전기철도기사 필기 기출문제복원 (2015-08-16)

전기철도기사 2015-08-16 필기 기출문제 해설

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전기철도기사
(2015-08-16 기출문제)

목록

1과목: 전기철도공학

1. 전차선의 장력을 T, 단위길이당의 질량을 ρ라 할 때, 파동전파속도 C를 나타내는 식은?

(정답률: 94%)
  • 전차선에서 파동의 전파 속도는 선로의 장력이 클수록 빠르고, 단위 길이당 질량이 무거울수록 느려지는 특성을 가집니다.
    따라서 파동전파속도 $C$는 장력 $T$를 질량 $\rho$로 나눈 값의 제곱근으로 표현됩니다.
    $$\text{파동전파속도} = \sqrt{\frac{T}{\rho}}$$
    정답은 입니다.
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2. 커티너리 방식의 경우 가선계의 최고설계속도는 팬터 그래프에 의해 발생하는 가동전차선 동요임펄스 파동전파 속도의 몇 %이하가 되도록 하는가?

  1. 15
  2. 25
  3. 50
  4. 70
(정답률: 73%)
  • 커티너리 방식에서 가선계의 최고설계속도는 팬터그래프에 의해 발생하는 가동전차선 동요임펄스 파동전파 속도의 70% 이하가 되도록 설계해야 합니다.
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3. 급전계통의 분리 기준으로 거리가 먼 것은?

  1. 급전별 분리
  2. 본선간의 분리
  3. 본선과 측선의 분리
  4. 기기와 차량간의 분리
(정답률: 78%)
  • 급전계통의 분리는 전력 공급의 안정성과 사고 파급 방지를 위해 급전별, 본선간, 본선과 측선간의 분리를 기준으로 합니다. 기기와 차량간의 분리는 급전계통의 분리 기준에 해당하지 않습니다.
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4. 고속전차선로 4경간의 에어섹숀에서 주축전주(2e 및 2i)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: 66%)
  • 고속전차선로 에어섹션의 주축전주에서 2e 및 2i 쌍브래킷 가고의 표준 조합은 $2.0\text{m}$와 $1.3\text{m}$입니다. 이는 집전 성능과 구조적 안정성을 확보하기 위한 설계 표준 값입니다.
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5. 제3궤조방식의 구성품으로 틀린 것은?

  1. 더블이어
  2. 급전레일 접합장치
  3. 습동 완화장치
  4. 신축 이음장치
(정답률: 86%)
  • 제3궤조방식은 전력 공급을 위해 궤도 옆에 설치된 전로를 이용하는 방식입니다. 더블이어는 제3궤조방식이 아닌 조가선 방식에서 전차선을 접속할 때 사용하는 부품입니다.
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6. 한 경간을 기준으로 해당 구간의 설계속도가 아래와 같을 때, 전차선의 기울기는?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 78%)
  • 전차선의 설계속도에 따른 기울기 기준을 적용하는 문제입니다. 제시된 표의 설계속도 $300 < V \le 350$ 범위는 350 킬로급에 해당하며, 이 구간의 전차선 기울기는 $0\text{‰}$입니다.
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7. 선로가 곡선인 개소에서 차량이 선로외측으로 넘어지는 것을 막고 승차감을 좋게 하기 위하여 외측 레일을 내측 레일보다 높게 부설하는데, 이때의 높이차를 무엇이라 하는가?

  1. 슬랙9slack)
  2. 완화곡선
  3. 켄트(cant)
  4. 구배
(정답률: 85%)
  • 곡선 구간에서 원심력에 의해 차량이 외측으로 쏠리는 것을 방지하기 위해 외측 레일을 내측보다 높게 설치하는 높이차를 켄트(cant)라고 합니다.
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8. 조가선과 전차선의 2조로 구성되고, 조가선으로 전차선을 궤도면에 대하여 평행이 되도록 하는 조가방식은?

  1. 반사조식
  2. 심플커티너리 조가방식
  3. 연사조식
  4. 사조식
(정답률: 80%)
  • 심플커티너리 조가방식은 조가선과 전차선 2조로 구성되며, 조가선이 전차선을 지지하여 궤도면에 대하여 평행하게 유지되도록 하는 가장 기본적인 조가 방식입니다.
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9. 교류전기철도 지지물, 철구조물 등에 섬락하는 지락고장의 경우에 보호설비 방식이 아닌 것은?

  1. 보호선에 의한 방식
  2. 가공지선에 의한 방식
  3. 매설지선에 의한 방식
  4. 고장점 표정방식
(정답률: 58%)
  • 교류전기철도에서 지락고장 시 사고 전류를 신속히 검출하고 계통을 보호하기 위해 보호선, 가공지선, 매설지선 등을 이용한 접지 방식을 사용합니다. 고장점 표정방식은 고장 위치를 찾아내는 진단 기술일 뿐, 지락고장을 방지하거나 보호하는 설비 방식이 아닙니다.
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10. 가공 전차선로에서 운전속도가 90[m/s]이고, 파동전파 속도가 100[m/s]일 때, 전차선로의 동적작용을 알 수 있는 도플러 계수는?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
(정답률: 83%)
  • 도플러 계수는 열차의 운전 속도와 전차선의 파동전파 속도 사이의 관계를 통해 전차선의 동적 작용을 나타내는 지표입니다.
    ① [기본 공식] $\text{도플러 계수} = \frac{V_w - V}{V_w + V}$ (여기서 $V_w$는 파동전파 속도, $V$는 운전 속도)
    ② [숫자 대입] $\text{도플러 계수} = \frac{100 - 90}{100 + 90}$
    ③ [최종 결과] $\text{도플러 계수} = 0.05$
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11. 고속철도에서 열차운행 속도가 250[km/h] 초과 일 때, 전차선의 구배 [‰]는?

  1. 3[‰]
  2. 2[‰]
  3. 1[‰]
  4. 0[‰]
(정답률: 83%)
  • 고속철도의 운행 속도에 따른 전차선 구배 기준에 따라, 속도가 $250\text{km/h}$를 초과하는 구간에서는 구배를 $0\text{‰}$로 설정해야 합니다.
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12. 지상부의 가공 전차선이 터널내로 들어와 강체전차선으로 변경되는 부분에 설치하는 장치는?

  1. 흐름방지 장치
  2. 건널선 장치
  3. 익스팬션 죠인트
  4. 지상부 이행장치
(정답률: 71%)
  • 지상부의 가공 전차선이 터널 내의 강체전차선으로 바뀌는 구간에서 전선로의 연속성을 확보하기 위해 설치하는 장치는 지상부 이행장치입니다.
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13. 차량이 안전하게 운행될 수 있도록 궤도상에 설정한 일정 공간은?

  1. 차량한계
  2. 건축한계
  3. 열차한계
  4. 접촉한계
(정답률: 78%)
  • 건축한계는 차량이 안전하게 운행될 수 있도록 궤도 주변의 건축물이나 구조물의 크기를 제한하여 설정한 일정 공간을 의미합니다.

    오답 노트
    차량한계: 차량 자체의 단면적 크기에 제한을 가한 한계
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14. AT 급전방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전압강하가 크므로 변전소 이격거리가 짧다.
  2. 급전전압이 낮으므로 고장전류가 적어 보호가 어렵다.
  3. 고속 대용량 집전에 적합하다.
  4. 부스터 섹션에서 전기차 통과시 아크가 발생한다.
(정답률: 69%)
  • AT 급전방식은 전압강하가 적고 전력 공급 능력이 뛰어나 고속 대용량 집전에 매우 적합한 방식입니다.
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15. 건넘선장치의 설계시 고려사항으로 거리가 먼 것은?

  1. 건넘선 구간의 조가선 상호간 및 전차선 상호간, 조가선과 전차선을 일괄 균압한다.
  2. 건넘선 구간에서 팬터그래프의 본선 통과 시 측선 전차선 또는 금구류와 접촉하지 않도록 한다.
  3. 선로가 분기하는 개소에 적용하는 건넘선 장치는 설계속도, 선로조건, 전주위치, 경간, 가도, 편위, 선간 이격거리등을 고려하여 설계한다.
  4. 건넘선장치 교차점에서 본선측 궤도중심과 교측선측 전차선간의 간격 600[mm]내에 크램프를 설치한다.
(정답률: 72%)
  • 건넘선장치 교차점에서는 팬터그래프의 안전한 통과를 위해 본선측 궤도중심과 교측선측 전차선 간의 간격 $1200\text{ mm}$ 내에 일체의 크램프를 설치해서는 안 됩니다.
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16. 뢰의 파두장 5[㎲], 전파속도 500[m/㎲]라 할 때, 피뢰기의 직선적 유효보호범위[m]는?

  1. 850
  2. 900
  3. 1000
  4. 1250
(정답률: 88%)
  • 피뢰기의 직선적 유효보호범위는 전파속도와 뇌의 파두장의 곱의 절반으로 계산합니다.
    $$L = \frac{C \times t}{2}$$
    $$L = \frac{500 \times 5}{2}$$
    $$L = 1250\text{ m}$$
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17. 주전동기의 단자전압이 1200V, 전류가 300A인 경우, 전기차의 출력은 몇 [kW]인가? (단, 주전동기의 효율은 0.9, 전동기의 대수는 3대이다.)

  1. 648
  2. 810
  3. 972
  4. 1134
(정답률: 87%)
  • 전기차의 총 출력은 단자전압과 전류의 곱에 효율과 전동기 대수를 곱하여 계산합니다.
    $$P = \frac{V \times I}{1000} \times \eta \times n$$
    $$P = \frac{1200 \times 300}{1000} \times 0.9 \times 3$$
    $$P = 972\text{ kW}$$
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18. AT 급전방식에서 전차선과 급전선간의 표준전압(kV)은?

  1. 25
  2. 50
  3. 60
  4. 75
(정답률: 75%)
  • AT 급전방식의 표준전압 체계에 따라 전차선과 레일 사이의 전압은 $25\text{ kV}$이며, 급전선과 전차선 사이의 표준전압은 $50\text{ kV}$입니다.
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19. 직류귀선로의 전식방지 대책이 아닌 것은?

  1. 보조귀선을 설치
  2. 귀선저항을 작게
  3. 누설저항을 크게
  4. 누설전류를 크게
(정답률: 86%)
  • 전식은 누설전류가 대지로 흘러나와 주변 금속 구조물을 부식시키는 현상입니다. 이를 방지하기 위해서는 누설전류를 최소화해야 하므로, 누설저항을 크게 하고 귀선저항을 작게 하여 전류가 귀선으로만 흐르도록 유도해야 합니다.

    오답 노트
    누설전류를 크게: 누설전류가 증가하면 전식이 심화되므로 방지 대책이 아님
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20. 일반 전차선로구간에서 전차선의 처짐 또는 과장력이 걸리는 것을 방지하기 위한 인류구간의 길이는 몇 [m]이하를 표준으로 하는가? (단, 직선구간을 기준으로)

  1. 1600
  2. 1800
  3. 2000
  4. 2200
(정답률: 52%)
  • 가공전차선로에서 전차선의 처짐이나 과장력을 방지하기 위한 직선구간의 표준 최대 인류길이는 1600m입니다.
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2과목: 전기철도 구조물공학

21. 단면의 폭이 10cm, 높이가 20cm인 직사각형 단면과 지름이 d인 원형단면이 있다. 직사각형 단면과 원형단면의 단면계수가 같다고 할 때, 원형단면의 직경 [cm]은?

  1. 15.03
  2. 11.93
  3. 18.93
  4. 23.86
(정답률: 60%)
  • 직사각형 단면계수와 원형 단면계수가 같다는 조건을 이용하여 직경을 산출합니다.
    ① $Z_{rect} = \frac{bh^2}{6}, Z_{circle} = \frac{\pi d^3}{32}$
    ② $\frac{10 \times 20^2}{6} = \frac{\pi d^3}{32}$
    ③ $d = 18.93$
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22. 길이 10m인 강재에 온도가 10℃에서 50℃로 변할 때, 온도에 의한 변형율은? (단, 강재의 탄성계수는 200GPa, 열팽창계수 α=1.0×10-5/℃이다.)

  1. 0.0002
  2. 0.0003
  3. 0.0004
  4. 0.0005
(정답률: 62%)
  • 온도 변화에 따른 변형률은 열팽창계수와 온도 차이의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① 그것은 $\epsilon = \alpha \times (t_2 - t_1)$
    ② 그것은 $\epsilon = 1.0 \times 10^{-5} \times (50 - 10)$
    ③ 그것은 $\epsilon = 0.0004$
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23. 전차선이 지표면상 6.78m에 설치되어 전차선의 횡장력에 의한 수평집중하중이 83.4kgf이고, 가동브래킷의 상부 밴드와 하부 밴드의 간격이 1m일 때 지면과 경계면에서 전차선의 횡장력 벤딩모멘트는 몇 [kgf⋅m]인가?

  1. 83.4
  2. 482.1
  3. 565.4
  4. 648.8
(정답률: 52%)
  • 지면과 경계면에서의 벤딩모멘트는 수평집중하중과 설치 높이의 곱으로 계산합니다.
    ① $M = P \times L$
    ② $M = 83.4 \times 6.78$
    ③ $M = 565.4$
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24. 단면적이 100mm2인 재료에 8kN의 전단력을 가했더니, 전단변형율이 0.001rad 발생하였을 때, 전단탄성계수 (횡탄성계수) G[GPa]는?

  1. 0.8
  2. 8
  3. 80
  4. 800
(정답률: 65%)
  • 전단탄성계수 $G$는 전단응력을 전단변형률로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{P}{A \times \gamma}$ 전단력 $\div$ (단면적 $\times$ 전단변형률)
    ② [숫자 대입] $G = \frac{8000}{100 \times 10^{-6} \times 0.001}$
    ③ [최종 결과] $G = 80$ GPa
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25. 전기철도구조물로 이용되는 단독 지지주의 강도 계산을 위한 설계 조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 급전방식과 가선방식
  2. 사용 전선의 종류와 굵기
  3. 전선에 가해지는 장력
  4. 통신선로의 유도장해
(정답률: 85%)
  • 단독 지지주의 강도 계산을 위해서는 하중의 원인이 되는 급전 및 가선 방식, 전선의 제원(종류, 굵기), 그리고 전선에 가해지는 장력 등의 기계적 조건이 필요합니다.

    오답 노트
    통신선로의 유도장해: 구조물의 기계적 강도 계산과는 무관한 전기적 간섭 문제입니다.
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26. 탄성한도 내에서 봉에 축방향으로 단면에 균일한 인장력이 작용할 때, 봉의 체적 변형율 ?v은? (단, ?은 봉의 종변형율, v는 포아송 비이다.)

  1. ?(1-v)
  2. ?(1-2v)
  3. ?(1+v)
  4. ?(1+2v)
(정답률: 58%)
  • 축방향 인장력을 받는 봉의 체적 변형률은 종변형률 $\epsilon$과 포아송 비 $\nu$의 관계식에 의해 다음과 같이 정의됩니다.
    $$\epsilon_{v} = \epsilon(1 - 2\nu)$$
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27. 전철구조물 설계하중에서 응력계산시 가동브래킷의 이동 수평하중에 적용되는 하중은?

  1. 수평 분포하중
  2. 수직 편심하중
  3. 수평 집중하중
  4. 수직 양심하중
(정답률: 72%)
  • 전철구조물 설계하중 기준에 따라 가동브래킷의 이동으로 인해 발생하는 수평하중은 수평 집중하중으로 적용하여 계산합니다.
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28. 지표상 8m 지점에 수평인장력이 660kg인데, 지선을 6m 떨어져 지지하려고 한다. 이 때 지선에 걸리는 장력은 몇 [kg]인가?

  1. 980
  2. 1100
  3. 1260
  4. 1500
(정답률: 48%)
  • 지선의 장력은 수평인장력과 지지점의 높이 및 거리에 의한 경사각을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{H \times \sqrt{h^{2} + d^{2}}}{d}$ 수평인장력 $\times$ 빗변 길이 $\div$ 지지거리
    ② [숫자 대입] $T = \frac{660 \times \sqrt{8^{2} + 6^{2}}}{6}$
    ③ [최종 결과] $T = 1100$ kg
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29. 단면 모멘트 및 도심에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 단면 1차모멘트는 좌표축에 따라 (+), (-)의 부호를 갖는다.
  2. 도심을 지나는 축에 대한 단면 1차모멘트는 0이다.
  3. 단면 2차모멘트의 최솟값은 도심에 대한 것이며, 0은 아니다.
  4. 도형의 도심은 질량이나 중력에 따라 다르다.
(정답률: 50%)
  • 도형의 도심은 도형의 기하학적 형상에 의해 결정되는 점으로, 질량 분포나 중력의 크기와는 무관한 순수 기하학적 특성입니다.

    오답 노트
    단면 1차모멘트 부호: 축의 위치에 따라 결정됨
    도심축 1차모멘트: 정의상 0이 됨
    단면 2차모멘트 최솟값: 도심축에서 최소이며 항상 양수임
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30. 그림과 같은 강재(L-65×65×6)의 단면에 20t의 인장력이 작용할 때, 이 강재의 늘음량[mm]은? (단, 영계수 E=2.1×106kg/cm2, A=7.64cm2)

  1. 7.25
  2. 7.57
  3. 9.25
  4. 9.97
(정답률: 54%)
  • 재료의 늘음량은 하중, 길이, 단면적, 영계수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{P \times l}{A \times E}$ (늘음량 = 하중 × 길이 / 단면적 × 영계수)
    ② [숫자 대입] $L = \frac{20000 \times 8000}{7.64 \times 2100000}$
    ③ [최종 결과] $L = 9.97$
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31. 비례한도에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 응력과 변형율이 비례하는 최대점
  2. 응력의 발생으로 변형을 일으켜 파괴하는 한계
  3. 인장시험에 있어서 작용하는 최대 하중점
  4. 응력의 증가에 대하여 변형이 갑자기 증가하는 한계점
(정답률: 80%)
  • 비례한도는 재료에 하중을 가했을 때 응력과 변형률이 직선적인 비례 관계를 유지하는 최대 지점을 의미합니다.
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32. 풍속이 30m/s이고, 바람을 받는 콘크리트 전주의 수직 투영면적이 3m2일 때, 콘트리트 전주에 가해지는 풍압은 약 몇 [kgf]인가? (단, 풍력계수는 1.3이다.)

  1. 55
  2. 109
  3. 219
  4. 439
(정답률: 56%)
  • 풍압은 공기의 밀도, 풍속, 투영면적 및 풍력계수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{1}{2} \times A \times C \times \rho \times v^{2}$ (풍압 = 1/2 × 면적 × 풍력계수 × 공기밀도 × 풍속의 제곱)
    ② [숫자 대입] $P = \frac{1}{2} \times 3 \times 1.3 \times 1.223 \times 30^{2}$
    ③ [최종 결과] $P = 218.9 \text{ kgf}$
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33. 두 힘의 합력은 약 몇 [t]인가?

  1. 12.2
  2. 13.2
  3. 14.5
  4. 15.5
(정답률: 80%)
  • 두 힘이 이루는 각도가 주어졌을 때, 제2코사인 법칙을 이용하여 합력을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $R = \sqrt{P_1^2 + P_2^2 + 2 P_1 P_2 \cos \theta}$
    ② [숫자 대입] $R = \sqrt{5^2 + 10^2 + 2 \times 5 \times 10 \times \cos 60^{\circ}}$
    ③ [최종 결과] $R = 13.2$
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34. 전차선은 온도와 장력의 변화에 따라서 이동하지만 온도에 따른 이동만 고려하면 이동량 [mm]은? (단, 전차선팽창계수=1.7×10-5/℃, 최고온도 40℃, 전차선장력 조정 길이 750m)

  1. 288
  2. 383
  3. 458
  4. 553
(정답률: 57%)
  • 온도 변화에 따른 선팽창 공식을 사용하여 전차선의 이동량을 계산합니다. 이때 표준온도는 $10^{\circ}C$를 적용합니다.
    ① [기본 공식]- $\Delta L = \alpha \times (t - t_0) \times L$
    ② [숫자 대입] $\Delta L = 1.7 \times 10^{-5} \times (40 - 10) \times 750$
    ③ [최종 결과] $\Delta L = 383$
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35. 지점(支點, support)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 고정지점은 이동은 할 수 없으나 회전은 가능하다.
  2. 지점에는 이동지점, 고정지점 및 모멘트지점이 있다.
  3. 이동지점에서 반력은 수직한 방향으로 1개만 일어난다.
  4. 회전하고 있는 구조물 또는 부재를 받치는 점을 지점이라 한다.
(정답률: 66%)
  • 이동지점(롤러 지점)은 지지면과 수직인 방향으로만 구속되므로, 반력은 수직 방향으로 1개만 발생합니다.

    오답 노트
    고정지점은 이동은 불가능하지만 회전은 가능함
    지점의 종류에는 이동지점, 고정지점, 회전지점 등이 있음
    지점은 구조물을 지지하여 반력을 발생시키는 점을 의미함
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36. 직경 20[mm], 길이 2[m]인 봉에 20[t]의 인장력을 작용시켰더니 길이가 2.08[m], 직경이 19.8[mm]로 되었다면 포아송 비(Poisson’s ratio)는?

  1. 0.25
  2. 0.5
  3. 2
  4. 4
(정답률: 60%)
  • 포아송 비는 재료가 인장될 때 발생하는 횡변형률과 종변형률의 비를 의미합니다.
    ① [기본 공식] $\nu = \frac{\epsilon_{lateral}}{\epsilon_{longitudinal}}$
    ② [숫자 대입] $\nu = \frac{(20 - 19.8) / 20}{(2.08 - 2) / 2}$
    ③ [최종 결과] $\nu = 0.25$
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37. 그림과 같은 단면의 X - X 축에 대한 단면차모멘트[cm3]는? (단, 치수 단위는 [cm])

  1. 48
  2. 96
  3. 144
  4. 192
(정답률: 72%)
  • 단면 1차 모멘트는 면적에 도심까지의 거리를 곱하여 구합니다. 전체 외곽 사각형 면적에서 내부 빈 공간의 면적을 뺀 실제 단면적에, X축으로부터 도심까지의 거리를 곱해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G = (A_{out} - A_{in}) \times y$
    ② [숫자 대입] $G = (8 \times 6 - 6 \times 4) \times 4$
    ③ [최종 결과] $G = 96$
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38. 그림과 같은 보의 단부 A점에서의 휨모멘트는?

  1. wL2/6
  2. wL2/12
  3. wL2/24
  4. wL2/48
(정답률: 67%)
  • 양단 고정보에 등분포하중 $w$가 작용할 때, 단부(A점)에서 발생하는 최대 휨모멘트를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$M = \frac{wL^{2}}{12}$$
    ② [숫자 대입]
    $$M = \frac{wL^{2}}{12}$$
    ③ [최종 결과]
    $$M = \frac{wL^{2}}{12}$$
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39. 전기철도 구조물에서 고정지점의 반력수는?

  1. 1개
  2. 2개
  3. 3개
  4. 4개
(정답률: 75%)
  • 고정지점(Fixed Support)은 수평 방향 반력, 수직 방향 반력, 그리고 회전을 방지하는 모멘트 반력까지 총 3개의 반력을 가집니다.
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40. 구조물 판별에서 트러스의 부정정 차수가 m＞2k-3이면? (단, m:부재수, k :절점수)

  1. 불안정
  2. 정적
  3. 내적 부정정
  4. 외적 부정정
(정답률: 52%)
  • 트러스 구조에서 부재 수 $m$이 $2k-3$보다 크면, 정역학적 평형 방정식으로 풀 수 없는 여분의 부재가 존재하므로 내적 부정정 구조가 됩니다.
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3과목: 전기자기학

41. 패러데이의 법칙에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 정전유도에 의해 회로에 발생하는 기자력은 자속의 변화 방향으로 유도된다.
  2. 정전유도에 의해 회로에 발생되는 기자력은 자속 쇄교수의 시간에 대한 증가율에 비례한다.
  3. 전자유도에 의해 회로에 발생되는 기전력은 자속의 변화를 방해하는 반대 방향으로 기전력이 유도된다.
  4. 전자유도에 의해 회로에 발생하는 기전력은 자속 쇄교수의 시간에 대한 변화율에 비례한다.
(정답률: 54%)
  • 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 회로에 유도되는 기전력의 크기는 자속 쇄교수가 시간에 따라 변화하는 비율(변화율)에 비례합니다.

    오답 노트
    정전유도: 전하에 의한 현상으로, 전자기 유도와는 다릅니다.
    자속의 변화 방향: 렌츠의 법칙에 의해 변화를 방해하는 '반대 방향'으로 유도됩니다.
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42. 유도 기전력의 크기는 폐회로에 쇄교하는 자속의 시간적 변화율에 비례하는 정량적인 법칙은?

  1. 노이만의 법칙
  2. 가우스의 법칙
  3. 암페어의 주회적분 법칙
  4. 플레밍의 오른손 법칙
(정답률: 56%)
  • 유도 기전력의 크기가 자속의 시간적 변화율에 비례한다는 정량적 법칙을 노이만의 법칙이라고 하며, 이는 페러데이의 법칙을 수식화한 것입니다.
    $$\epsilon = -N \frac{d\phi}{dt}$$
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43. 전기력선의 성질에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 전기력선은 도체 표면과 직교한다.
  2. 전기력선은 전위가 낮은 점에서 높은 점으로 향한다.
  3. 전기력선은 도체 내부에 존재할 수 있다.
  4. 전기력선은 등전위면과 평행하다.
(정답률: 57%)
  • 전기력선은 전하에서 나와 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 향하며, 도체 표면에서는 항상 수직으로 출입하는 성질을 가집니다.

    오답 노트
    전위가 낮은 점에서 높은 점으로 향한다: 높은 곳에서 낮은 곳으로 향함
    도체 내부에 존재할 수 있다: 도체 내부 전계는 0이므로 존재 불가
    등전위면과 평행하다: 등전위면과 항상 직교함
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44. 한 변의 저항이 Ro인 그림과 같은 무한히 긴 회로에서 AB 간의 합성저항은 어떻게 되는가?

(정답률: 55%)
  • 무한 사다리 회로의 합성저항 $R$은 회로의 반복 구조 특성상, 한 단계를 추가해도 전체 저항이 $R$로 동일하다는 점을 이용하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $R = R_0 + \frac{R_0(R + R_0)}{R + 2R_0}$
    ② [숫자 대입] $R^2 + R R_0 - R_0^2 = 0$
    ③ [최종 결과]
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45. 반지름 a, b(b＞a)(m)의 동심 구도체 사이에 유전율 ?(F/m)의 유전체가 채워졌을 때의 정전 용량은 몇 F인가?

(정답률: 64%)
  • 동심 구도체 사이의 정전 용량은 구의 반지름과 유전율을 이용하여 계산하며, 전위차와 전하량의 관계를 통해 유도됩니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{4\pi \epsilon ab}{b-a}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{4\pi \epsilon ab}{b-a}$
    ③ [최종 결과]
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46. 맥스웰의 전자방정식 중 패러데이 법칙에서 유도된 식은? (단, D:전속밀도, ρv:공간 전하밀도, B:자속밀도, E:전계의 세기, J:전류밀도, H:자계의 세기이다.)

  1. divD=ρv
  2. divB=0
(정답률: 65%)
  • 패러데이의 전자기 유도 법칙은 시간에 따라 변화하는 자속밀도가 전계를 생성한다는 원리로, 맥스웰 방정식 중 회전(curl) 형태로 표현됩니다.
    $$\nabla \times E = -\frac{\partial B}{\partial t}$$
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47. 높은 전압이나, 낙뢰를 맞는 자동차 안에는 승객이 안전한 이유가 아닌 것은?

  1. 도전성 용기 내부의 장은 외부 전하나 자장이 정지 상태에서 영(ZERO)이다.
  2. 도전성 내부 벽에는 음(-)전하가 이동하여 외부에 같은 크기의 양(+)전하를 준다.
  3. 도전성인 용기라도 속빈 경우에 그 내부에는 전기장이 존재하지 않는다.
  4. 표면의 도전성 코팅이나 프레임 사이에 도체의 연결이 필요 없기 때문이다.
(정답률: 66%)
  • 자동차의 금속 차체는 정전 차폐(Electrostatic Shielding) 원리에 의해 내부의 승객을 보호합니다. 외부 전계가 가해지면 도체 표면에 전하가 재배치되어 내부 전기장을 0으로 만들기 때문에 안전합니다. 따라서 차체 프레임 등이 도체로서 서로 연결되어 폐쇄된 도전성 용기를 형성해야만 차폐 효과가 발생하므로, 연결이 필요 없다는 설명은 틀린 것입니다.
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48. 지름 2mm, 길이 25m인 동선의 내부 인턱턴스는 몇 μH인가?

  1. 1.25
  2. 2.5
  3. 5.0
  4. 25
(정답률: 42%)
  • 원주형 도체의 내부 인덕턴스는 도체 내부의 자속에 의해 결정되며, 구리와 같은 비자성체($\mu_r \approx 1$)의 경우 다음과 같이 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = \frac{\mu_0 L}{8\pi}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 25}{8\pi}$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = 1.25 \times 10^{-6} \text{ H} = 1.25 \mu\text{H}$$
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49. Q(C)의 전하를 가진 반지름 a(m)의 도체구를 유전율 ?(F/m)의 기름 탱크로부터 공기 중으로 빼내는데 요하는 에너지는 몇 J인가?

(정답률: 43%)
  • 도체구를 유전체(기름)에서 공기 중으로 빼낼 때 필요한 에너지는 두 매질에서의 정전 에너지 차이로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$W = \frac{Q^2}{2C} - \frac{Q^2}{2C'} = \frac{Q^2}{8\pi\epsilon_0 a} (1 - \frac{1}{\epsilon_s})$$
    ② [숫자 대입]
    $$W = \frac{Q^2}{8\pi\epsilon_0 a} (1 - \frac{1}{\epsilon_s})$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{Q^2}{8\pi\epsilon_0 a} (1 - \frac{1}{\epsilon_s})$$
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50. 특성임피던스가 각각 η1, η2인 두 매질의 경계면에 전자파가 수직으로 입사할 때, 전계가 무반사로 되기 위한 가장 알맞은 조건은?

  1. η2=0
  2. η1=0
  3. η1=η2
  4. η1·η2=1
(정답률: 67%)
  • 전자파가 서로 다른 두 매질의 경계면에 수직으로 입사할 때, 반사계수가 0이 되어야 무반사 상태가 됩니다. 반사계수는 두 매질의 특성임피던스 차이에 의해 결정되므로, 두 매질의 특성임피던스가 서로 같을 때 전계가 무반사로 투과됩니다.
    $$r = \frac{\eta_2 - \eta_1}{\eta_1 + \eta_2} = 0 \implies \eta_1 = \eta_2$$
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51. 전계 E(V/m)가 두 유전체의 경계면에 평행으로 작용하는 경우 경계면의 단위면적당 작용하는 힘은 몇 N/M2인가? (단, ?1, ?2는 두 유전체의 유전율이다.)

(정답률: 78%)
  • 두 유전체 경계면에 전계가 평행하게 작용할 때, 유전율 차이로 인해 발생하는 단위면적당 힘(전기력)을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2} E^2 (\epsilon_1 - \epsilon_2)$
    ② [숫자 대입] (수식 동일)
    ③ [최종 결과] $f = \frac{1}{2} E^2 (\epsilon_1 - \epsilon_2)$
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52. 비투자율 350인 환상철심 중의 평균 자계의 세기가 280AT/m일 때, 자화의 세기는 약 몇 Wb/m2인가?

  1. 0.12
  2. 0.15
  3. 0.18
  4. 0.21
(정답률: 48%)
  • 자계의 세기와 투자율을 이용하여 자속밀도(자화의 세기)를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $B = \mu_s \mu_0 H$
    ② [숫자 대입] $B = 350 \times 4 \pi \times 10^{-7} \times 280$
    ③ [최종 결과] $B = 0.12$
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53. 2C의 점전하가 전계 E=2ax+ay-4az(V/m) 및 자계 B=-2ax+2ay-az(WB/m2) 내에서 속도 v=4ax-ay-2az(m/s)로 운동하고 있을 때, 점전하에 작용하는 힘 F는 몇 N인가?

  1. -14ax+18ay+6az
  2. 14ax-18ay-6az
  3. -14ax+18ay+4az
  4. 14ax+18ay+4az
(정답률: 44%)
  • 전계와 자계가 동시에 존재하는 공간에서 운동하는 전하가 받는 힘은 로렌츠 힘 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① $F = q(E + v \times B)$
    ② $F = 2 \{(2\mathbf{a}_{x} + \mathbf{a}_{y} - 4\mathbf{a}_{z}) + (4\mathbf{a}_{x} - \mathbf{a}_{y} - 2\mathbf{a}_{z}) \times (-2\mathbf{a}_{x} + 2\mathbf{a}_{y} - \mathbf{a}_{z})\}$
    ③ $F = 14\mathbf{a}_{x} + 18\mathbf{a}_{y} + 4\mathbf{a}_{z}$
    벡터 외적과 합산 후 전하량 $2 \text{ C}$를 곱하면 $14\mathbf{a}_{x} + 18\mathbf{a}_{y} + 4\mathbf{a}_{z}$가 도출됩니다.
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54. 무한 평면도체로부터 거리 a(m)인 곳에 점전하 Q(C)가 있을 때, 도체 표면에 유도되는 최대전하밀도는 몇 C/m2인가?

(정답률: 36%)
  • 전기영상법을 이용하여 무한 평면도체 표면에 유도되는 최대 전하밀도를 구하는 문제입니다. 전하밀도는 점전하 바로 아래 지점($x=0$)에서 최대가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{Q a}{2 \pi (a^2 + x^2)^{3/2}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{max} = \frac{Q a}{2 \pi (a^2 + 0^2)^{3/2}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{max} = -\frac{Q}{2 \pi a^2}$
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55. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 자계 내의 자속밀도는 벡터포텐셜을 폐로선적분하여 구할 수 있다.
  2. 벡터포텐셜은 거리에 반비례하며 전류의 방향과 같다.
  3. 자속은 벡터포텐셜의 curl을 취하면 구할 수 있다.
  4. 스칼라포텐셜은 정전계와 정자계에서 모두 정의되나 벡터포텐셜은 정전계에서만 정의된다.
(정답률: 35%)
  • 벡터포텐셜의 정의와 성질에 관한 문제입니다. 벡터포텐셜은 전류의 방향과 같으며, 거리 $r$에 반비례하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    자계 내의 자속밀도는 벡터포텐셜의 폐로선적분이 아니라, 벡터포텐셜의 폐로선적분 값은 자속 $\Phi$가 됩니다.
    자속은 벡터포텐셜의 curl을 취하는 것이 아니라, 벡터포텐셜의 curl을 취하면 자속밀도 $B$가 됩니다.
    벡터포텐셜은 정전계가 아니라 정자계에서 정의되는 개념입니다.
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56. 자속밀도가 0.3Wb/m2인 평등자계 내에 5A의 전류가 흐르고 있는 길이 2m인 직선도체를 자계의 방향에 대하여 60°의 각도로 놓았을 때, 이 도체가 받는 힘은 약 몇 N인가?

  1. 1.3
  2. 2.6
  3. 4.7
  4. 5.2
(정답률: 60%)
  • 자계 내에서 전류가 흐르는 도체가 받는 힘(플레밍의 왼손 법칙)을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $F = B I L \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $F = 0.3 \times 5 \times 2 \times \sin 60^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $F = 2.6$
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57. 아래의 그림과 같은 자기회로에서 A부분에만 코일을 감아서 전류를 인가할 때의 자기저항과 B 부분에만 코일을 감아서 전류를 인가할 때의 자기저항(AT/Wb)을 각각 구하면 어떻게 되는가? (단, 자기저항 R1=3AT/Wb, R2=1AT/WB, R3=2AT/WB이다.)

  1. RA=2.20, RB=3.67
  2. RA=3.67, RB=2.20
  3. RA=1.43, RB=2.83
  4. RA=2.20, RB=1.43
(정답률: 67%)
  • 코일을 감은 지점을 기준으로 자기회로의 합성 자기저항을 구하는 문제입니다. A에 코일을 감으면 $R_1$과 ($R_2$와 $R_3$의 병렬 합)이 직렬로 연결되고, B에 감으면 $R_2$와 ($R_1$과 $R_3$의 병렬 합)이 직렬로 연결됩니다.
    ① [기본 공식] $R_A = R_1 + \frac{R_2 R_3}{R_2 + R_3}, R_B = R_2 + \frac{R_1 R_3}{R_1 + R_3}$
    ② [숫자 대입] $R_A = 3 + \frac{1 \times 2}{1 + 2}, R_B = 1 + \frac{3 \times 2}{3 + 2}$
    ③ [최종 결과] $R_A = 3.67, R_B = 2.20$
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58. 5000㎌의 콘덴서를 60V로 충전시켰을 때, 콘덴서에 축적되는 에너지는 몇 J인가?

  1. 5
  2. 9
  3. 45
  4. 90
(정답률: 50%)
  • 콘덴서에 축적되는 정전 에너지 공식을 사용하여 계산합니다.
    $$W = \frac{1}{2}CV^2$$
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2}CV^2$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{2} \times 5000 \times 10^{-6} \times 60^2$
    ③ [최종 결과] $W = 9$
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59. 평면 전자파가 유전율 ?, 투자율 μ인 유전체 내를 전파한다. 전계의 세기가 라면 자계의 세기 H(AT/m)는?

(정답률: 49%)
  • 유전체 내에서 전계의 세기와 자계의 세기 사이의 관계인 고유 임피던스 원리를 이용합니다.
    $$H = E \times \sqrt{\frac{\epsilon}{\mu}}$$
    ① [기본 공식] $H = \sqrt{\frac{\epsilon}{\mu}} E$
    ② [숫자 대입] $H = \sqrt{\frac{\epsilon}{\mu}} E_m \sin \omega (t - \frac{x}{v})$
    ③ [최종 결과] $\sqrt{\frac{\epsilon}{\mu}} E_m \sin \omega (t - \frac{x}{v})$
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60. 반지름 a[m]의 원형 단면을 가진 도선에 전도전류 ic=Icsin2πft[A]가 흐를 때, 변위전류밀도의 최댓값 Jd는 몇 [A/m2]가 되는가? (단, 도전율은 σ[S/m]이고, 비유전율은 ?r이다.

(정답률: 46%)
  • 전도전류밀도 $J_c = \sigma E$와 변위전류밀도 $J_d = \omega \epsilon E$의 관계를 이용하여, 공통 요소인 전계 $E$를 통해 변위전류밀도의 최댓값을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $J_d = \frac{\omega \epsilon_0 \epsilon_r I_c}{\sigma \pi a^2}$
    ② [숫자 대입] $J_d = \frac{2\pi f \frac{1}{36\pi \times 10^9} \epsilon_r I_c}{\sigma \pi a^2}$
    ③ [최종 결과] $J_d = \frac{f \epsilon_r I_c}{18\pi \times 10^9 \sigma a^2}$
    따라서 정답은 입니다.
  • 전도전류밀도 $J_c = \sigma E$와 변위전류밀도 $J_d = \omega \epsilon E$의 관계를 이용하여, 공통 요소인 전계 $E$를 통해 변위전류밀도의 최댓값을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $J_d = \frac{\omega \epsilon_0 \epsilon_r I_c}{\sigma \pi a^2}$
    ② [숫자 대입] $J_d = \frac{2\pi f \frac{1}{36\pi \times 10^9} \epsilon_r I_c}{\sigma \pi a^2}$
    ③ [최종 결과] $J_d = \frac{f \epsilon_r I_c}{18\pi \times 10^9 \sigma a^2}$
    따라서 정답은 입니다.
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4과목: 전력공학

61. 유량의 크기를 구분할 때 갈수량이란?

  1. 하천의 수위 중에서 년을 통하여 355일간 이보다 내려가지 않는 수위
  2. 하천의 수위 중에서 년을 통하여 275일간 이보다 내려가지 않는 수위
  3. 하천의 수위 중에서 년을 통하여 185일간 이보다 내려가지 않는 수위
  4. 하천의 수위 중에서 년을 통하여 95일간 이보다 내려가지 않는 수위
(정답률: 59%)
  • 갈수량이란 하천의 수위나 수량 중에서 1년을 통하여 355일간 이보다 내려가지 않는 최저 수준의 수위를 의미합니다.

    오답 노트
    95일간: 풍수량
    185일간: 평수량
    275일간: 저수량
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62. 22.9kV, Y결선된 자가용 수전설비의 계기용변압기의 2차측 정격전압은 몇 V인가?

  1. 110
  2. 190
  3. 110√3
  4. 190√3
(정답률: 49%)
  • 계기용 변압기(PT)의 2차측 정격전압은 표준 규격에 따라 결선 방식과 관계없이 $110\text{V}$로 정해져 있습니다.
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63. 송전단전압이 3.4kV, 수전단전압이 3kV인 배전선로 에서 수전단의 부하를 끊은 경우의 수전단전압이 3.2kV로 되었다면, 이때의 전압변동률은 약 몇 %인가?

  1. 5.88
  2. 6.25
  3. 6.67
  4. 11.76
(정답률: 63%)
  • 전압변동률은 수전단 무부하 전압과 정격 부하 전압의 차이를 정격 부하 전압에 대한 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{V_{n0} - V_n}{V_n} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{3.2 - 3}{3} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 6.67$
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64. 송전선로에서 변압기의 유기 기전력에 의해 발생하는 고조파중 제 3고조파를 제거하기 위한 방법으로 가장 적당한 것은?

  1. 변압기를 Δ결선한다.
  2. 동기조상기를 설치한다.
  3. 직렬 리액터를 설치한다.
  4. 전력용 콘덴서를 설치한다.
(정답률: 56%)
  • 변압기를 $\Delta$결선하면 제 3고조파 전류가 $\Delta$결선 내를 순환하며 갇히게 되어, 선로 외부로 유출되지 않으므로 고조파 제거에 가장 효과적입니다.
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65. 전력계통에서 무효전력을 조정하는 조상설비 중 전력용 콘덴서를 동기조상기와 비교할 때, 옳은 것은?

  1. 전력손실이 크다.
  2. 지상 무효전력분을 공급할 수 있다.
  3. 전압조정을 계단적으로 밖에 못한다.
  4. 송전선로를 시송전할 때 선로를 충전할 수 있다.
(정답률: 63%)
  • 전력용 콘덴서는 정해진 용량의 콘덴서를 뱅크 단위로 투입하거나 개방하는 방식이므로, 동기조상기와 달리 전압 조정을 계단적으로만 수행할 수 있습니다.

    오답 노트
    전력손실이 크다: 전력용 콘덴서는 무손실 소자에 가까워 손실이 매우 적음
    지상 무효전력분을 공급할 수 있다: 진상 무효전력만 공급 가능함
    송전선로를 시송전할 때 선로를 충전할 수 있다: 이는 동기조상기의 특징임
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66. 제 5고조파 전류의 억제를 위해 전력용 콘덴서에 직렬로 삽입하는 유도 리액턴스의 값으로 적당한 것은?

  1. 전력용 콘덴서 용량의 약 6% 정도
  2. 전력용 콘덴서 용량의 약 12% 정도
  3. 전력용 콘덴서 용량의 약 18% 정도
  4. 전력용 콘덴서 용량의 약 24% 정도
(정답률: 68%)
  • 제 5고조파를 억제하기 위해 전력용 콘덴서에 직렬로 리액터를 설치하며, 이때 리액턴스 값은 고조파 차수 $n=5$를 기준으로 선정합니다.
    $$\text{리액턴스 선정 원리: } n\omega L = \frac{1}{n\omega C}$$
    $$\text{계산 과정: } L = \frac{1}{(n\omega)^2 C} = \frac{1}{25 \cdot \omega^2 C}$$
    일반적으로 제 5고조파 억제를 위한 기본값 $4\%$에 공진 회피를 위한 $2\%$를 더해 약 $6\%$의 용량으로 선정합니다.
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67. 송전계통의 절연 협조에 있어 절연레벨을 가장 낮게 잡고 있는 기기는?

  1. 차단기
  2. 피뢰기
  3. 단로기
  4. 변압기
(정답률: 71%)
  • 송전계통의 절연 협조 시, 이상전압으로부터 다른 고가 기기들을 보호하기 위해 가장 먼저 동작하고 가장 낮은 절연 레벨을 갖도록 설계되는 기기는 피뢰기입니다.

    오답 노트
    차단기, 단로기, 변압기: 피뢰기보다 높은 절연 레벨을 유지해야 보호 대상이 됩니다.
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68. 송전계통에서 절연 협조의 기본이 되는 것은?

  1. 애자의 섬락전압
  2. 권선의 절연내력
  3. 피뢰기의 제한전압
  4. 변압기 붓싱의 섬락전압
(정답률: 59%)
  • 절연 협조는 기기 간의 절연 강도를 적절히 배치하여 사고 시 피해를 최소화하는 것입니다. 절연 강도 순서는 선로애자 > 결합콘덴서 > 변압기 > 피뢰기 순이며, 가장 낮은 전압 레벨을 가진 피뢰기의 제한전압을 기준으로 전체 계통의 절연 설계를 진행하므로 절연 협조의 기본이 됩니다.
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69. 한류 리액터를 사용하는 가장 큰 목적은?

  1. 충전전류의 제한
  2. 접지전류의 제한
  3. 누설전류의 제한
  4. 단락전류의 제한
(정답률: 73%)
  • 한류 리액터(Current Limiting Reactor)는 계통에 단락 사고가 발생했을 때, 리액턴스를 증가시켜 흐르는 고장 전류의 크기를 억제함으로써 기기를 보호하고 계통의 안정도를 유지하는 것이 주 목적입니다.
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70. 보호계전기의 반한시·정한시 특성은?

  1. 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧게 되는 특성
  2. 최소 동작전류 이상의 전류가 흐르면 즉시 동작하는 특성
  3. 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에 동작하는 특성
  4. 동작전류가 적은 동안에는 동작전류가 커질수록 동작 시간이 짧아지고 어떤 전류 이상이 되면 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에서 동작하는 특성
(정답률: 67%)
  • 반한시·정한시 특성은 전류가 작을 때는 전류 크기에 반비례하여 동작 시간이 변하는 반한시 특성을 보이다가, 일정 전류 이상에서는 전류 크기와 상관없이 일정한 시간에 동작하는 정한시 특성이 결합된 형태입니다.

    오답 노트
    동작전류가 커질수록 동작시간이 짧게 되는 특성: 반한시 특성
    최소 동작전류 이상의 전류가 흐르면 즉시 동작하는 특성: 순시 특성
    동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에 동작하는 특성: 정한시 특성
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71. 송전선로의 코로나 방지에 가장 효과적인 방법은?

  1. 전선의 높이를 가급적 낮게 한다.
  2. 코로나 임계전압을 낮게 한다.
  3. 선로의 절연을 강화한다.
  4. 복도체를 사용한다.
(정답률: 68%)
  • 코로나 현상을 방지하려면 전선 표면의 전위경도를 낮추어 코로나 임계전압을 높여야 합니다. 복도체를 사용하면 전선의 유효 반지름이 증가하여 전계 강도가 완화되므로 가장 효과적입니다.

    오답 노트
    코로나 임계전압을 낮게 한다: 임계전압을 높여야 코로나가 발생하지 않습니다.
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72. 전압 V1(kV)에 대한 % 리액턴스 값이 Xp1이고, 전압 V2(kV)에 대한 % 리액턴스 값이 p2일 때, 이들 사이의 관계로 옳은 것은?

(정답률: 64%)
  • 퍼센트 리액턴스는 기준 전압의 제곱에 반비례하므로, 기준 전압이 $V_1$에서 $V_2$로 변경될 때의 관계식은 다음과 같습니다.
    $$\text{정답: } $$
    이를 수식으로 변환하면 다음과 같습니다.
    $$X_{p1} = ( \frac{V_2}{V_1} )^2 X_{p2}$$
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73. 송전선로의 수전단을 단락한 경우 송전단에서 본 임피던스가 300Ω이고, 수전단을 개방한 경우에는 900Ω일 때, 이 선로의 특성임피던스 Z0(Ω)는 약 얼마인가?

  1. 490
  2. 500
  3. 510
  4. 520
(정답률: 48%)
  • 송전선로의 특성임피던스는 수전단 단락 임피던스($Z$)와 수전단 개방 임피던스($Z_{open}$)의 기하평균으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Z_0 = \sqrt{Z \times Z_{open}}$
    ② [숫자 대입] $Z_0 = \sqrt{300 \times 900}$
    ③ [최종 결과] $Z_0 = 519.62$
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74. 송전계통의 안정도를 증진시키는 방법이 아닌 것은?

  1. 속응 여자방식을 채택한다.
  2. 고속도 재폐로 방식을 채용한다.
  3. 발전기나 변압기의 리액턴스를 크게 한다.
  4. 고장전류를 줄이고 고속도 차단방식을 채용한다.
(정답률: 75%)
  • 송전계통의 안정도를 높이려면 전력 전송 능력을 증대시키고 고장 시 빠르게 복구해야 합니다. 발전기나 변압기의 리액턴스를 크게 하면 전압 강하가 심해지고 전송 가능 전력이 감소하여 오히려 안정도가 저하됩니다.

    오답 노트
    속응 여자방식, 고속도 재폐로 방식, 고속도 차단방식: 모두 계통의 전압 유지 및 고장 제거 시간을 단축하여 안정도를 증진시키는 방법입니다.
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75. 154kV 송전선로에서 송전거리가 154km라 할 때, 송전용향 계수법에 의한 송전용량은 몇 kW인가? (단, 송전용향 계수는 1200으로 한다.)

  1. 61600
  2. 92400
  3. 123200
  4. 184800
(정답률: 48%)
  • 송전용량 계수법을 이용하여 전압과 송전거리, 계수를 통해 송전용량을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{k \times V^{2}}{L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{1200 \times 154^{2}}{154}$$
    ③ [최종 결과]
    $P = 184800$ kW
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76. 기력발전소 내의 보조기 중 예비기를 가장 필요로 하는 것은?

  1. 미분탄송입기
  2. 급수펌프
  3. 강제통풍기
  4. 급탄기
(정답률: 69%)
  • 급수펌프는 기력 사이클의 운전에 필수적인 보조기기이며, 고장 시 발전소 전체 정지로 이어질 수 있는 치명적인 영향을 미치므로 예비기를 반드시 확보해야 합니다.
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77. 송전계통의 중성점을 직접 접지할 경우 관계가 없는 것은?

  1. 과도안정도 증진
  2. 계전기 동작 확실
  3. 기기의 절연수준 저감
  4. 단절연변압기 사용 가능
(정답률: 50%)
  • 중성점 직접 접지 방식은 지락 사고 시 지락 전류가 매우 커서 계전기 동작이 확실하고, 기기의 절연 수준을 낮출 수 있으며 단절연 변압기 사용이 가능하다는 특징이 있습니다. 하지만 과도안정도 증진과는 직접적인 관계가 없습니다.
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78. 22.9kV, Y가공배전선로에서 주 공급선로의 정전사고 시예비전원 선로로 자동 전환되는 개폐장치는?

  1. 기중부하 개폐기
  2. 고장구간 자동 개폐기
  3. 자동선로 구분 개폐기
  4. 자동부하 전환 개폐기
(정답률: 55%)
  • 자동부하 전환 개폐기는 주 공급선로에 정전 사고가 발생했을 때, 예비전원 선로로 자동으로 전환하여 전원 공급의 신뢰성을 높이는 장치입니다.
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79. 각 수용가의 수용률 및 수용가 사이의 부등률이 변화할 때, 수용가군 총합의 부하율에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 수용률에 비례하고 부등률에 반비례한다.
  2. 부등률에 비례하고 수용률에 반비례한다.
  3. 부등률과 수용률에 모두 반비례한다.
  4. 부등률과 수용률에 모두 비례한다.
(정답률: 54%)
  • 부하율 공식에 따르면 부하율은 평균수용전력을 합성최대전력으로 나눈 값이며, 이를 수용률과 부등률의 관계로 나타내면 부등률에 비례하고 수용률에 반비례하는 관계가 성립합니다.
    $$부하율 = \frac{평균수용전력}{부하설비용량의 합} \times \frac{부등률}{수용률}$$
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80. 일반적으로 화력발전소에서 적용하고 있는 열사이클 중 가장 열효율이 좋은 것은?

  1. 재생사이클
  2. 랭킨사이클
  3. 재열사이클
  4. 재생재열사이클
(정답률: 63%)
  • 화력발전소의 기본 사이클인 랭킨사이클에 효율을 높이기 위한 재생(Regeneration)과 재열(Reheat) 과정을 모두 결합한 재생재열사이클이 에너지 손실을 최소화하고 열효율을 극대화할 수 있는 가장 효율적인 방식입니다.
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