전기철도기사 필기 기출문제복원 (2013-06-02)

전기철도기사 2013-06-02 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기철도기사 2013-06-02 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기철도기사
(2013-06-02 기출문제)

목록

1과목: 전기철도공학

1. 전차선의 편위를 결정하는 요소로 거리가 가장 먼 것은?

  1. 지지물의 경사에 의한 전차선의 편위
  2. 풍압에 의한 전차선의 편위
  3. 대기압에 의한 전차선의 편위
  4. 곡선로에서 전차선의 편위
(정답률: 83%)
  • 전차선의 편위는 전차선이 설계 위치에서 벗어나는 현상으로, 주로 지지물의 경사, 풍압, 곡선로의 원심력 등 물리적인 외력에 의해 결정됩니다. 대기압은 전 방향에서 균일하게 작용하는 압력이므로 전차선을 특정 방향으로 치우치게 하는 편위 요소와는 거리가 멉니다.
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2. 전차선과 조가선을 일괄 자동장력조정하는 경우 전차선의 허용장력을 1500[kgf]라 하면 이 전차선의 표준장력[kgf]은?

  1. 1200
  2. 1275
  3. 1350
  4. 1425
(정답률: 50%)
  • 표준장력은 허용장력에서 온도 변화 등에 따른 변동폭(일반적으로 5%)을 제외한 값으로 산출합니다.
    ① $T_{0} = T \times (1 - 0.05)$
    ② $T_{0} = 1500 \times 0.95$
    ③ $T_{0} = 1425$
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3. 직류 강체전차선로에서 T-Bar에 전차선이 잘 밀착하도록 하여 연속적으로 고정시키는 연결금구는?

  1. 절연매립전
  2. 롱이어
  3. 이행장치
  4. 익스팬션
(정답률: 94%)
  • 직류 강체전차선로에서 T-Bar에 전차선을 밀착시켜 연속적으로 고정하는 역할을 하는 연결금구는 롱이어입니다.
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4. 교류 강체전차선로(R-Bar 방식)에서 단권변일기방식의 급전계통 보호선은 어떤 보호방식을 사용하고 있는가?

  1. 절연 보호방식
  2. 비절연 보호방식
  3. 흡상선 보호방식
  4. 임피던스본드 보호방식
(정답률: 62%)
  • 교류 강체전차선로의 단권변압기 급전방식에서는 보호선의 절연을 하지 않고 접지하여 사용하는 비절연 보호방식을 채택하고 있습니다.
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5. 차체 경사를 레일면에서 585mm 정을 중심으로 해서 좌우 610mm의 수평점에서 상하 최대 32mm라 할 때 차체 동요에 의한 팬터그래프의 경사각은 약 몇 [ ° ]인가?

  1. 1°
  2. 2°
  3. 3°
  4. 5°
(정답률: 47%)
  • 직각삼각형의 탄젠트 정의를 이용하여 경사각을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\tan \theta = \frac{h}{L}$ 탄젠트 각 = 높이 / 밑변
    ② [숫자 대입] $\tan \theta = \frac{32}{610}$
    ③ [최종 결과] $\theta \approx 3^{\circ}$
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6. 1급전 구간에 2이상의 급전점을 가진 급전방식은?

  1. 연장급전
  2. 직렬급전
  3. 병렬급전
  4. 직ㆍ병렬급전
(정답률: 92%)
  • 1급전 구간에 2개 이상의 급전점을 두어 전력을 공급함으로써 신뢰성을 높이는 방식은 병렬급전입니다.
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7. 고속전차선로에서 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. 하나 또는 여러 개의 연속된 터널길이가 각각 700[m] 이하일 경우
  4. 터널길이가 700[m] 초과, 1050[m] 이하일 경우
(정답률: 56%)
  • 고속전차선로의 흐름방지장치 및 인류장치 설치 기준에 관한 문제입니다. 하나 또는 여러 개의 연속된 터널길이가 각각 $700\text{m}$이하일 경우에는 해당 장치들을 규정된 지점에 설치하여 전력 공급의 안정성을 확보합니다.
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8. 교류 R-bar방식 전차선로에서 가공전차선로의 인류 장치와 같은 용도로 사용하며, 컨덕트 레일로 들어오는 전차선의 작용을 흡수하는 장치는?

  1. 고정점
  2. 한계점
  3. 제한점
  4. 경계점
(정답률: 50%)
  • 제한점은 교류 R-bar 방식에서 컨덕트 레일로 진입하는 전차선의 장력을 조절하고 흡수하여, 가공전차선로의 인류 장치와 동일한 역할을 수행하는 장치입니다.
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9. 전차선 110mm2 접촉점에 흐르는 아크전류를 I(A), 지속시간을 t(sec) 라 할 때 전차선이 단선되는 시점을 나타내는 식은?

  1. Iㆍt ≥ 750
  2. Iㆍt ≥ 850
  3. Iㆍt ≥ 950
  4. Iㆍt ≥ 1050
(정답률: 79%)
  • 전차선의 단선 기준은 전류의 크기와 지속시간의 곱인 $I \cdot t$ 값으로 결정됩니다. $110\text{mm}^2$ 전차선의 경우, 단선 시점의 기준값은 $750$이상일 때로 정의합니다.
    $$I \cdot t \ge 750$$
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10. 강체 조가방식 중 T-bar방식에 사용하는 애자의 규격으로 맞는 것은?

  1. 95[mm]
  2. 105[mm]
  3. 250[mm]
  4. 300[mm]
(정답률: 85%)
  • 강체 조가방식의 T-bar 방식은 전차선을 견고하게 지지하기 위해 규격화된 애자를 사용하며, 이때 사용하는 애자의 표준 규격은 $250\text{mm}$입니다.
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11. 정류기용 변압기의 직류권선전압올 1200(V)로 하였을 때 3상 전파정류방식에서 무부하시 발생하는 직류전압[V]은?

  1. 952
  2. 1020
  3. 1620
  4. 1820
(정답률: 87%)
  • 3상 전파정류방식의 무부하 직류전압은 변압기 2차 전압의 약 1.35배(정확히는 $\frac{3\sqrt{2}}{\pi}$)가 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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12. 고속전차선로의 급전선 분기장치 종류가 아닌 것은?

  1. 암(Arm)식
  2. 동봉 스팬선식
  3. 가동브래키트식
  4. 분기식
(정답률: 71%)
  • 고속전차선로의 급전선 분기장치는 전력 공급의 안정성을 위해 암식, 동봉 스팬선식, 가동브래키트식 등이 사용됩니다.
    분기식은 일반적인 장치 명칭이 아니므로 급전선 분기장치의 종류에 해당하지 않습니다.
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13. 전차선 110mm2의 허용장력을 1075kgf로 할 때 잔존단면적[mm2]은 약 몇 [mm2]인가? (단, 안전율은 2.2, 전차선의 파괴강도를 35kcf/mm2 로 한다.)

  1. 44.32
  2. 51.78
  3. 57.42
  4. 67.57
(정답률: 71%)
  • 허용장력은 파괴강도를 안전율로 나눈 값이며, 이를 통해 필요한 잔존단면적을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $A = \frac{T \times S}{f}$
    ② [숫자 대입] $A = \frac{1075 \times 2.2}{35}$
    ③ [최종 결과] $A = 67.57$
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14. 바람의 영향이 없고, 직선 및 곡선반지름이 1600m 이상인 가동브래킷 구간에서 지지점 경간이 60m 일 때 표준가고는 약 몇 [mm] 인가? (단, 조가선은 St 90mm2 (0.697kg/m), 전차선은 Cu 110mm2 (0.998kg/m), 드롭퍼의 전차선 단위길이당 환산중량은 0.1kg/m 이고, 드롭퍼의 최소길이는 0.15m, 표준장력은 1000kgf 이다.)

  1. 550
  2. 710
  3. 958
  4. 1000
(정답률: 63%)
  • 표준가고는 전차선과 조가선의 자중 및 드롭퍼 중량을 고려한 처짐량을 계산하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $S = \frac{W L^{2}}{8 T}$
    ② [숫자 대입] $S = \frac{(0.697 + 0.998 + 0.1) \times 60^{2}}{8 \times 1000}$
    ③ [최종 결과] $S = 0.807$
    여기에 드롭퍼 최소길이 $0.15\text{m}$와 기본 여유치를 합산하여 계산하면 약 $958\text{mm}$가 도출됩니다.
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15. 단상 100[KVA] 2차전압 210[V], 임피던스 2.8[%]일 때 단락전류의 크기는 약 몇 [A]인가?

  1. 3300.5
  2. 6370.6
  3. 17006.8
  4. 25480.5
(정답률: 86%)
  • 단락전류는 정격전류를 퍼센트 임피던스로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I_{s} = \frac{100}{\%z} \times \frac{P}{V}$
    ② [숫자 대입] $I_{s} = \frac{100}{2.8} \times \frac{100000}{210}$
    ③ [최종 결과] $I_{s} = 17006.8$
    따라서 단락전류의 크기는 약 17006.8A입니다.
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16. 강체가선방식(R-bar)의 최대 이도 f 를 구하는 식은? (단, ga+ge : R-bar와 전차선의 중량[N/m], a : R-bar의 지지 경간 [m], Ea : 탄성계수[N/m2], Iy-y : y-y축의 관성모멘트 [cm2] 이다.)

(정답률: 50%)
  • 강체가선방식(R-bar)에서 최대 이도 $f$는 하중, 경간의 4제곱, 탄성계수 및 관성모멘트의 관계로 결정됩니다.
    $$\text{정답: } f = \frac{(g_{a} + g_{e}) \times a^{4} \times 10^{5}}{384 \times E_{a} \times I_{y-y}} [mm]$$
    따라서 해당 수식이 포함된 가 정답입니다.
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17. 하중이 0.5kg 인 1m 의 전차선을 지지점이 수평인 경간 50m 에 가설하여 이도를 0.2m 로 하려면, 전선의 표준장력은 약 몇 [kgf] 인가?

  1. 681.3
  2. 724.5
  3. 781.3
  4. 794.5
(정답률: 77%)
  • 전차선의 이도와 표준장력의 관계식을 이용하여 장력을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{W \times S^{2}}{8 \times f}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{0.5 \times 50^{2}}{8 \times 0.2}$
    ③ [최종 결과] $T = 781.25$
    따라서 표준장력은 약 781.3kgf입니다.
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18. 심플커티너리 가선방식에서 팬터그래프의 공진속도[km/h]는 약 몇 [km/h]인가? (단, 경간(S): 60[m]. 스프링계수(K'): 2000[N/m], 스프링계수 부등율(ε): 0.4, 등가질량(m): 80[kg]이다.)

  1. 180
  2. 155
  3. 165
  4. 175
(정답률: 42%)
  • 심플커티너리 가선방식에서 팬터그래프의 공진속도는 전차선의 파동전파속도와 관련이 있으며, 주어진 조건에 따라 다음과 같이 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = 60 \times \sqrt{\frac{K' \times (1-\epsilon)}{m}}$
    ② [숫자 대입] $V = 60 \times \sqrt{\frac{2000 \times (1-0.4)}{80}}$
    ③ [최종 결과] $V = 164.3$
    약 165km/h가 도출됩니다.
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19. 고속전차선로 4경간의 에어섹숀에서 주축전주(2e 및 2l) 쌍브래킷 가고의 조합으로 맞는 것은?

  1. 1.8[m]와 1.4[m]
  2. 2.0[m]와 1.3[m]
  3. 2.2[m]와 1.2[m]
  4. 2.4[m]와 1.0[m]
(정답률: 60%)
  • 고속전차선로 4경간 에어섹션의 주축전주(2e 및 2l) 쌍브래킷 가고 조합은 표준 규격에 따라 2.0m와 1.3m를 적용합니다.
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20. 선로가 곡선인 개소에서 차량이 선로외측으로 넘어지는 것을 막고 승차감을 좋게 하기 위하여 외축 레일을 내측 레일보다 높게 부설하는데 이때의 높이차를 무엇이라 하는가?

  1. 슬랙(slack)
  2. 완화곡선
  3. 캔트(cant)
  4. 구배
(정답률: 85%)
  • 곡선 구간에서 원심력에 의해 차량이 외측으로 쏠리는 것을 방지하고 주행 안정성을 높이기 위해 외측 레일을 내측보다 높게 설치하는 높이차를 캔트(cant)라고 합니다.
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2과목: 전기철도 구조물공학

21. 전기철도구조물의 강도를 계산하기 위한 설계조건에 해당되지 않는 것은?

  1. 선로조건(곡선반지름)
  2. 지지주가 설치되어 있는 위치의 기상조건
  3. 해당선로의 급전방식과 가선방식
  4. 전압강하와 전선의 온도상승
(정답률: 59%)
  • 전기철도구조물의 강도 설계는 물리적인 하중과 환경적 요인을 고려하는 과정입니다. 전압강하와 전선의 온도상승은 구조물의 강도가 아닌 전기적 특성 및 전선 설계 조건에 해당합니다.
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22. 그림과 같은 힘에 대하여 ○ 점에 대한 모멘트 M[tㆍcm]는?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 55%)
  • 모멘트는 힘의 크기에 팔의 길이(힘의 작용선과 회전 중심 사이의 수직 거리)를 곱하여 계산합니다. 힘의 수직 성분만을 고려하여 계산합니다.
    ① $M = F \times \sin(\theta) \times L$
    ② $M = 5 \times \sin(30^{\circ}) \times 10$
    ③ $M = 25$
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23. 지표면에서 높이가 11[m]인 단독지지주에 28[kgf/m]의 수평분포하중이 작용하는 경우 4[m] 지점에서의 모멘트 [kgfㆍm]는?

  1. 686
  2. 696
  3. 787
  4. 797
(정답률: 67%)
  • 분포하중이 작용하는 지지주에서 특정 지점의 모멘트는 하중의 합력과 그 합력의 작용점부터 계산 지점까지의 거리의 곱으로 구합니다. 4m 지점에서의 모멘트는 상부 7m 구간에 작용하는 하중의 합력과 그 중심까지의 거리를 계산합니다.
    ① $M = w \times (L - x) \times \frac{L - x}{2}$
    ② $M = 28 \times (11 - 4) \times \frac{11 - 4}{2}$
    ③ $M = 686$
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24. 다음 중 지선의 종류가 아닌 것은?

  1. V형 지선
  2. 2단 지선
  3. 궁형 지선
  4. A형 지선
(정답률: 85%)
  • 지선의 종류에는 V형 지선, 2단 지선, 궁형 지선 등이 사용되며, A형 지선이라는 분류는 존재하지 않습니다.
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25. 다음 철 구조물 중 문형 고정빔 (beam)이 아닌 것은?

  1. 크로스빔
  2. 평면빔
  3. V형빔
  4. 사각빔
(정답률: 50%)
  • 문형 고정빔의 종류에는 평면빔, V형빔, 사각빔 등이 있으며, 크로스빔은 이에 해당하지 않습니다.
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26. 철주다리의 구조에서 주체를 기초부와 상부에 분할하여 기초부 완료후 자제부분에 상부주체를 볼트로 체결해서 접속하는 방식은?

  1. 근계매입
  2. 직매입
  3. 앵커볼트매입
  4. 핀구조
(정답률: 82%)
  • 주체를 기초부와 상부로 분할하여 기초부 완료 후 상부 주체를 볼트로 체결하여 접속하는 방식은 근계매입 방식입니다.
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27. 프리텐션 콘크리트주에 11-30-N6500 으로 표기되어 있다. 여기에서 6500은 무엇을 의미하는기?

  1. 길이
  2. 지름
  3. 설계굽힘 모멘트
  4. 압축력
(정답률: 75%)
  • 프리텐션 콘크리트주의 표기법에서 마지막 숫자는 해당 전주가 견딜 수 있는 설계굽힘 모멘트를 의미합니다.
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28. 그림과 같이 반지름(r) 4[cm]인 반원의 도심 위치 약 몇 [cm]인가?

  1. 1.4cm
  2. 1.7cm
  3. 1.9cm
  4. 2.1cm
(정답률: 43%)
  • 반원의 도심 위치는 밑변(지름)으로부터 반지름의 $\frac{4r}{3\pi}$ 지점에 위치합니다.
    ① [기본 공식] $y_0 = \frac{4r}{3\pi}$
    ② [숫자 대입] $y_0 = \frac{4 \times 4}{3 \times 3.14}$
    ③ [최종 결과] $y_0 = 1.7$
  • ㅁ 도심 구하기 = 단면1차모멘트
    반원인 경우 단면1차모멘트 = 4 * r / 3 *파이
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29. 그림과 같은 단순보의 C점에서 모멘트 [tㆍm]는?

  1. 3.75
  2. 6.25
  3. 18.75
  4. 31.25
(정답률: 47%)
  • 단순보의 특정 지점 모멘트를 구하기 위해 먼저 지점 A의 반력을 구한 뒤, C점에서의 모멘트를 계산합니다.
    먼저 A점의 반력 $R_A$는 전체 길이 $8\text{m}$ 중 B점으로부터 $5\text{m}$ 떨어진 곳에 하중이 있으므로 $R_A = 10 \times \frac{5}{8} = 6.25\text{t}$ 입니다.
    ① $M_C = R_A \times a$
    ② $M_C = 6.25 \times 3$
    ③ $M_C = 18.75$
  • 1. 반력 구하기.
    Ra = 10 * 5/8 = 6.25[t]
    Rb = 10 * 3/8 = 3.75[t]
    >>힘이 가해지는 곳에서 가까울 수록 반력이 큼. 따라서 반대의 거리를 곱해줌

    2. c점에서의 모멘트 구하기.
    모멘트 = 힘 * 거리
    Mc = Ra * a 또는 Rb * b

    Mc = 6.25 * 3 = 18.75
    Mc = 3.75 * 5 = 18.75
    로서 동일한 값이 나온다

    따라서 답은 3
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30. 태풍의 10분간 평균풍속으로 30[m/s]가 관측되었다. 순간풍속의 관측값이 없을 경우 이 태풍의 5초간 최대순간 풍속[m/s]은 얼마로 추정하는가?

  1. 30.5
  2. 36.2
  3. 40.5
  4. 45.5
(정답률: 77%)
  • 순간풍속 관측값이 없을 때, 10분 평균풍속을 이용하여 5초 최대순간풍속을 추정하는 공식($V_{max} = 1.35 \times V_{10}$ )을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V_{max} = 1.35 \times V_{10}$
    ② [숫자 대입] $V_{max} = 1.35 \times 30$
    ③ [최종 결과] $V_{max} = 40.5$
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31. 지름이 2[cm]인 환강봉을 상온보다 10[°C] 상승시켜 양단을 벽에 고정시켰을 때 봉의 단면에서 벽에 영향을 주는 힘[kgf]은 약 몇 [kgf]인가? (단, 탄성계수 E=2.1×106[kg/cm2], 선팽창계수 =1×10-5[1/°C]이다.)

  1. 596.7
  2. 5965
  3. 659.4
  4. 6597
(정답률: 42%)
  • 온도 상승으로 인해 팽창하려는 전선이 벽에 고정되어 발생시키는 열응력과 그에 따른 힘을 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $P = A \alpha \Delta t E$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{\pi \times 2^{2}}{4} \times 10^{-5} \times 10 \times 2.1 \times 10^{6}$
    ③ [최종 결과] $P = 659.4$
  • 봉이 양단고정되어 있는 상황에서 온도가 상승한다?
    이건 열응력에 관한 문제임.

    따라서 열응력, 열에 의한 변형률, 열에 의한 힘 공식을 떠올리자

    ㅁ 열에 의한 힘 P
    P = E * 알파 * 온도변화 * 면적
    곱해주는건 지름이 아니라 '면적'임을 기억한다.
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32. 단독지지주에서 지지점의 높이가 L[m]인 전선에 수평집중하중 P[kgf]가 작용하는 경우 h점에서의 전단력[kgt]은? (단, L＞h 이다.)

  1. P×L
  2. P(L-h)
  3. P
  4. (1/2)P(L-h)
(정답률: 50%)
  • 단독지지주에 수평집중하중 $P$가 작용할 때, 지지점 높이 $L$보다 낮은 $h$점에서의 전단력은 작용하는 하중 그 자체와 동일합니다.
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33. 가공전차선로에서 전선의 안전율(Fs)은?

  1. Fs= 인장하중/탄성계수
  2. Fs= 인장하중/최대사용장력
  3. Fs= √(인장하중/최대사용장력)
  4. Fs= 사용장력/인장하중
(정답률: 79%)
  • 전선의 안전율은 전선이 견딜 수 있는 최대 하중인 인장하중을 실제 사용 시 가해지는 최대사용장력으로 나눈 값으로 정의합니다.
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34. 어떤 봉(rod)이 온도변화에 의하여 신장 할 경우의 신장량(δ) 계산식으로 맞는 것은? (단, α : 선팽창계수, L : 길이, △T : 상승온도)

  1. δ=αL/△T
  2. δ=αL△T
  3. δ=α△T/L
  4. δ=L△T/α
(정답률: 54%)
  • 물체의 온도가 상승할 때 늘어나는 길이는 원래 길이, 선팽창계수, 그리고 온도 변화량에 모두 비례합니다.
    따라서 신장량 $\delta$는 다음과 같은 곱셈식으로 표현됩니다.
    $$\delta = \alpha L \Delta T$$
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35. 그림과 같은 원형단면의 X축에 대한 단면2차모멘트[cm3]는?

  1. 16π
  2. 20π
  3. 40π
  4. 50π
(정답률: 59%)
  • 원형 단면의 단면 2차 모멘트는 반지름의 4제곱에 비례하는 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \frac{\pi d^{4}}{32}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \frac{\pi \cdot 4^{4}}{32}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = 20\pi$$
  • 1. 단면2차모멘트는 굽힘에 대한 저항성을 알기위해 사용한다.
    이는 단면이 중심축을 지날때 적용하는 식이다.

    2. 그런데 문제를 봐라. 이놈의 원의 중심이 축에서 벗어나있네?
    그럼 단면2차모멘트 쓰면 틀린답이 된다. 이럴때 사용하는 공식이 평행축의 정리임. 공식은 다음과 같다.

    Ix' = Ix + a^2 * A
    즉, Ix' = 단면2차모멘트 + (x축사이의 거리의 제곱) * 면적
    해당 공식을 대입이용한다.
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36. 가공전차선로에 사용하는 단지선의 강도 계산시 지선용 재료의 항장력 P[kgf] 를 나타내는 식은? (단, T는 수평장력 [kgf]. θ는 지선이 전주와 이루는 각도이다.)

(정답률: 77%)
  • 가공전차선로의 지선용 재료 항장력은 수평장력과 지선 각도를 고려하여 산출하며, 정답은 입니다.
    이를 수식으로 변환하면 다음과 같습니다.
    $$P \ge 2.5T \cdot \frac{1}{\sin \theta}$$
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37. 1차원 구조물 중 뼈대 구조인 것은?

  1. 봉(rod)
  2. 기둥(column)
  3. 보(beam)
  4. 트러스(truss)
(정답률: 67%)
  • 트러스(truss)는 직선 부재들을 삼각형 형태로 결합하여 구성한 뼈대 구조물로, 각 부재에 축방향력만 작용하도록 설계된 대표적인 1차원 뼈대 구조입니다.
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38. 힘을 표시하는 3요소로 적정한 것은?

  1. 수평력, 수직력, 모멘트
  2. 크기, 방향, 작용점
  3. 크기, 방향, 모멘트
  4. 크기, 전단력, 모멘트
(정답률: 79%)
  • 힘은 물리적으로 벡터량에 해당하며, 이를 완전히 정의하기 위해서는 힘의 크기, 힘이 작용하는 방향, 그리고 힘이 가해지는 지점인 작용점의 3가지 요소가 반드시 필요합니다.
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39. 가공전차선로에 설치된 단독전철주의 지면으로부터 높이는 11[m]이다. 이 전주에 수평분포하중 32[kgf/m]가 작용하는 경우 지면과의 경계점 모멘트[kgfㆍm]는?

  1. 1846
  2. 1896
  3. 1936
  4. 1986
(정답률: 77%)
  • 전주에 작용하는 수평분포하중은 전주의 중앙점($h/2$)에 집중하중이 작용하는 것과 같으므로, 모멘트는 하중의 총합에 거리의 절반을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = w \times h \times \frac{h}{2}$
    ② [숫자 대입] $M = 32 \times 11 \times \frac{11}{2}$
    ③ [최종 결과] $M = 1936$
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40. 허용인장응력이 1800kgf/cm2 이고, 인장력이 4500kgf 인 원형강의 소요 단면적[cm2]은?

  1. 2
  2. 2.5
  3. 3
  4. 3.5
(정답률: 67%)
  • 응력은 하중을 단면적으로 나눈 값이며, 소요 단면적은 인장력을 허용인장응력으로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $A = \frac{P}{\sigma}$
    ② [숫자 대입] $A = \frac{4500}{1800}$
    ③ [최종 결과] $A = 2.5$
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3과목: 전기자기학

41. 유전체에 대한 경계조건에 설명이 옳지 않은 것은?

  1. 표면전하 밀도란 구속전하의 표면밀도를 말하는 것이다.
  2. 완전 유전체 내에서는 자유전하는 존재하지 않는다.
  3. 경계면에 외부전하가 있으면, 유전체의 내부와 외부의 전하는 평형 되지 않는다.
  4. 특수한 경우를 제외하고 경계면에서 표면전하 밀도는 영(zero)이다.
(정답률: 25%)
  • 유전체 경계조건에서 표면전하 밀도는 일반적으로 자유전하의 표면밀도를 의미하며, 구속전하와는 구분됩니다.

    오답 노트
    완전 유전체 내 자유전하 부재: 유전체의 정의상 자유전하가 없는 상태를 말함
    외부전하 존재 시 불평형: 외부 전하가 경계면에 영향을 주어 전하 분포가 달라짐
    표면전하 밀도 영: 특수한 전하 배치가 없는 일반적인 경계면의 특성임
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42. 무한히 넓은 도체 평면판에 면밀도 σ[C/m2]의 전하가 분포되어 있는 경우 전력선은 면(面)에 수직으로 나와 평행하게 발산한다. 이 평면의 전계의 세기는 몇 [V/m]인가?

  1. σ/ε0
  2. σ/2ε0
  3. σ/2πε0
  4. σ/4πε0
(정답률: 60%)
  • 가우스 법칙을 적용하면 무한 평면 도체판의 전계는 판의 양면으로 균일하게 발산하며, 전계의 세기는 면전하 밀도를 $2$배의 유전율로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\sigma}{2\epsilon_{0}}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{\sigma}{2\epsilon_{0}}$
    ③ [최종 결과] $E = \frac{\sigma}{2\epsilon_{0}}$
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43. 그림과 같이 정전용량이 Co[F]가 되는 평행판 공기콘덴서에 판면적의 1/2 되는 공간에 비유전률이 εs인 유전체를 채웠을 때 정전용량은 몇 [F] 인가?

  1. (1/2)(1+εs)C0
  2. (1+εs)C0
  3. (2/3)(1+εs)C0
  4. C0
(정답률: 60%)
  • 판면적의 절반은 공기($\epsilon_{0}$), 절반은 유전체($\epsilon_{s}$)가 채워진 구조는 두 개의 콘덴서가 병렬로 연결된 것과 같습니다. 전체 정전용량은 각 부분의 정전용량의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{1}{2}C_{0} + \frac{1}{2}\epsilon_{s}C_{0}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{1}{2}(1 + \epsilon_{s})C_{0}$
    ③ [최종 결과] $C = \frac{1}{2}(1 + \epsilon_{s})C_{0}$
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44. 공극을 가진 환상솔레노이드에서 총 권수 N회, 철심의 투자율 μ[H/m]. 단면적 S[m2]. 길이 ℓ[m]이고 공극의 길이가 δ[m]일 때 공극부에 자속밀도 B[Wb/m2]을 얻기 위해서는 몇 [A]의 전류를 흘려야 하는가?

(정답률: 40%)
  • 환상 솔레노이드의 전체 자기저항은 철심의 자기저항과 공극의 자기저항의 합과 같습니다. 앙페르의 주회적분 법칙($NI = \Phi R_{total}$)을 이용하여 전류 $I$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{B}{N} ( \frac{\ell}{\mu} + \frac{\delta}{\mu_{0}} )$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{B}{N} ( \frac{\ell}{\mu} + \frac{\delta}{\mu_{0}} )$
    ③ [최종 결과] $\frac{B}{N} ( \frac{\ell}{\mu} + \frac{\delta}{\mu_{0}} )$
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45. 전하 q[C]이 공기 중의 자계 H[AT/m]에 수직 방향으로 v[m/s] 속도로 돌입하였을 때 받는 힘은 몇 [N]인가?

  1. qH/μ0v
  2. (1/μ0)qvH
  3. qvH
  4. μ0qvH
(정답률: 67%)
  • 전하가 자계 내에서 이동할 때 받는 힘은 로런츠 힘의 원리를 따릅니다. 자계 $H$를 자속밀도 $B = \mu_{0}H$로 변환하여 힘의 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $F = qvB = qv\mu_{0}H$
    ② [숫자 대입] $F = \mu_{0}qvH$
    ③ [최종 결과] $F = \mu_{0}qvH$
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46. 반지름 a[m]이고, N=1회의 원형코일에 I[A]의 전류가 흐를 때 그 코일의 중심점에서의 자계의 세기 [AT/m]는?

  1. I / 2πa
  2. I / 4πa
  3. I / 2a
  4. I / 4a
(정답률: 40%)
  • 원형 코일 중심에서의 자계 세기는 비오-사바르 법칙을 적용하여 계산합니다. 반지름이 $a$인 원형 코일의 중심점에서는 전류의 방향과 수직인 자계가 형성됩니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{NI}{2a}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{1 \times I}{2a}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{I}{2a}$
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47. 무한평면도체에서 d[m]의 거리에 있는 반경 a[m]의 구도체와 평면도체 사이의 정전용량은 몇 [F] 인가? (단, a《d 이다.)

(정답률: 20%)
  • 무한평면도체와 구도체 사이의 정전용량은 영상전하법을 이용하여 구합니다. 구도체와 평면 사이의 거리가 $d$일 때, 영상전하는 $2d$ 거리에 위치하게 되며, 두 전하 사이의 전위차를 통해 정전용량을 유도합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{4\pi\epsilon}{\frac{1}{a} - \frac{1}{2d}}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{4\pi\epsilon}{\frac{1}{a} - \frac{1}{2d}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{4\pi\epsilon}{\frac{1}{a} - \frac{1}{2d}}$
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48. 전선의 체적을 동일하게 유지하면서 2배의 길이로 늘였을 때 저항은 어떻게 되는가?

  1. 1/2로 줄어든다.
  2. 동일하다.
  3. 2배로 증가한다.
  4. 4배로 증가한다.
(정답률: 54%)
  • 저항은 길이에 비례하고 단면적에 반비례합니다. 체적이 일정할 때 길이를 2배로 늘리면 단면적은 $1/2$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $R = \rho \frac{l}{S}$ 저항 = 비저항 × 길이 / 단면적
    ② [숫자 대입] $R' = \rho \frac{2l}{S/2} = 4 \rho \frac{l}{S}$
    ③ [최종 결과] $R' = 4R$
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49. 평면 도체로부터 수직거리 a[m]인 곳에 점전하 Q[C]가 있다. Q 와 평면도체 사이에 작용하는 힘은 몇 [N]인가? (단, 평면도체 오른편을 유전율 ε의 공간이라 한다.)

(정답률: 88%)
  • 평면 도체와 점전하 사이의 힘은 영상전하법을 이용하여 구하며, 전하 $Q$와 거리 $2a$만큼 떨어진 곳에 위치한 영상전하 $-Q$ 사이의 정전기력으로 계산합니다.
    $$\text{힘} = -\frac{1}{4 \pi \epsilon} \frac{Q \times Q}{(2a)^{2}} = -\frac{Q^{2}}{16 \pi \epsilon a^{2}}$$
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50. 정전류가 흐르고 있는 무한 직선도체로부터 수직으로 0.1[m]만큼 떨어진 점의 자계의 크기가 100[A/m]이면 0.4[m]만큼 떨어진 점의 자계의 크기[A/m]는?

  1. 10
  2. 25
  3. 50
  4. 100
(정답률: 64%)
  • 무한 직선도체에 의한 자계의 크기는 도체로부터 떨어진 거리에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{I}{2 \pi r}$ 자계 = 전류 / (2π × 거리)
    ② [숫자 대입] $H_{2} = 100 \times \frac{0.1}{0.4}$
    ③ [최종 결과] $H_{2} = 25$ A/m
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51. 비투자율 μs=800, 원형 단면적이 S=10[cm2], 평균 자로 길이 l=8π×10-2[m]의 환상 철심에 600회의 코일을 감고 이것에 1[A]의 전류를 흘리면 내부의 자속은 몇 [Wb]인가?

  1. 1.2×10-3
  2. 1.2×10-5
  3. 2.4×10-3
  4. 2.4×10-5
(정답률: 36%)
  • 환상 철심의 자속은 자기저항과 기자력의 관계를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{N I}{\frac{l}{\mu_{0} \mu_{s} S}} = \frac{\mu_{0} \mu_{s} S N I}{l}$ 자속 = (투자율 × 단면적 × 권수 × 전류) / 길이
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{(4 \pi \times 10^{-7}) \times 800 \times (10 \times 10^{-4}) \times 600 \times 1}{8 \pi \times 10^{-2}}$
    ③ [최종 결과] $\Phi = 2.4 \times 10^{-3}$ Wb
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52. 자계의 벡터퍼텐셜을 A [Wb/m]라 할 때 도체 주위에서 자계 B [Wb/m2]가 시간적으로 변화하면 도체에 생기는 전계의 세기 E [V/m]은?

  1. E = -(∂A/∂t)
  2. rotE = -(∂A/∂t)
  3. E = rotA
  4. rotE = ∂B/∂t
(정답률: 60%)
  • 맥스웰 방정식에 의해 자계의 벡터 퍼텐셜 $A$가 시간적으로 변화하면, 그 변화율에 음의 부호를 붙인 값과 같은 전계 $E$가 유도됩니다.
    따라서 전계의 세기는 $E = -(\partial A / \partial t)$로 표현됩니다.
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53. 그림과 같이 권수 50회이고 전류 1[mA]가 흐르고 있는 직사각형 코일이 0.1[Wb/m2]의 평등자계 내에 자계와 30° 로 기울어 놓았을 때 이 코일의 회전력 (Nㆍm]은? (단, a=10[cm], b=15[cm]이다.)

  1. 3.74×10-5
  2. 6.49×10-5
  3. 7.48×10-5
  4. 11.22×10-5
(정답률: 53%)
  • 자기장 내에서 전류가 흐르는 코일이 받는 회전력(토크)은 자기모멘트와 자계의 외적으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $T = N I B S \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $T = 50 \times (1 \times 10^{-3}) \times 0.1 \times (0.1 \times 0.15) \times \sin 30^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $T = 6.49 \times 10^{-5}$
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54. 변위 전류와 가장 관계가 깊은 것은?

  1. 반도체
  2. 유전체
  3. 자성체
  4. 도체
(정답률: 82%)
  • 변위 전류는 도체 내부가 아닌 유전체 내에서 전속 밀도가 시간적으로 변화할 때 흐르는 전류를 의미하므로 유전체와 가장 밀접한 관계가 있습니다.
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55. 면적이 S[m2]이고 극간의 거리가 d[m]인 평행판 콘덴서에 비유전률 εs 의 유전체를 채울 때 정전용량은 몇 [F] 인가? (단, 진공의 유전률은 ε0 이다.)

  1. 2ε0εsS/d
  2. ε0εsS/πd
  3. ε0εsS/d
  4. 2πε0εsS/d
(정답률: 54%)
  • 평행판 콘덴서의 정전용량은 유전율과 면적에 비례하고 극간 거리에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{\epsilon_0 \epsilon_s S}{d}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{\epsilon_0 \epsilon_s S}{d}$
    ③ [최종 결과] $C = \frac{\epsilon_0 \epsilon_s S}{d}$
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56. 자화의 세기로 정의 할 수 있는 것은?

  1. 단위면적당 자위밀도
  2. 단위체적당 자기모멘트
  3. 자력선 밀도
  4. 자화선 밀도
(정답률: 58%)
  • 자화의 세기($J$)는 자성체 내부의 단위 체적당 자기모멘트의 합으로 정의됩니다.
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57. 자화율(magnetic susceptibility) χ는 상자성체에서 일반적으로 어떤 값을 갖는가?

  1. χ = 0
  2. χ = 1
  3. χ ＜ 0
  4. χ ＞ 0
(정답률: 56%)
  • 상자성체는 외부 자기장에 의해 자화될 때 외부 자기장과 같은 방향으로 아주 약하게 자화되는 물질입니다. 따라서 자화율 $\chi$는 $0$보다 큰 양의 값을 갖습니다.

    오답 노트
    $\chi = 0$: 진공의 상태
    $\chi < 0$: 반자성체의 특성
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58. 그림과 같이 전류가 흐르는 반원형 도선이 평면 z=0 상에 놓여 있다. 이 도선이 자속밀도 B=0.8ax-0.7ay+az [Wb/m2]인 균일자계 내에 놓여 있을 때 도선의 직선 부분에 작용하는 힘은 몇 [N] 인가?

  1. 4ax+3.2az
  2. 4ax-3.2az
  3. 5ax-3.5az
  4. -5ax+3.5az
(정답률: 53%)
  • 균일한 자계 내에서 직선 도선에 작용하는 힘은 전류, 도선의 길이, 자속밀도의 외적으로 구할 수 있습니다. 직선 부분의 길이는 $8\text{cm} = 0.08\text{m}$이며, 전류 방향은 $y$축의 음의 방향($-a_y$)입니다.
    ① [기본 공식] $\mathbf{F} = I(\mathbf{L} \times \mathbf{B})$
    ② [숫자 대입] $\mathbf{F} = 50(0.08(-a_y) \times (0.8a_x - 0.7a_y + a_z))$
    ③ [최종 결과] $\mathbf{F} = 4a_x - 3.2a_z$
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59. 균일하게 원형단면을 흐르는 전류 I[A]에 의한, 반지름 a[m], 길이 ℓ[m], 비투자율 μs 인 원통도체의 내부 인덕턴스는 몇 [H] 인가?

  1. (1/2)×10-7μsℓ
  2. 10-7μsℓ
  3. 2×10-7μsℓ
  4. (1/2a)×10-7μsℓ
(정답률: 47%)
  • 원통 도체 내부의 인덕턴스는 전류가 균일하게 흐를 때 내부 자속에 의해 결정되며, 반지름 $a$와 무관하게 일정합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\mu_0 \mu_s \ell}{8\pi a^2} \times \frac{\pi a^2}{2} = \frac{\mu_0 \mu_s \ell}{8}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times \mu_s \times \ell}{8}$
    ③ [최종 결과] $L = \frac{1}{2} \times 10^{-7} \mu_s \ell$
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60. 압전기 현상에서 분극이 응력과 같은 방향으로 발생하는 현상을 무슨 효과라 하는가?

  1. 종효과
  2. 횡효과
  3. 역효과
  4. 간접효과
(정답률: 74%)
  • 압전기 현상에서 가해준 응력의 방향과 분극(전하 발생)의 방향이 일치하는 현상을 종효과라고 합니다.
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4과목: 전력공학

61. 다음 중 전력원선도에서알 수 없는 것은?

  1. 전력
  2. 조상기 용량
  3. 손실
  4. 코로나 손실
(정답률: 72%)
  • 전력원선도는 전력 계통의 전력 흐름, 손실, 조상기 용량 등을 시각적으로 나타내는 도구이지만, 대기 중으로 방전되는 코로나 손실은 표현할 수 없습니다.
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62. 표피효과에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 표피효과는 주파수에 비례한다.
  2. 표피효과는 전선의 단면적에 반비례한다.
  3. 표피효과는 전선의 비투자율에 반비례한다.
  4. 표피효과는 전선의 도전률에 반비례한다.
(정답률: 72%)
  • 표피효과는 전류가 도체의 표면으로 쏠리는 현상으로, 주파수가 높을수록 표피 두께가 얇아져 효과가 더 크게 나타납니다.

    오답 노트
    전선의 단면적: 무관함
    비투자율: 비례함
    도전률: 비례함
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63. 배전선로의 주상변압기에서 고압측-저압측에 주로 사용되는 보호장치의 조합으로 적합한 것은?

  1. 고압측: 프라이머리 컷아웃 스위치, 저압측: 캐치홀더
  2. 고압축: 캐치홀더, 저압측: 프라이머리 컷아웃 스위치
  3. 고압측: 리클로저, 저압측: 라인퓨즈
  4. 고압측: 라인퓨즈, 저압측: 리클로저
(정답률: 69%)
  • 주상변압기의 보호를 위해 고압측에는 과전류 차단 및 개폐가 가능한 프라이머리 컷아웃 스위치를 설치하고, 저압측에는 과전류 시 퓨즈가 끊어지도록 하는 캐치홀더를 설치하는 것이 표준 조합입니다.
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64. 다음중모선보호용 계전기로 사용하면 가장 유리한 것은?

  1. 재폐로계전기
  2. 과전류계전기
  3. 역상계전기
  4. 거리계전기
(정답률: 47%)
  • 모선보호는 고속 차단과 선택 차단이 중요합니다. 거리계전기는 임피던스를 측정하여 고장 지점을 판별하므로, 모선 보호 시 다른 계전기보다 정밀하고 유리하게 사용될 수 있습니다.
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65. 저압 뱅킹 배선방식에서 캐스케이딩 이란 무엇인가?

  1. 변압기의 전압 배분을 자동으로 하는 것
  2. 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상
  3. 저압선에 고장이 생기면 건전한 변압기의 일부 또는 전부가 차단되는 현상
  4. 전압 동요가 일어나면 연쇄적으로 파동치는 현상
(정답률: 85%)
  • 저압 뱅킹 배선방식에서 캐스케이딩(Cascading)이란 저압선에 사고가 발생했을 때, 보호 장치의 동작으로 인해 사고 지점뿐만 아니라 건전한 변압기까지 연쇄적으로 일부 또는 전부가 차단되는 현상을 의미합니다.
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66. 원자로의 감속재가 구비하여야 할 사항으로 적합하지 않은 것은?

  1. 원자량이 큰 원소일 것
  2. 중성자의 흡수 단면적이 적을 것
  3. 중성자와의 충돌 확률이 높을 것
  4. 감속비가 클 것
(정답률: 55%)
  • 감속재는 빠른 속도의 중성자를 효율적으로 감속시켜 열중성자로 만들어야 합니다. 이를 위해서는 중성자와 충돌 시 에너지 전달이 잘 되도록 원자량이 작은 원소(예: 경수, 중수, 흑연)를 사용해야 합니다.

    오답 노트
    중성자 흡수 단면적 작음, 충돌 확률 높음, 감속비 큼: 모두 효율적인 감속을 위한 필수 조건임
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67. 부하역률이 0.6인 경우, 전력용 콘덴서를 병렬로 접속하여 합성역률을 0.9로 개선하면 전원측 선로의 전력손실은 처음 것의 약 몇 %로 감소되는가?

  1. 38.5
  2. 44.4
  3. 56.6
  4. 62.8
(정답률: 65%)
  • 전력손실은 전류의 제곱에 비례하며, 역률이 개선되면 선로전류가 감소하여 전력손실이 줄어듭니다. 전력손실 감소율은 개선 전후 역률의 제곱비로 계산합니다.
    $$\text{Loss Ratio} = ( \frac{\cos\theta_1}{\cos\theta_2} )^2$$
    $$\text{Loss Ratio} = ( \frac{0.6}{0.9} )^2$$
    $$\text{Loss Ratio} = 0.444$$
    따라서 처음 전력손실의 약 $44.4\%$로 감소합니다.
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68. 변압기 보호용 비율차동계전기를 사용하여 △-Y 결선의 변압기를 보호하려고 한다. 이 때 변압기 1. 2차측에 설치하는 변류기의 결선 방식은? (단, 위상 보정기능이 없는 경우이다.)

  1. △-△
  2. △-Y
  3. Y-△
  4. Y-Y
(정답률: 알수없음)
  • 변압기의 $\Delta\text{-Y}$ 결선 시 발생하는 1, 2차측의 위상차를 보정하기 위해 변류기(CT)는 변압기 결선과 반대로 결선해야 합니다. 따라서 변압기가 $\Delta\text{-Y}$ 결선이면 변류기는 $\text{Y-}\Delta$ 결선으로 구성하여 위상을 일치시켜야 합니다.
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69. 송전계통의 안정도 향상 대책이 아닌 것은?

  1. 계통의 직렬 리액턴스를 증가시킨다.
  2. 전압 변동을 적게 한다.
  3. 고장시간, 고장전류를 적게 한다.
  4. 고속도 재폐로 방식을 채용한다.
(정답률: 69%)
  • 송전계통의 안정도를 높이기 위해서는 전력 전송 능력을 증대시키고 고장 영향을 최소화해야 합니다. 계통의 직렬 리액턴스를 증가시키면 전송 전력이 감소하여 오히려 안정도가 저하됩니다.

    오답 노트
    전압 변동 최소화, 고장 시간 및 전류 감소, 고속도 재폐로 채용: 모두 안정도 향상 대책에 해당함
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70. 송전계통의 한 부분이 그림에서와 같이 3상변압기로 1차측은 △로, 2차측은 Y로 중성점이 접지되어 있을 경우, 1차측에 흐르는 영상전류는?

  1. 1차측 변압기 내부와 1차측 선로에서 반드시 0 이다.
  2. 1차측 선로에서 ∞ 이다.
  3. 1차측 변압기 내부에서는 반드시 0 이다.
  4. 1차측 선로에서 반드시 0 이다.
(정답률: 50%)
  • 변압기 1차측이 $\Delta$ 결선인 경우, 영상 전류는 $\Delta$ 결선 내부를 순환할 수는 있지만 외부 선로로 빠져나갈 수 없는 구조입니다. 따라서 1차측 선로에서 흐르는 영상 전류는 반드시 $0$이 됩니다.
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71. 송배전선로의 고장전류 계산에서 영상 임피던스가 필요한 경우는?

  1. 3상 단락계산
  2. 선간 단락 계산
  3. 1선 지락 계산
  4. 3선 단선 계산
(정답률: 80%)
  • 고장 계산 시 영상 임피던스는 지락 사고와 같이 전류가 대지로 흐르는 경로가 형성될 때만 필요합니다. 따라서 1선 지락 계산 시에 영상 임피던스를 포함하여 계산합니다.

    오답 노트
    3상 단락 및 선간 단락: 평형 또는 비평형 단락으로 영상분 전류가 흐르지 않음
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72. 송전선의 전압변동률을 나타내는 식 에서 VR1은 무엇인가?

  1. 부하시 수전단 전압
  2. 무부하시 수전단 전압
  3. 부하시 송전단 전압
  4. 무부하시 송전단 전압
(정답률: 60%)
  • 송전선의 전압변동률은 무부하 시와 부하 시의 수전단 전압 차이를 부하 시 수전단 전압으로 나눈 비율을 의미합니다.
    제시된 수식 $\frac{V_{R1} - V_{R2}}{V_{R2}} \times 100 [\%]$에서 $V_{R1}$은 무부하시 수전단 전압을, $V_{R2}$는 부하시 수전단 전압을 나타냅니다.
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73. 공기차단기(ABB)의 공기 압력은 일반적으로 몇 [kg/cm2] 정도 되는가?

  1. 5~10
  2. 15~30
  3. 30~45
  4. 45~55
(정답률: 65%)
  • 공기차단기(ABB)는 압축 공기를 이용하여 접점을 빠르게 개폐하며, 일반적으로 운전 및 동작을 위해 $15 \sim 30 \text{ kg/cm}^2$ 정도의 공기 압력을 유지합니다.
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74. 부하의 불평형으로 인하여 발생하는 각 상별 불평형 전압을 평형되게 하고 선로손실을 경감시킬 목적으로 밸런서가 사용된다. 다음 중 이 밸런서의 설치가 가장 필요한 배전 방식은?

  1. 단상 2선식
  2. 3상 3선식
  3. 단상 3선식
  4. 3상 4선식
(정답률: 80%)
  • 단상 3선식 배전 방식에서는 각 상의 부하가 불평형할 때 중성선에 전류가 흐르고 수전단 전압이 불평형해지는 문제가 발생합니다. 이를 해결하기 위해 밸런서를 설치하여 전압을 평형하게 유지하고 선로 손실을 줄입니다.
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75. 송전선로의 일반회로정수가 A=0.7, C=j1.95×10-3, D=0.9 라 하면 B의 값은 약 얼마인가?

  1. j90
  2. -j90
  3. j190
  4. -j190
(정답률: 50%)
  • 송전선로의 4단자 정수 관계식인 $AD - BC = 1$을 이용하여 $B$의 값을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $B = \frac{AD - 1}{C}$
    ② [숫자 대입] $B = \frac{0.7 \times 0.9 - 1}{j 1.95 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $B = j 190$
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76. 공장이나 빌딩에 200[V] 전압을 400[V] 로 승압하여 배전을 할 때. 400[V] 배전과 관계없는 것은?

  1. 전선 등 재료의 절감
  2. 전압변동률의 감소
  3. 배선의 전력손실 경감
  4. 변압기 용량의 절감
(정답률: 50%)
  • 배전 전압을 승압하면 동일 전력 전송 시 전류가 감소하여 전력 손실이 줄고 전압 변동률이 개선되며, 전선 굵기를 줄여 재료비를 절감할 수 있습니다. 하지만 변압기 용량은 부하 전력에 의해 결정되므로 승압만으로 직접적으로 절감되는 요소는 아닙니다.
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77. 단도체 대신 같은 단면적의 복도체를 사용할 때 옳은 것은?

  1. 인덕턴스가 증가한다.
  2. 코로나 개시전압이 높아진다.
  3. 선로의 작용정전용량이 감소한다.
  4. 전선 표면의 전위경도를 증가시킨다.
(정답률: 47%)
  • 복도체를 사용하면 전선의 등가 반지름이 증가하여 전선 표면의 전위경도가 낮아지므로, 코로나 개시전압이 상승하여 코로나 발생을 억제할 수 있습니다.

    오답 노트
    인덕턴스: 감소함
    작용정전용량: 증가함
    전위경도: 감소함
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78. 조정지 용량 100000[m3], 유효낙차 100[m]인 수력발전소가 있다. 조정지의 전 용량을 사용하여 발생될 수 있는 전력량은 약 몇 [kWh]인가? (단, 수차 및 발전기의 종합효율을 75%로 하고 유효낙차는 거의 일정하다고 본다.)

  1. 20417
  2. 25248
  3. 30448
  4. 42540
(정답률: 40%)
  • 수력발전소의 전력량은 위치에너지를 효율과 함께 계산하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $W = 9.8 \times H \times V \times \eta / 1000$
    ② [숫자 대입] $W = 9.8 \times 100 \times 100000 \times 0.75 / 1000$
    ③ [최종 결과] $W = 73500$
    ※ 제시된 정답 20417은 일반적인 전력량 계산식과 상이하나, 공식 지정 정답을 따릅니다.
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79. 보일러에서 흡수 열량이 가장 큰 곳은?

  1. 절탄기
  2. 수냉벽
  3. 과열기
  4. 공기예열기
(정답률: 63%)
  • 보일러의 수냉벽은 연소실 내벽에 설치되어 연소 가스로부터 직접적으로 가장 많은 복사열과 대류열을 흡수하여 물을 가열하는 핵심 부위입니다.
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80. 정격전압 66[kV]인 3상3선식 송전선로에서 1선의 리액턴스가 15[Ω]일 때 이를 100[MVA]기준으로 환산한 %리액턴스는?

  1. 17.2
  2. 34.4
  3. 51.6
  4. 68.8
(정답률: 47%)
  • 퍼센트 리액턴스는 기준 용량에 대한 리액턴스 전압 강하의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $\text{%}X = \frac{P X}{V^2} \times 100$ (여기서 $P$는 기준용량, $X$는 리액턴스, $V$는 정격전압)
    ② [숫자 대입] $\text{%}X = \frac{100 \times 10^6 \times 15}{66 \times 10^3)^2} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{%}X = 34.4$
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