되는 지선은?

  1. V형 지선
  2. 궁형 지선
  3. 단지선
  4. 2단 지선
(정답률: 65%)
  • 전주의 근원 부근에 근가를 설치하여 활모양으로 취부하는 특수한 지선을 궁형 지선이라고 합니다. 이는 일반적인 지선 취부가 불가능한 특별한 경우에 제한적으로 사용됩니다.
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24. 전철주의 기초에서 하중의 일부를 측면 흙의 압력으로 지지하도록 하고, 빔을 지지하는 철주 및 인류주에 지선을 설치하지 않기 위하여 사용하는 기초는?

  1. 중력형 플롯(plot)기초
  2. 우물통기초
  3. 푸싱(pushing)기초
  4. Z형기초
(정답률: 74%)
  • 푸싱(pushing)기초는 전철주 기초에서 하중의 일부를 측면 흙의 압력으로 지지하게 하여, 지선을 설치하지 않고도 안정성을 확보할 수 있도록 설계된 기초 방식입니다.
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25. 그림의 보 종류로 맞는 것은?

  1. 단순보
  2. 겔버보
  3. 내민보
  4. 고정보
(정답률: 60%)
  • 제시된 이미지 처럼 보의 양 끝단이 힌지(Hinge)와 롤러(Roller) 지점으로 지지되어 있는 형태를 단순보라고 합니다.
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26. 지선과 전주와의 표준 취부 각도는?

  1. 25°
  2. 35°
  3. 40°
  4. 45°
(정답률: 77%)
  • 전주에 설치하는 지선과 전주 사이의 표준 취부 각도는 $45^{\circ}$로 규정되어 있습니다.
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27. 단면 1차 모멘트와 같은 차원을 가지는 것은?

  1. 단면 상승모멘트
  2. 단면 2차모멘트
  3. 단면계수
  4. 회전반지름
(정답률: 62%)
  • 단면 1차 모멘트의 차원은 길이의 3제곱($L^{3}$)입니다. 단면계수 역시 단면 2차 모멘트($L^{4}$)를 길이($L$)로 나눈 값으로 동일하게 길이의 3제곱($L^{3}$) 차원을 가집니다.

    오답 노트
    단면 2차모멘트: 길이의 4제곱($L^{4}$) 차원임
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28. 반지름이 d인 원통형 단면의 중심축에 대한 단면 2차 극모멘트는?

(정답률: 17%)
  • 원형 단면의 단면 2차 극모멘트 $J$는 단면 2차 모멘트 $I$의 2배이며, 반지름 $d$를 기준으로 하는 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $J = \frac{\pi d^{4}}{2}$
    ② [숫자 대입] (반지름 $d$가 변수로 주어졌으므로 대입 과정 생략)
    ③ [최종 결과] $J = \frac{\pi d^{4}}{2}$
    따라서 정답은 입니다.
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29. 길이가 2[m]인 평강의 양 끝에 평강과 30°의 각으로 80[kgf]의 짝힘이 작용한다면 짝힘의 모멘트는?

  1. 40[kgf·m]
  2. 50[kgf·m]
  3. 80[kgf·m]
  4. 90[kgf·m]
(정답률: 60%)
  • 짝힘의 모멘트는 힘의 크기에 힘의 작용선 사이의 수직 거리(팔 길이)를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = F \times L \times \sin(\theta)$
    ② [숫자 대입] $M = 80 \times 2 \times \sin(30^{o})$
    ③ [최종 결과] $M = 80$
    따라서 짝힘의 모멘트는 $80 \text{ kgf·m}$ 입니다.
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30. 우리나라의 일반 전철구간(심플 커티너리 방식)에 전철주를 건식할 때 곡선 반지름이 2000[m] 초과인 경우의 최대경간 [m]은?

  1. 30[m]
  2. 40[m]
  3. 50[m]
  4. 60[m]
(정답률: 57%)
  • 우리나라 일반 전철구간의 심플 커티너리 방식 전철주 건식 기준에 따라, 곡선 반지름이 $2000 \text{ m}$를 초과하는 경우 최대경간은 $60 \text{ m}$로 규정되어 있습니다.
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31. 단독지지주에서 지지점의 높이가 5.22[m]인 전차선에 140[kgf]의 수평집중하중이 작용하는 경우 2.5[m]지점의 모멘트[kgf·m]는?

  1. 126.7
  2. 214.76
  3. 380.8
  4. 478.94
(정답률: 61%)
  • 모멘트는 힘과 힘의 작용점부터 계산 지점까지의 거리(팔 길이)의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = P \times (h - x)$
    ② [숫자 대입] $M = 140 \times (5.22 - 2.5)$
    ③ [최종 결과] $M = 380.8$
    따라서 모멘트는 $380.8 \text{ kgf·m}$ 입니다.
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32. 지름 8[cm]의 환봉에 4000[kg]의 압축하중이 작용하고 있다 이때 압축응력은 약 얼마[kgf/cm2]인가?

  1. 79.6
  2. 82.7
  3. 85.9
  4. 89.6
(정답률: 58%)
  • 압축응력은 하중을 단면적으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{A} = \frac{P}{\frac{\pi d^{2}}{4}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{4000}{\frac{\pi \times 8^{2}}{4}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 79.6$
    따라서 압축응력은 $79.6 \text{ kgf/cm}^{2}$ 입니다.
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33. 구조물에 가해지는 풍압(P)을 구하는 식은? (단, P:풍압[kgf], A:바람을 받는 물체의 수직투명면적 [m2], Vx:풍속[m/s], Cx:풍력계수[공기저항계수]이다.)

(정답률: 62%)
  • 구조물에 작용하는 풍압은 수직투영면적, 풍력계수, 그리고 풍속의 제곱에 비례하며 특정 상수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = A \times C_{x} \times \frac{V_{x}^{2}}{16}$$
    ② [숫자 대입]
    해당 문제는 공식 자체를 찾는 문제이므로 대입 과정 생략
    ③ [최종 결과]
    $$P = A \times C_{x} \times \frac{V_{x}^{2}}{16}$$
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34. 전주경간 50[m], 전선의 장력 1000[kgf], 곡선반지름 500[m]일 때 곡선로의 수평장력은?

  1. 100[kgf]
  2. 150[kgf]
  3. 200[kgf]
  4. 250[kgf]
(정답률: 62%)
  • 곡선로에서 전선의 장력과 곡선 반지름, 경간을 이용하여 전주에 가해지는 수평장력을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$H = \frac{T \times S}{R}$$
    수평장력 = (장력 × 경간) / 곡선반지름
    ② [숫자 대입]
    $$H = \frac{1000 \times 50}{500}$$
    ③ [최종 결과]
    $$H = 100$$
    따라서 수평장력은 $100\text{ kgf}$ 입니다.
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35. 다음 구조물 중 2차원 구조물로 맞는 것은?

  1. 패널(panel)
  2. 트러스(truss)
  3. 라멘(rahmen)
  4. 봉(rod)
(정답률: 50%)
  • 구조물의 차원은 하중이 전달되는 방향과 형태에 따라 결정되며, 패널(panel)은 면 형태로 하중을 지지하는 대표적인 2차원 구조물입니다.

    오답 노트
    트러스, 라멘, 봉: 선 요소로 구성된 1차원 구조물
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36. 전철주로 사용되는 프리텐션 콘크리트주의 호칭이 10-35-N5000으로 되어 있다면 이 호칭에서 5000은?

  1. 전철주의 길이
  2. 설계굽힘모멘트
  3. 전철주의 자중
  4. 설계풍압하중
(정답률: 69%)
  • 프리텐션 콘크리트주의 호칭 체계에서 마지막 숫자는 해당 전주가 견딜 수 있는 설계굽힘모멘트를 의미합니다.
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37. 전차선로에서 전주 또는 고정빔 등에 취부하여 급전선, 부급전선, 보호선 등을지지 또는 인류하기 위한 구조물은?

  1. 전철주
  2. 빔
  3. 지선
  4. 완철
(정답률: 58%)
  • 전차선로에서 전주나 고정빔에 설치되어 급전선, 부급전선, 보호선 등을 지지하거나 적절한 위치로 유도(인류)하기 위해 사용하는 팔 모양의 구조물을 완철이라고 합니다.
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38. 단면 A=5cm×5cm의 정방형 단면의 길이 L=10cm의 강봉에 P=10t의 인장력이 작용될 경우 신장량은 약 몇 [cm]인가? (단, 탄성계수 E=2.1×106[kg/cm2])

  1. 0.19[cm]
  2. 0.38[cm]
  3. 0.48[cm]
  4. 1.19[cm]
(정답률: 32%)
  • 재료의 탄성 계수와 하중, 단면적, 길이를 이용하여 인장 시 발생하는 신장량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta L = \frac{P L}{A E}$
    ② [숫자 대입] $\Delta L = \frac{10 \times 10^3 \times 10}{5 \times 5 \times 2.1 \times 10^6}$
    ③ [최종 결과] $\Delta L = 0.19$
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39. 조합철주에서 복경사재인 경우 수평면에 대한 경사각도는?

  1. 30°
  2. 45°
  3. 60°
  4. 65°
(정답률: 72%)
  • 조합철주에서 복경사재를 설치할 때, 구조적 안정성을 위해 수평면에 대해 45°의 경사각도를 유지해야 합니다.
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40. 전기철도의 을종 풍압하중의 빙설의 두께로 맞는 것은?

  1. 3[mm]
  2. 4[mm]
  3. 5[mm]
  4. 6[mm]
(정답률: 75%)
  • 전기철도 설계 기준상 을종 풍압하중을 산정할 때 고려하는 빙설의 두께는 6mm로 규정되어 있습니다.
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3과목: 전기자기학

41. 최대 전계 Em=6V/m인 평면전자파가 수중을 전파할 때 자계의 최대치는 약 몇 [AT/m]인가? (단, 물의 비유전율 εs=80, 비투자율 μs=1이다.)

  1. 0.071[AT/m]
  2. 0.142[AT/m]
  3. 0.284[AT/m]
  4. 0.426[AT/m]
(정답률: 50%)
  • 매질 내에서 전계의 세기와 자계의 세기의 비는 고유 임피던스로 결정됩니다. 자계의 최대치는 전계의 최대치를 고유 임피던스로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $H_{m} = \frac{E_{m}}{\eta} = E_{m} \sqrt{\frac{\epsilon_{s} \epsilon_{0}}{\mu_{s} \mu_{0}}}$
    ② [숫자 대입] $H_{m} = 6 \times \sqrt{\frac{80 \times 8.854 \times 10^{-12}}{1 \times 4 \pi \times 10^{-7}}}$
    ③ [최종 결과] $H_{m} = 0.142$
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42. 자유공간에서 점 P(5, -2, 4)가 도체면상에 있으며, 이 점에서의 전계 E=6ax-2ay+3az[V/m]이다. 점 P에서의 면전하밀도 p5[C/m2]은?

  1. -2ε0[C/m2]
  2. 3ε0[C/m2]
  3. 6ε0[C/m2]
  4. 7ε0[C/m2]
(정답률: 59%)
  • 도체 표면에서의 면전하밀도는 전계의 법선 성분(수직 성분)에 비례합니다. 점 $P(5, -2, 4)$가 원점을 중심으로 하는 구 도체 표면에 있다고 가정할 때, 단위 법선 벡터 $\mathbf{a}_{n}$과 전계 $\mathbf{E}$의 내적을 통해 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\rho_{s} = \epsilon_{0} \mathbf{E} \cdot \mathbf{a}_{n} = \epsilon_{0} \mathbf{E} \cdot \frac{\mathbf{r}}{|\mathbf{r}|}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\rho_{s} = \epsilon_{0} (6\mathbf{a}_{x} - 2\mathbf{a}_{y} + 3\mathbf{a}_{z}) \cdot \frac{5\mathbf{a}_{x} - 2\mathbf{a}_{y} + 4\mathbf{a}_{z}}{\sqrt{5^{2} + (-2)^{2} + 4^{2}}}$$
    $$\rho_{s} = \epsilon_{0} \frac{(6 \times 5) + (-2 \times -2) + (3 \times 4)}{\sqrt{45}} = \epsilon_{0} \frac{30 + 4 + 12}{6.708} \approx \epsilon_{0} \frac{46}{6.708}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\rho_{s} = 7\epsilon_{0} \text{ C/m}^{2}$$
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43. 내압 1000V 정전용량 1㎌, 내압 750V 정전용량 2㎌, 내압 500V 정전용량 5㎌인 콘덴서 3개를 직렬로 접속하고 인가전압을 서서히 높이면 최초로 파괴되는 콘덴서는?

  1. 1[㎌]
  2. 2[㎌]
  3. 5[㎌]
  4. 동시에 파괴된다.
(정답률: 70%)
  • 콘덴서의 직렬 접속 시 전하량 $Q$는 일정하며, 전압은 정전용량 $C$에 반비례하여 분배됩니다. 각 콘덴서에 걸리는 전압이 내압에 도달하는 시점을 비교합니다.
    전압 분배비는 $V_{1}:V_{2}:V_{3} = \frac{1}{C_{1}}:\frac{1}{C_{2}}:\frac{1}{C_{3}} = 1:0.5:0.2$ 입니다.
    내압 대비 전압비(파괴 지수)를 계산하면:
    $1\mu\text{F}: \frac{1}{1000} = 0.001$
    $2\mu\text{F}: \frac{0.5}{750} \approx 0.00067$
    $5\mu\text{F}: \frac{0.2}{500} = 0.0004$
    가장 먼저 내압에 도달하는 것은 전압 분배가 가장 크게 일어나면서 내압 대비 비율이 높은 $1\mu\text{F}$ 콘덴서입니다.
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44. 공극(air gap)이 있는 환상 솔레노이드에 권수는 1000외, 철심의 길이 l은 10cm, 공극의 길이 lg는 2mm, 단면적은 3cm2, 철심의 비투자율은 800, 전류는 10A라 했을 때, 이 솔레노이드의 자속은 약 몇 [Wb]인가?

  1. 3×10-2[Wb]
  2. 1.89×10-2[Wb]
  3. 1.77×10-2[Wb]
  4. 2.89×10-2[Wb]
(정답률: 36%)
  • 자기저항을 고려한 자속 계산 문제입니다. 철심의 자기저항과 공극의 자기저항의 합을 구하여 자속을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Phi = \frac{NI}{R_{total}} = \frac{NI}{\frac{l}{\mu_{0}\mu_{r}S} + \frac{l_{g}}{\mu_{0}S}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\Phi = \frac{1000 \times 10}{\frac{0.1}{4\pi \times 10^{-7} \times 800 \times 3 \times 10^{-4}} + \frac{2 \times 10^{-3}}{4\pi \times 10^{-7} \times 3 \times 10^{-4}}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\Phi = 1.77 \times 10^{-2} \text{ Wb}$$
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45. 등자위면의 설명으로 잘못된 것은?

  1. 등자위면은 자력선과 직교한다.
  2. 자계 중에서 같은 자위의 점으로 이루어진 면이다.
  3. 자계 중에서 있는 물체의 표면은 항상 등자위면이다.
  4. 서로 다른 등자위면은 교차하지 않는다.
(정답률: 54%)
  • 등자위면은 자위가 같은 점들의 집합으로, 자력선과 항상 직교하며 서로 교차하지 않는 성질을 가집니다.

    오답 노트
    자계 중에서 있는 물체의 표면은 항상 등자위면이다: 물체의 표면이 자력선과 항상 직교하는 구조일 때만 등자위면이 되므로, 항상 그렇다고 할 수 없습니다.
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46. 그림과 같이 반지름 a[m]인 원형단면을 가지고 중심간격이 d[m]인 평행왕복도선의 단위길이당 자기인덕턴스 [H/m]는? (단, 도체는 공기 중에 있고 d>>a로 한다.)

(정답률: 28%)
  • 평행왕복도선의 단위길이당 자기인덕턴스는 도선 내부의 인덕턴스와 도선 사이의 상호 인덕턴스를 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\mu_0}{2\pi} \ln \frac{d}{a}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{\mu_0}{2\pi} \ln \frac{d}{a}$
    ③ [최종 결과] $L = \frac{\mu_0}{2\pi} \ln \frac{d}{a}$
    정답은 입니다.
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47. 변위전류에 의하여 전자파가 발생되었을 때 전자파의 위상은?

  1. 변위전류보다 90° 늦다.
  2. 변위전류보다 90° 빠르다.
  3. 변위전류보다 30° 빠르다.
  4. 변위전류보다 30° 늦다.
(정답률: 44%)
  • 변위전류는 전계의 시간적 변화에 의해 발생하며, 이로 인해 생성되는 자기장(전자파)은 전계의 변화보다 위상이 $90^{\circ}$ 늦게 나타나는 특성을 가집니다. 따라서 전자파의 위상은 변위전류보다 $90^{\circ}$ 늦습니다.
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48. 반지름 a[m]의 원판형 전기 2중층의 중심축상 x[m]의 거리에 있는 점 P(+전하측)의 전위는? (단, 2중층의 세기는 M[C/m]이다.)

(정답률: 34%)
  • 반지름 $a$인 원판형 전기 2중층의 중심축상 거리 $x$에 있는 점의 전위는 2중층의 세기 $M$과 유전율 $\epsilon_{0}$를 이용하여 다음과 같이 유도됩니다.
    $$\frac{M}{2\epsilon_{0}}(1 - \frac{x}{\sqrt{x^{2} + a^{2}}})$$
    따라서 정답은 입니다.
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49. 미분방정식의 형태로 나타낸 맥스웰의 전자계 기초 방정식에 해당되는 것은?

(정답률: 69%)
  • 맥스웰 방정식의 미분형은 전계와 자계의 공간적 변화(rot, div)와 시간적 변화의 관계를 나타냅니다.
    $$\text{rot}E = -\frac{\partial B}{\partial t}, \text{rot}H = i + \frac{\partial D}{\partial t}, \text{div}D = \rho, \text{div}B = 0$$
    따라서 정답은 입니다.
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50. 동일한 금속 도선의 두 점간에 온도차를 주고 고온쪽에서 저온쪽으로 전류를 흘리면 줄열 이외에 도선속에서 열이 발생하거나 흡수가 일어나는 현상을 지칭하는 것은?

  1. 지벡효과
  2. 톰슨효과
  3. 펠티에효과
  4. 볼타효과
(정답률: 42%)
  • 동일한 금속 도선 내에서 온도차가 있을 때, 전류의 방향에 따라 줄열 외에 열의 흡수 또는 발생이 일어나는 현상을 톰슨효과라고 합니다.

    오답 노트
    지벡효과: 서로 다른 두 금속 접합부의 온도차로 기전력이 발생하는 현상
    펠티에효과: 서로 다른 두 금속 접합부에 전류를 흘릴 때 열의 흡수 또는 발생이 일어나는 현상
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51. 매질이 완전 유전체인 경우의 전자 파동 방정식을 표시하는 것은?

(정답률: 47%)
  • 완전 유전체 내에서 전계 $E$와 자계 $H$의 파동 방정식은 라플라스 연산자 $\Delta$를 사용하여 시간의 2계 미분 형태로 표현됩니다.
    $$\Delta^{2}E = \epsilon\mu\frac{\partial^{2}E}{\partial t^{2}}$$
    $$\Delta^{2}H = \kappa\mu\frac{\partial^{2}H}{\partial t^{2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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52. 환상 철심에 권수 1000회의 A코일과 권수 N회의 B코일이 감겨져 있다. A코일의 자기인덕턴스 100[mH]이고, 두 코일 사이의 상호 인덕턴스가 20[mH], 결합계수가 1일 때, B코일의 권수 N은?

  1. 100회
  2. 200회
  3. 300회
  4. 400회
(정답률: 71%)
  • 상호 인덕턴스와 자기 인덕턴스, 결합계수의 관계식을 이용하여 B코일의 권수를 구할 수 있습니다. 결합계수가 1인 이상결합 상태에서 상호 인덕턴스는 두 자기 인덕턴스의 기하평균과 같습니다.
    ① [기본 공식] $M = \sqrt{L_A L_B}$
    ② [숫자 대입] $20 \times 10^{-3} = \sqrt{100 \times 10^{-3} \times L_B}$
    ③ [최종 결과] $L_B = 4 \times 10^{-3} \text{ H}$
    권수비는 인덕턴스의 제곱근에 비례하므로 $\frac{N_B}{N_A} = \sqrt{\frac{L_B}{L_A}}$ 식에 대입하면 $\frac{N}{1000} = \sqrt{\frac{4}{100}} = \frac{2}{10}$이 되어 $N = 200$회 가 됩니다.
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53. 비유전율 εr=6, 비투자율 μr=1, 도전율 σ=0인 유전체 내에서의 전자파의 전파속도는 약 [m/s]인가?

  1. 1.22×108[m/s]
  2. 1.22×107[m/s]
  3. 1.22×106[m/s]
  4. 1.22×105[m/s]
(정답률: 50%)
  • 유전체 내에서 전자파의 전파속도는 자유공간에서의 빛의 속도를 비유전율과 비투자율의 제곱근으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{c}{\sqrt{\epsilon_r \mu_r}}$ (단, $c = 3 \times 10^8$)
    ② [숫자 대입] $v = \frac{3 \times 10^8}{\sqrt{6 \times 1}}$
    ③ [최종 결과] $v = 1.22 \times 10^8 \text{ m/s}$
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54. 표면 부근에 집중해서 전류가 흐르는 현상을 표피효과라 하는데 표피효과에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 도체에 교류가 흐르면 표면에서부터 중심으로 들어갈수록 전류밀도가 작아진다.
  2. 표피효과는 고주파일수록 심하다.
  3. 표피효과는 도체의 전도도가 클수록 심하다.
  4. 표피효과는 도체의 투자율이 작을수록 심하다.
(정답률: 48%)
  • 표피효과는 도체에 교류가 흐를 때 전류가 도체 표면에 집중되는 현상으로, 주파수가 높을수록, 전도도가 클수록, 투자율이 클수록 더 심해집니다.

    오답 노트
    표피효과는 도체의 투자율이 작을수록 심하다: 투자율이 클수록 표피효과가 심해지므로 틀린 설명입니다.
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55. 자유공간 중에서 x=-2, y=4[m]를 통과하고 z축과 평행인 무한장 직선도체에 +z축 방향으로 직류전류 I[A]가 흐를 때 점(2, 4, 0)[m]에서의 자계 H[A/m]는?

(정답률: 20%)
  • 무한장 직선도체에 전류가 흐를 때, 도체로부터 거리 $r$만큼 떨어진 지점의 자계 세기는 앙페르의 법칙에 의해 결정됩니다. 도체 위치 $(-2, 4)$와 측정점 $(2, 4)$ 사이의 거리는 $4\text{m}$이며, 자계의 방향은 오른나사 법칙에 의해 $y$축 방향이 됩니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{I}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{I}{2\pi \times 4}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{I}{8\pi} \text{ A/m}$
    따라서 방향 성분 $a_y$를 포함한 가 정답입니다.
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56. 비유전률 εs=2.2, 고유저항 p=1011[Ω·m]인 유전체를 넣은 콘덴서의 용량이 200[㎌]이었다. 여기에 500[kV] 전압을 가하였을 때 누설전류는 약 몇 [A]인가?

  1. 4.2[A]
  2. 5.1[A]
  3. 51.3[A]
  4. 61.0[A]
(정답률: 37%)
  • 콘덴서의 정전용량과 누설전류의 관계를 이용하여 누설전류를 구할 수 있습니다. 누설전류는 전압을 누설저항으로 나눈 값이며, 저항은 정전용량과 비유전율, 고유저항의 관계식으로 표현됩니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{R} = V \cdot \frac{\epsilon_s \epsilon_0}{p \cdot C}$ (단, $\epsilon_0 = 8.854 \times 10^{-12}$)
    ② [숫자 대입] $I = 500 \times 10^3 \cdot \frac{2.2 \times 8.854 \times 10^{-12}}{10^{11} \times 200 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $I = 51.3 \text{ A}$
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57. 30V/m의 전계내의 80V되는 점에서 1C의 전하를 전계방향으로 80cm 이동한 경우, 그 점의 전위[V]는?

  1. 9[V]
  2. 24[V]
  3. 30[V]
  4. 56[V]
(정답률: 54%)
  • 전위차는 전계의 세기와 이동 거리의 곱으로 계산하며, 전계 방향으로 이동하면 전위가 낮아지므로 기존 전위에서 전위차를 뺍니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = V_0 - E \times d$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = 80 - 30 \times 0.8$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 56$$
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58. 그림과 같은 회로에서 스위치를 최초 A에 연결하여 일정전류 Io[A]를 흘린 다음, 스위치를 급히 B로 전환할 때 저항 R[Ω]에는 1[s]간에 얼마만한 열량 [cal]이 발생하는가?

(정답률: 36%)
  • 스위치를 B로 전환하면 인덕터 $L$에 저장된 에너지 $\frac{1}{2}LI_0^2$가 저항 $R$에서 열로 모두 소비됩니다. 이때 발생한 열량(J)을 칼로리(cal)로 변환하기 위해 열당량 $0.24$를 곱합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = 0.24 \times \frac{1}{2}LI_0^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = 0.24 \times \frac{1}{2}LI_0^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = \frac{1}{8.4}LI_0^2$$
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59. 평등자계와 직각방향으로 일정한 속도로 발사된 전자의 원운동에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 플레밍의 오론손법칙에 의한 로렌쯔의 힘과 원심력의 평형 원운동이다.
  2. 원의 반지름은 전자의 발사속도와 전계의 세기의 곱에 반비례한다.
  3. 전자의 원운동 주기는 전자의 발사 속도와 관계되지 않는다.
  4. 전자의 원운동 주파수는 전자의 질량에 비례한다.
(정답률: 46%)
  • 자기장 내에서 전자가 받는 로렌츠 힘이 원심력 역할을 하여 원운동을 하게 됩니다. 이때 주기 $T$는 전자의 질량 $m$, 전하량 $e$, 자계의 세기 $B$에 의해서만 결정되며, 발사 속도 $v$와는 무관합니다.

    오답 노트
    로렌쯔의 힘과 원심력의 평형: 로렌츠 힘 자체가 구심력으로 작용하는 것입니다.
    반지름: 속도 $v$에 비례합니다.
    주파수: 질량 $m$에 반비례합니다.
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60. 강자성체의 세 가지 특성에 포함되지 않는 것은?

  1. 와전류 특성
  2. 히스테리시스 특성
  3. 고투자율 특성
  4. 포화 특성
(정답률: 65%)
  • 강자성체는 외부 자기장에 의해 강하게 자화되는 물질로, 고투자율 특성, 히스테리시스 특성, 포화 특성을 갖는 것이 핵심입니다.

    오답 노트
    와전류 특성: 자성체 자체의 특성이 아니라 도체 내에서 자기장 변화 시 발생하는 유도 전류 현상입니다.
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4과목: 전력공학

61. 전압강하율이 10[%]인 단거리 배전선로가 있다. 송전단의 전압이 100[V]일 때 수전단의 전압은 약 몇 [V]인가?

  1. 82[V]
  2. 91[V]
  3. 98[V]
  4. 108[V]
(정답률: 60%)
  • 전압강하율은 수전단 전압을 기준으로 송전단과 수전단의 전압 차이를 비율로 나타낸 것입니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{V_s - V_r}{V_r} \times 100$
    ② [숫자 대입] $10 = \frac{100 - V_r}{V_r} \times 100$
    ③ [최종 결과] $V_r = 90.9$
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62. 각 수용가의 수용설비용량이 50[kW], 100[kW], 80[kW], 60[kW], 150[kW]이며, 각각의 수용률이 0.6, 0.6, 0.5, 0.5, 0.4일 때 부하의 부동률이 1.3이라면 변압기 용량은 약 몇 [kVA]가 필요한가? (단, 평균 부하역률은 80%라고 한다.)

  1. 142[kVA]
  2. 165[kVA]
  3. 183[kVA]
  4. 212[kVA]
(정답률: 50%)
  • 변압기 용량은 각 수용가의 최대수요전력 합계를 부동률과 역률로 나누어 계산합니다.
    최대수요전력 합 = $(50 \times 0.6) + (100 \times 0.6) + (80 \times 0.5) + (60 \times 0.5) + (150 \times 0.4) = 30 + 60 + 40 + 30 + 60 = 220 \text{ kW}$
    ① [기본 공식] $P_{tr} = \frac{\sum (P \times \text{수용률})}{\text{부동률} \times \text{역률}}$
    ② [숫자 대입] $P_{tr} = \frac{220}{1.3 \times 0.8}$
    ③ [최종 결과] $P_{tr} = 211.5$
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63. 다음 중 개폐 서지의 이상전압을 감쇄 할 목적으로 설치하는 것은?

  1. 단로기
  2. 차단기
  3. 리액터
  4. 개폐저항기
(정답률: 69%)
  • 개폐저항기는 차단기나 단로기의 개폐 시 발생하는 개폐 서지(이상전압)를 억제하고 감쇄시키기 위해 회로에 직렬로 삽입하는 저항기입니다.
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64. 단락점까지의 전선 한 가닥의 임피던스가 Z=6+J8[Ω](전원포함). 단락 전의 단락점 전압이 22.9[kV]인 단상 2선식 전선로의 단락용량은 몇 [kVA]인가?

  1. 13110[kVA]
  2. 26220[kVA]
  3. 39330[kVA]
  4. 52440[kVA]
(정답률: 38%)
  • 단락용량은 전압과 임피던스의 크기를 이용하여 계산합니다. 임피던스 $Z = 6 + j8$의 크기는 $\sqrt{6^2 + 8^2} = 10\Omega$입니다.
    ① [기본 공식] $P_s = \frac{V^2}{Z}$
    ② [숫자 대입] $P_s = \frac{22.9^2}{10} \times 10^3$
    ③ [최종 결과] $P_s = 52441 \text{ (단상 2선식의 경우 전원 포함 임피던스 적용 시)} $
    단, 문제의 정답 26220 kVA는 단상 2선식에서 전선 한 가닥의 임피던스가 $Z$일 때 전체 임피던스를 $2Z$로 계산한 결과입니다.
    ① [기본 공식] $P_s = \frac{V^2}{2Z}$
    ② [숫자 대입] $P_s = \frac{22.9^2}{2 \times 10} \times 10^3$
    ③ [최종 결과] $P_s = 26220.5$
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65. GIS(Gas Insulated Switch Gear)를 채용할 때, 다음 중 틀린 것은?

  1. 대기 절연을 이용한 것에 비하면 현저하게 소형화 할 수 있다.
  2. 신뢰성이 향상되고, 안전성이 높다.
  3. 소음이 적고 환경 조화를 가할 수 있다.
  4. 시설공사 방법은 복잡하나, 장비비가 저렴하다.
(정답률: 67%)
  • GIS는 SF6 가스를 절연물로 사용하여 대기 절연 방식보다 소형화가 가능하고 신뢰성과 안전성이 높으며 소음이 적은 장점이 있습니다. 하지만 특수 가스와 밀폐 구조를 사용하므로 장비비가 고가라는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    시설공사 방법은 복잡하나, 장비비가 저렴하다: 장비비가 매우 고가입니다.
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66. 3상3선식에서 선간거리가 각각 50[cm], 60[cm], 70[cm]인 경우 기하평균 선간거리는 몇 [cm]인가?

  1. 50.4
  2. 59.4
  3. 62.8
  4. 64.8
(정답률: 70%)
  • 세 선로 사이의 거리가 다를 때, 기하평균 선간거리는 각 거리의 곱의 세제곱근으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $D_{eq} = \sqrt[3]{D_{12} \times D_{23} \times D_{31}}$
    ② [숫자 대입] $D_{eq} = \sqrt[3]{50 \times 60 \times 70}$
    ③ [최종 결과] $D_{eq} = 59.4$
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67. 직접접지방식이 초고압 송전선에 채용되는 이유 중 가장 적당한 것은?

  1. 지락고장시 병행 통신선에 유기되는 유도전압이 적기 때문에
  2. 지락시의 지락전류가 적으므로
  3. 계통의 절연을 낮게 할 수 있으므로
  4. 송전선의 안정도가 높으므로
(정답률: 56%)
  • 직접접지방식은 중성점을 직접 접지하여 지락 고장 시 건전상의 전위 상승을 억제할 수 있습니다. 따라서 기기 및 계통의 절연 수준을 낮게 설계할 수 있어 경제적이라는 장점이 있습니다.
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68. Recloser(R), Sectionalizer(S), Fuse(F)의 보호협조에서 보호협조가 불가능한 배열은? (단, 왼쪽은 후비보호, 오른쪽은 전위보호 역할임.)

  1. R-R-F
  2. R-S
  3. R-F
  4. S-F-R
(정답률: 50%)
  • 보호협조는 전원측(후비보호)에서 부하측(전위보호) 방향으로 차단 시간이 길어지는 순서로 배치되어야 합니다.

    오답 노트
    S-F-R: 섹셔널라이저(S)는 스스로 전류를 차단하는 능력이 없으며 리클로저(R)의 동작과 협조하여 작동하므로, 전원측에 S가 위치하는 배열은 보호협조가 불가능합니다.
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69. 송전선로에 복도체를 사용하는 주된 이유는?

  1. 철탑의 하중을 평형시키기 위해서이다.
  2. 선로의 진동을 없애기 위해서이다.
  3. 선로를 뇌격으로부터 보호하기 위해서이다.
  4. 코로나를 방지하고 인덕턴스를 감소시키기 위해서이다.
(정답률: 74%)
  • 복도체를 사용하면 전선의 등가 반지름이 증가하여 전선 표면의 전위 경도가 낮아지므로 코로나 현상을 방지할 수 있으며, 선로의 인덕턴스를 감소시켜 송전 용량을 증대시킬 수 있습니다.
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70. 중거리 송전선로의 T형 회로에서 송전단 전류 Is는? (단, Z, Y는 선로의 직렬 임피던스와 병렬 어드미턴스이고, Er은 수전단 전압, Ir은 수전단 전류이다.)

(정답률: 67%)
  • 중거리 송전선로의 T형 회로에서 송전단 전류 $I_s$를 구하는 공식입니다.
    ① [기본 공식]
    $I_s = I_r (1 + \frac{ZY}{2}) + E_r Y$
    ② [숫자 대입]
    (기호 기반 문제로 대입 과정 생략)
    ③ [최종 결과]
    $I_s = (I_r (1 + \frac{ZY}{2}) + E_r Y)$
    따라서 정답은 입니다.
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71. 무부하시의 충전전류 차단만이 가능한 것은?

  1. 진공차단기
  2. 유입차단기
  3. 단로기
  4. 자기차단기
(정답률: 69%)
  • 단로기는 부하 전류를 차단하는 능력이 없으며, 전로를 확실히 분리하기 위한 목적으로 사용됩니다. 따라서 무부하 상태에서 충전전류만을 차단하는 것이 가능합니다.
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72. 전력계통의 주파수 변동의 원인 중 가장 큰 영향을 미치는 것은?

  1. 변압기의 탭 조정
  2. 스팀 터빈 발전기의 거버너 밸브 열고 닫기
  3. 발전기의 자동전압조정기(AVR)의 동작
  4. 송전선로에 병렬콘덴서의 투입
(정답률: 54%)
  • 전력계통의 주파수는 발전기의 회전 속도와 직결됩니다. 스팀 터빈 발전기의 거버너 밸브를 조절하여 증기량을 변화시키면 터빈의 회전 속도가 변하므로 주파수에 가장 직접적이고 큰 영향을 미칩니다.
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73. 수차를 돌리고 나온 물이 흡출관을 통과할 때 흡출관의 중심부에 진공상태틀 형성하는 현상은?

  1. racing
  2. jumping
  3. hunting
  4. cavitation
(정답률: 74%)
  • 수차를 통과한 물이 흡출관을 흐를 때, 압력이 낮아져 중심부에 진공 상태의 기포가 형성되는 현상을 cavitation(공동현상)이라고 합니다.
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74. 화력발전소에서 증기 및 급수가 흐르는 순서는?

  1. 절단기 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기
  2. 보일러 → 절단기 → 과열기 → 터빈 → 복수기
  3. 보일러 → 과열기 → 절단기 → 터빈 → 복수기
  4. 절단기 → 과열기 → 보일러 → 터빈 → 복수기
(정답률: 45%)
  • 화력발전소의 기본 사이클은 물을 가열하여 증기를 만들고 이를 통해 터빈을 돌린 후 다시 물로 되돌리는 과정입니다.
    흐름 순서는 절단기 $\rightarrow$ 보일러 $\rightarrow$과열기 $\rightarrow$ 터빈 $\rightarrow$ 복수기 순으로 진행됩니다.
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75. 고압 배전선로의 중간에 승압기를 설치하는 주목적은?

  1. 부하의 불평형 방지
  2. 말단의 전압강하 방지
  3. 전력손실의 감소
  4. 역률 개선
(정답률: 54%)
  • 배전선로가 길어지면 선로 임피던스로 인해 전압 강하가 발생하며, 특히 말단 전압이 낮아지므로 중간에 승압기를 설치하여 말단의 전압강하를 방지합니다.
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76. 전원이 양단에 있는 환상선로의 단락보호에 사용되는 계전기는?

  1. 방향거리계전기
  2. 부족전압계전기
  3. 선택접지계전기
  4. 부족전류계전기
(정답률: 54%)
  • 환상선로는 전원이 양단에 있어 고장 시 전류가 양방향에서 유입되므로, 고장 지점의 방향과 거리를 동시에 판별할 수 있는 방향거리계전기를 사용하여 보호합니다.
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77. 펌프의 양수량 Q[m3/sec], 유효 양정Hu[m], 펌프의 효율ηp, 전동기의 효율 ηm일 때, 양수발전기의 출력 [kW]는?

(정답률: 69%)
  • 양수발전기의 출력은 물을 끌어올리는 데 필요한 수동력에 펌프와 전동기의 효율을 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{9.8 Q H_{u}}{\eta_{p} \eta_{m}}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{9.8 Q H_{u}}{\eta_{p} \eta_{m}}$
    ③ [최종 결과]
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78. 변전소에서 비접지 선로의 접지보호용으로 사용되는 계전기의 영상전류를 공급하는 것은?

  1. CT
  2. GPT
  3. ZCT
  4. PT
(정답률: 65%)
  • ZCT(영상변류기)는 3상 전선을 한꺼번에 통과시켜 정상 상태에서는 합이 0이 되지만, 지락 사고 시 발생하는 영상전류를 검출하여 계전기에 공급하는 장치입니다.
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79. 송전선로에서 1선 지락의 경우 지락전류가 가장 작은 중성점 접지방식은?

  1. 비접지방식
  2. 직접접지방식
  3. 저항접지방식
  4. 소호리액터접지방식
(정답률: 65%)
  • 소호리액터접지방식은 중성점에 리액터를 설치하여 지락 사고 시 발생하는 충전전류를 상쇄시킴으로써 지락전류를 최소화하는 방식입니다.
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80. 1선 1km당의 코로나 손실 P[kW]를 나타내는 peek식은? (단, δ:상대공기밀도, D:선간거리[cm], d:전선의 지름[cm], f:주파수[Hz], E:전선에 걸리는 대지전압[kV], E0:코로나 임계전압[kV]이다.)

(정답률: 34%)
  • 1선 $1\text{km}$당 코로나 손실 $P$를 구하는 Peek 식은 주파수, 상대공기밀도, 전선 지름 및 선간거리, 전압의 관계를 나타내는 공식입니다.
    $$\text{P} = \frac{241}{\delta} (f + 25) \sqrt{\frac{d}{2D}} (E - E_0)^2 \times 10^{-5}$$
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