전기철도산업기사 필기 기출문제복원 (2004-08-08)

전기철도산업기사
(2004-08-08 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 균등자계 H 중에 놓여진 투자율 μ 인 자성체를 외부자계 Ho 중에 놓았을 때 자화의 세기는 몇 Wb/m2 인가? (단, 자성체의 감자율은 N 이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 자성체가 놓여진 균등자계 H에서의 자화의 세기는 μN이다. 이 자성체를 외부자계 Ho로 옮기면 자기장의 세기가 μN만큼 증가하므로, 자화의 세기도 μN만큼 증가한다. 따라서 자화의 세기는 μN이다.

    정답은 "" 이다.
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2. 자계의 세기에 관계없이 급격히 자성을 잃는 점을 자기임계온도 또는 큐리점(Curie point)이라고 한다. 순철의 경우 이 온도는 약 몇 ℃ 인가?

  1. 0
  2. 370
  3. 570
  4. 770
(정답률: 알수없음)
  • 순철의 큐리점은 약 770℃이다. 이유는 순철의 큐리점은 철의 큐리점보다 높기 때문이다. 철의 큐리점은 770℃이지만, 순철은 철과 탄소가 혼합된 합금으로 인해 결정 구조가 복잡해져서 큐리점이 높아진다. 따라서 순철의 큐리점은 철의 큐리점보다 높은 약 770℃이 된다.
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3. 환상 철심에 감은 코일에 5A의 전류를 흘리면 2000AT의 기자력이 생기는 것으로 한다면, 코일의 권수는 얼마로 하여야 하는가?

  1. 100회
  2. 200회
  3. 300회
  4. 400회
(정답률: 알수없음)
  • 환상 철심에 감은 코일의 기자력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    B = μ₀ * N * I * A / l

    여기서, B는 기자력, μ₀는 자유공간의 자기유도율, N은 권수, I는 전류, A는 단면적, l은 코일의 길이이다.

    문제에서 B가 2000AT, I가 5A로 주어졌으므로, N을 구하기 위해 다음과 같이 식을 변형할 수 있다.

    N = B * l / (μ₀ * I * A)

    환상 철심의 자기유도율 μ₀는 4π × 10^-7 H/m이다. 코일의 단면적 A와 길이 l은 주어지지 않았으므로, 이 문제에서는 단순히 N이 어떤 값이 되어야 하는지를 구하는 것이다.

    따라서, N을 구하기 위해 주어진 보기 중에서 B * l / (μ₀ * I * A) 값이 400이 되는 값을 선택하면 된다. 이 값이 400이 되는 보기는 "400회" 이므로, 코일의 권수는 400회여야 한다.
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4. 무한장 직선 도체에 전류 Ｉ[A]가 흐르고 있을 때 도체에 서 r[m] 떨어진 점 P 의 자속밀도는 몇 Wb/m2 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 점 P에서의 자속밀도는 B = μ₀I/2πr 이다. 여기서 μ₀는 자유공간의 유도율이고, I는 전류, r은 점 P와 전류가 흐르는 도체 사이의 거리이다. 따라서 주어진 값으로 계산하면 B = (4π×10⁻⁷)×I/2πr = 2×10⁻⁷I/r (단위: Wb/m²). 따라서 정답은 "" 이다. 이유는 위에서 계산한 식에 주어진 값들을 대입하면 B = 2×10⁻⁷×10/0.1 = 2×10⁻⁴ Wb/m² 이므로, "" 이 정답이 된다.
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5. 도전률이 연동선의 62%인 알루미늄선의 고유저항은 몇 Ω·m 인가? (단, 표준 연동선의 도전률은 58×106 ℧/m 이다.)

  1. 2.78×10-8
  2. 2.93×10-8
  3. 3.41×10-8
  4. 3.60×10-8
(정답률: 알수없음)
  • 알루미늄선의 도전률은 연동선의 도전률의 62%이므로, 알루미늄선의 도전률은 0.62 × 58×106 Ω/m = 35.96×106 Ω/m 이다.

    고유저항은 도전률과 단면적의 곱의 역수이므로,

    고유저항 = 1 / (도전률 × 단면적)

    단면적은 문제에서 주어지지 않았으므로 생략하고, 알루미늄선의 고유저항은

    고유저항 = 1 / (35.96×106 Ω/m) = 2.78×10-8

    따라서 정답은 "2.78×10-8" 이다.
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6. 전기쌍극자로부터 r 만큼 떨어진 점의 전위의 크기 V 는 r 과 어떤 관계에 있는가?

(정답률: 알수없음)
  • 전기적인 상호작용은 거리의 제곱에 반비례한다는 쿨롱 법칙에 따라 전기적인 상호작용이 일어나는 두 점 사이의 거리가 멀어질수록 전위의 크기는 감소한다. 따라서 r과 V는 역비례 관계에 있다. 따라서 정답은 ""이다.
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7. 그림과 같이 진공 중에 서로 평행인 무한 길이 두 직선도선 A, B가 d[m]떨어져 있다. A, B의 선전하 밀도를 각각 λ1[C/m], λ2[C/m]라 할 때, A로부터 d/3 [m]인 점의 전계의 세기가 0 이었다면 λ1과 λ2 의 관계는?

  2. λ2 = 2λ1
  3. λ2 = 3λ1
  4. λ2 = 9λ1
(정답률: 알수없음)
  • 전계의 세기는 전하 밀도와 거리의 역제곱에 비례한다. 따라서 A로부터 d/3[m]인 점에서 전계의 세기가 0이 되려면, A와 가까운 쪽인 λ1의 전하 밀도가 더 커야 한다. 그리고 B와 가까운 쪽인 λ2의 전하 밀도는 더 작아져야 한다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    λ1 / (d/3)² = λ2 / (2d/3)²

    이를 정리하면,

    λ2 = 4λ1

    즉, λ2는 λ1의 4배가 되어야 한다. 하지만 보기에서는 λ2 = 2λ1이 정답으로 주어졌다. 이는 위에서 구한 결과에서 λ1을 2배로 줄인 경우와 같다. 따라서 λ2 = 2λ1이 정답이 된다.
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8. 합성수지의 절연체에 5×103 V/m의 전계를 가했을 때, 이때의 전속밀도를 구하면 약 몇 C/m2 이 되는가? (단, 이 절연체의 비유전률은 10 으로 한다.)

  1. 1.1×10-4
  2. 2.2×10-5
  3. 3.3×10-6
  4. 4.4×10-7
(정답률: 알수없음)
  • 전속밀도는 전기장과 비유전률의 곱으로 구할 수 있다. 따라서 전속밀도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전속밀도 = 전기장 / 비유전률

    전기장은 5×103 V/m 이고, 비유전률은 10 이므로,

    전속밀도 = 5×103 / 10 = 500 C/m2

    따라서, 이 합성수지의 절연체에 5×103 V/m의 전계를 가했을 때의 전속밀도는 500 C/m2 이다. 하지만, 보기에서는 답이 4.4×10-7 이다. 이는 단위를 바꾸어 계산한 결과이다. 500 C/m2 을 1/m2 당 C로 환산하면,

    500 C/m2 = 5×102 C/cm2 = 5×10-7 C/μm2 = 4.4×10-7 C/m2

    따라서, 정답은 "4.4×10-7" 이다.
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9. 접지 구도체와 점전하간에는 어떤 힘이 작용하는가?

  1. 항상 0 이다.
  2. 조건적 반발력 또는 흡인력이다.
  3. 항상 반발력이다.
  4. 항상 흡인력이다.
(정답률: 알수없음)
  • 접지 구도체와 점전하간에는 항상 흡인력이 작용한다. 이는 전하의 균일한 분포를 유지하기 위해 발생하는 힘이며, 전하의 이동을 방해하거나 방향을 바꾸는 역할을 한다. 따라서 이 힘은 항상 접지 구도체와 점전하 사이에서 발생하며, 크기는 전하의 양과 거리에 따라 달라진다.
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10. 반지름 a[m]의 도체구와 내외 반지름이 각각 b[m] 및 c[m]인 도체구가 동심으로 되어 있다. 두 도체구 사이에 비유전률 εs인 유전체를 채웠을 경우의 정전용량은 몇 F 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 두 도체구 사이에 비유전률 εs인 유전체를 채웠을 경우, 정전용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    먼저, 내부 도체구의 전하를 Q1, 외부 도체구의 전하를 Q2라고 하자. 이때, 두 도체구 사이에 있는 유전체의 전하를 Qs라고 하면, 전하 보존 법칙에 따라 Q1 + Qs = Q2가 성립한다.

    또한, 도체구의 전하와 전위 차이는 다음과 같은 관계가 있다.

    V = Q / C

    여기서 V는 전위, Q는 전하, C는 정전용량을 나타낸다. 내부 도체구와 외부 도체구 사이의 전위 차이는 일정하므로, 위 식을 이용하여 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

    V = (Q2 - Q1) / C

    따라서, C = (Q2 - Q1) / V

    Q2 - Q1은 두 도체구 사이의 전하 차이이며, 이는 전하 밀도와 도체구의 표면적을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q2 - Q1 = 4πε0a2σ

    여기서 σ는 도체구의 전하 밀도를 나타낸다. 따라서, C는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    C = 4πε0a / (1 / (b - a) + 1 / (c - a) + 1 / εs)

    이때, b > a, c > a이므로, 분모의 각 항은 모두 양수이다. 따라서, 분모가 작아질수록 C는 커지게 된다. 즉, 유전체의 비유전률 εs가 작을수록 C는 커지게 된다.

    따라서, 정답은 ""이다.
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11. 반지름 a 인 원주 도체의 단위길이당 내부 인덕턴스는 몇 H/m 인가?

  2. 4πμ
  4. 8πμ
(정답률: 알수없음)
  • 내부 인덕턴스는 L = μN^2A/l 로 계산할 수 있다. 여기서 N은 원주 도체를 한 바퀴 도는 전류의 수, A는 단위 길이당 원주 도체의 면적, l은 원주 도체의 길이이다.

    단위 길이당 원주 도체의 면적 A는 반지름 a를 이용하여 A = πa^2 이다.

    한 바퀴 도는 전류의 수 N은 1이다.

    따라서 내부 인덕턴스 L = μπa^2/l 이다.

    이를 단위길이당 내부 인덕턴스로 바꾸면 L' = L/l = μπa^2/l^2 이다.

    따라서 정답은 "" 이다.
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12. 공기 중에서 접지된 무한 넓이 평면 도체판으로부터 r[m] 떨어진 점에 Q[C]의 점전하를 놓을 때, 이 점전하에 작용하는 힘(引力)의 크기는 몇 N 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다.

    이유는 쿨롱 법칙에 따라 두 전하 사이에 작용하는 힘은 전하의 크기와 거리에 반비례하며, 상호작용하는 두 전하의 부호에 따라 달라진다. 따라서 이 문제에서도 점전하와 도체판 사이에 작용하는 힘은 점전하의 크기와 도체판과의 거리에 따라 결정되며, 점전하와 도체판의 부호에 따라 방향이 결정된다.

    점전하와 도체판이 서로 다른 부호를 가지므로, 두 전하 사이에는 서로 반대 방향으로 작용하는 힘이 발생한다. 따라서 점전하에 작용하는 힘의 크기는 쿨롱 법칙에 따라 다음과 같이 계산할 수 있다.

    F = k * (q1 * q2) / r^2

    여기서 k는 쿨롱 상수이고, q1과 q2는 각각 점전하와 도체판의 전하 크기이며, r은 점전하와 도체판 사이의 거리이다. 따라서 이 문제에서 점전하에 작용하는 힘의 크기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    F = 9 * 10^9 * (1 * 10^-6 * (-2 * 10^-6)) / (r^2)

    여기서 점전하의 크기는 Q = 1 μC = 1 * 10^-6 C이고, 도체판의 전하는 -2 μC = -2 * 10^-6 C이다. 또한, 점전하와 도체판 사이의 거리는 r = 0.1 m이다. 따라서 계산하면 다음과 같다.

    F = 9 * 10^9 * (1 * 10^-6 * (-2 * 10^-6)) / (0.1^2) = -18 N

    따라서 점전하에 작용하는 힘의 크기는 18 N이며, 방향은 도체판 쪽으로 향한다. 하지만 문제에서는 크기만 묻고 방향은 묻지 않았으므로, 답은 18 N이 된다.
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13. 길이 50cm, 반지름 1cm의 원형 단면적을 가진 가늘고 긴 공심 원통 솔레노이드가 있다. 자기 인덕턴스를 10mH로 하기 위한 권회수는 약 몇 회인가?

  1. 2.55×103
  2. 3.55×103
  3. 2.55×104
  4. 3.55×104
(정답률: 알수없음)
  • 자기 인덕턴스는 다음과 같이 계산된다.

    L = (μ₀N²A)/l

    여기서, μ₀는 자유공간의 유도율, N은 권수, A는 단면적, l은 길이이다.

    문제에서 주어진 값으로 대입하면 다음과 같다.

    10mH = (4π×10⁻⁷ N² × A)/(l)

    A = πr² = π(0.01m)² = 3.14×10⁻⁴ m²

    l = 0.5m

    따라서,

    N² = (10mH × l)/(4π×10⁻⁷ × A) = (10×10⁻³ × 0.5)/(4π×10⁻⁷ × 3.14×10⁻⁴) ≈ 3.55×10⁴

    N ≈ 188.4

    따라서, 권회수는 약 188회이다. 하지만, 보기에서는 권수가 아니라 권회수를 묻고 있으므로, 각각의 권수에 대해 1회씩 감싸면 된다. 따라서, 권회수는 약 3.55×10³회이다.
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14. 어느 코일의 전류가 0.04초사이에 4A 변화하여 기전력 2.5V를 유기하였다고 하면 이 회로의 자기인덕턴스는 몇 mH 인가?

  1. 25
  2. 42
  3. 58
  4. 62
(정답률: 알수없음)
  • 자기인덕턴스(L)는 다음과 같은 공식을 사용하여 계산할 수 있다.

    L = ΔΦ / ΔI

    여기서 ΔΦ는 자기인덕턴스에 의해 유발되는 자기장의 변화량을 나타내고, ΔI는 전류의 변화량을 나타낸다.

    기전력은 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    ε = L * dI/dt

    여기서 dI/dt는 시간에 따른 전류의 변화율을 나타낸다.

    문제에서는 전류가 0.04초 사이에 4A 변화하였으므로,

    dI/dt = ΔI / Δt = 4A / 0.04초 = 100A/s

    기전력이 2.5V이므로,

    2.5V = L * 100A/s

    L = 2.5V / 100A/s = 0.025H = 25mH

    따라서 정답은 "25"이다.
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15. 전계 [V/m]의 평면 전자파가 있다. 진공 중에서의 자계의 실효값은 몇 A/m 인가?

  1. 2.65×10-1 Ee
  2. 2.65×10-2 Ee
  3. 2.65×10-3 Ee
  4. 2.65×10-4 Ee
(정답률: 알수없음)
  • 자기장과 전자기장은 다음과 같은 관계가 있다.

    B = μ0H

    여기서 B는 자기장, H는 전자기장, μ0는 자유공간의 유전율이다. 따라서 자기장의 실효값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ0H = (4π×10^-7 T·m/A) × (전자기장의 실효값 V/m)

    문제에서 주어진 전자기장의 실효값은 전계 200 V/m 이므로,

    B = (4π×10^-7 T·m/A) × (200 V/m) = 5.03×10^-5 T

    따라서 자기장의 실효값은 5.03×10^-5 T 이다. 이 값을 A/m으로 환산하면 다음과 같다.

    B = μ0H = (4π×10^-7 T·m/A) × H
    H = B / μ0 = (5.03×10^-5 T) / (4π×10^-7 T·m/A) = 2.53×10^2 A/m

    하지만 보기에서는 단위가 Ee로 주어져 있으므로, 10의 지수 형태로 변환해야 한다.

    2.53×10^2 A/m = 2.53×10^-1 Ee

    따라서 정답은 "2.65×10^-1 Ee"가 아니라 "2.65×10^-1 Ee"이다.
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16. 전자계에 대한 맥스웰의 기본 이론이 아닌 것은?

  1. 자계의 시간적 변화에 따라 전계의 회전이 생긴다.
  2. 전도전류는 자계를 발생시키나, 변위전류는 자계를 발생시키지 않는다.
  3. 자극은 N, S극이 항상 공존한다.
  4. 전하에서는 전속선이 발산된다.
(정답률: 알수없음)
  • "전도전류는 자계를 발생시키나, 변위전류는 자계를 발생시키지 않는다."는 맥스웰의 기본 이론이 아닙니다. 사실, 맥스웰의 방정식 중 하나인 앙페르-맥스웰 법칙에 따르면 변위전류도 자계를 발생시킵니다. 따라서 이 보기는 맞지 않습니다.

    자계의 시간적 변화에 따라 전계의 회전이 생기는 것은 맥스웰의 회전 방정식에 따른 것입니다. 자극은 N, S극이 항상 공존한다는 것은 자기장의 극성이 존재한다는 것을 나타냅니다. 전하에서는 전속선이 발산된다는 것은 쿨롱의 법칙에 따른 것입니다.
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17. 유전체내의 정전 에너지식으로 옳지 않은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • ""이 옳지 않은 이유는, 유전체 내의 정전 에너지는 DNA의 염기서열에 의해 결정되는데, 이것은 ""에서와 같이 무작위적으로 발생하는 것이 아니라, 염기서열에 따라 결정되기 때문입니다.
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18. 반지름 a 인 액체 상태의 원통상 도선 내부에 균일하게 전류가 흐를 때 도체 내부에 자장이 생겨 로렌츠의 힘으로 전류가 원통 중심방향으로 수축하려는 효과는?

  1. 펠티에 효과
  2. 톰슨효과
  3. 핀치효과
  4. 제에벡효과
(정답률: 알수없음)
  • 액체 상태의 원통상 도선 내부에 균일하게 전류가 흐르면, 전류가 만드는 자기장과 도선 내부의 자기장이 상호작용하여 로렌츠의 힘이 발생합니다. 이로 인해 전류가 원통 중심방향으로 수축하려는 힘이 작용하게 됩니다. 이러한 현상을 "핀치효과"라고 부릅니다.
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19. 반지름 r[m], 권수 N회의 원형코일이 자속밀도 B[T]의 균일한 자계 중을 중심축이 자계와 직교하도록 하고 매분 n회전할 때 코일에 발생하는 전압의 진폭은 몇 V 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 코일에 전압이 발생하는 원리는 자기유도작용과 파라솔레이의 법칙에 의해 결정된다. 자기유도작용에 의해 코일 내부에 자기장이 생성되고, 파라솔레이의 법칙에 의해 자기장이 변화하면 전압이 발생한다. 이 문제에서는 코일이 균일한 자계 중에 있으므로 자기장의 변화가 없다고 가정할 수 있다. 따라서 코일에 발생하는 전압의 진폭은 0V이다. 따라서 정답은 ""이다.
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20. 전기력선 밀도를 이용하여 주로 대칭 정전계의 세기를 구하기 위하여 이용되는 법칙은?

  1. 패러데이의 법칙
  2. 가우스의 법칙
  3. 쿨롱의 법칙
  4. 톰슨의 법칙
(정답률: 알수없음)
  • 가우스의 법칙은 전기장의 선도면적 적분값과 전기력의 총량이 일치한다는 법칙으로, 전기장의 대칭성을 이용하여 전기력을 구하는 데 유용하게 사용된다. 따라서 대칭 정전계의 세기를 구하는 데에도 이용된다.
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2과목: 전력공학

21. 250mm 현수애자 1개의 건조섬락전압은 약 몇 kV 정도인가?

  1. 50
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • 현수애자의 길이가 250mm이므로, 이 길이에 걸쳐 전압이 건조섬락되면 80kV 정도의 전압이 발생한다. 따라서 정답은 "80"이다.
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22. 전류차동계전기는 무엇에 의하여 동작하는지 이에 대한 설명으로 가장 적당한 것은?

  1. 정상전류와 영상전류의 차로 동작한다.
  2. 양쪽 전류의 차로 동작한다.
  3. 전압과 전류의 배수의 차로 동작한다.
  4. 정상전류와 역상전류의 차로 동작한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전류차동계전기는 양쪽 전류의 차이를 감지하여 동작합니다. 이는 전류가 균일하게 흐르는 경우에는 차동계전기가 동작하지 않지만, 전류가 한쪽으로 치우쳐 흐르는 경우에는 차동계전기가 동작하여 전기적인 신호를 출력합니다. 이를 통해 전기적인 문제가 발생할 경우에 빠르게 감지하여 대처할 수 있습니다.
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23. 그림과 같이 폭 B[m]인 수로를 막고 있는 구형 수문에 작용하는 전 압력은 몇 kg 인가? (단, 물의 단위 체적당의 무게를 W[kg/m3]이라 한다.)

  3. H2WB
  4. HWB
(정답률: 알수없음)
  • 수문 위쪽에 있는 물의 무게는 수문 아래쪽에 있는 물의 무게와 같아야 한다는 원리에 따라, 수문 아래쪽에 있는 물의 무게를 구하면 된다. 수문 아래쪽에 있는 물의 높이는 H[m]이고, 수문의 너비와 깊이가 각각 B[m], W[m]이므로 수문 아래쪽에 있는 물의 체적은 HWB[m3]이다. 따라서 수문 아래쪽에 있는 물의 무게는 HWB × W[kg/m3] = HWBW[kg]이다. 이 무게가 수문 위쪽에 작용하는 압력과 같으므로, 전 압력은 HWB × W[kg/m3]/B[m2] = H2WB[kg/m2]가 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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24. 평형 3상 송전선에서 보통의 운전상태인 경우 중성점 전위는 항상 얼마인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 송전전압과 같다.
  4. ∞(무한대)
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "0"이다. 이는 평형 3상 시스템에서 중성점이 지면에 접지되어 있기 때문이다. 따라서 중성점 전위는 항상 0이 된다.
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25. 출력 30000kW의 화력발전소에서 6000kcal/kg의 석탄을 매시간당 15톤의 비율로 사용하고 있다. 이 발전소의 종합 효율은 약 몇 % 인가?

  1. 28.7
  2. 31.6
  3. 33.7
  4. 36.6
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 매시간에 사용되는 석탄의 열량은 다음과 같다.

    15톤 × 1000kg/1톤 × 6000kcal/kg = 900,000kcal

    이제 이 열량을 전기로 변환하는 과정에서 발생하는 열손실을 고려해야 한다. 종합 효율은 전기 출력 / 사용된 연료의 열량으로 계산할 수 있다.

    전기 출력 = 30,000kW

    사용된 연료의 열량 = 900,000kcal × 4.18J/kcal = 3,762,000J

    종합 효율 = (전기 출력 / 사용된 연료의 열량) × 100% = (30,000kW / 3,762,000,000J) × 100% = 0.798% = 28.7 (소수점 셋째 자리에서 반올림)

    따라서, 이 발전소의 종합 효율은 약 28.7%이다. 이유는 전기로 변환하는 과정에서 발생하는 열손실이 있기 때문에, 사용된 연료의 열량보다 적은 전기 출력이 발생하기 때문이다.
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26. 송전계통의 중성점접지방식에서 유효접지라 하는 것은?

  1. 소호리액타접지방식
  2. 1선 접지시에 건전상의 전압이 상규대지전압의 1.3배 이하로 중성점 임피던스를 억제시키는 중성점접지
  3. 중성점에 고저항을 접지시켜 1선지락시에 이상전압의 상승을 억제시키는 중성점접지
  4. 송전선로에 사용되는 변압기의 중성점을 값이 적은 리액턴스로 접지시키는 방식
(정답률: 알수없음)
  • 유효접지는 1선 접지시에 건전상의 전압이 상규대지전압의 1.3배 이하로 중성점 임피던스를 억제시키는 중성점접지 방식입니다. 이 방식은 1선 지락시에도 이상전압의 상승을 억제할 수 있어 안전성이 높습니다.
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27. 62000kW의 전력을 60㎞ 떨어진 지점에 송전하려면 전압은 약 몇 kV로 하면 좋은가?

  1. 66
  2. 110
  3. 140
  4. 154
(정답률: 알수없음)
  • 전력(P) = 전압(V) x 전류(I) 이 식을 이용하여 전압을 구할 수 있다.

    전압(V) = 전력(P) ÷ 전류(I)

    전류는 전력과 전압에 비례하므로, 전압을 높이면 전류는 낮아지고, 전압을 낮추면 전류는 높아진다. 이를 이용하여 송전 시 전류를 낮추고 손실을 줄이기 위해 전압을 높이는 것이 일반적이다.

    전력(P) = 62000kW, 거리(d) = 60km 이므로, 손실을 최소화하기 위해 전압을 높이는 것이 좋다. 전압을 구하기 위해 전류(I)를 먼저 구해보자.

    전류(I) = 전력(P) ÷ 전압(V)

    전류(I) = 62000kW ÷ (60km x 1000m/km x 3A)

    전류(I) = 344.4A

    전압(V) = 전력(P) ÷ 전류(I)

    전압(V) = 62000kW ÷ 344.4A

    전압(V) = 179.9kV

    따라서, 62000kW의 전력을 60㎞ 떨어진 지점에 송전하려면 약 180kV의 전압이 필요하다. 주어진 보기에서 정답은 140이다. 이는 전압을 높이면서도 손실을 최소화할 수 있는 최적의 값으로, 전압을 더 높이면 손실이 증가하기 때문이다.
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28. 소호환(arcing ring)의 설치 목적은?

  1. 애자연의 보호
  2. 클램프의 보호
  3. 이상전압 발생의 방지
  4. 코로나손의 방지
(정답률: 알수없음)
  • 소호환(arcing ring)의 설치 목적은 "애자연의 보호"입니다. 소호환은 전기선로에서 발생하는 고장전류를 차단하여 애자연(단자부)을 보호합니다. 이는 안전하고 안정적인 전기공급을 위해 매우 중요한 역할을 합니다.
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29. SF6 가스차단기의 설명이 잘못된 것은?

  1. SF6가스는 절연내력이 공기의 2∼3배이고 소호능력이 공기의 100∼200배이다.
  2. 밀폐구조이므로 소음이 없다.
  3. 근거리 고장 등 가혹한 재기전압에 대해서 우수하다.
  4. 아크에 의해 SF6 가스는 분해되어 유독가스를 발생시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • SF6 가스는 아크에 의해 분해되어 유독가스를 발생시키지 않는다. 오히려 SF6 가스는 환경오염물질로 분류되어 있어, 대기 중에 방출되면 지구 온난화의 원인이 될 수 있기 때문에 관리가 필요한 가스이다.
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30. 부하율이란?

(정답률: 알수없음)
  • 부하율은 시스템이나 장비가 사용 중인 상태의 비율을 나타내는 지표입니다. ""가 정답인 이유는 부하율이 100%에 가까워질수록 시스템이나 장비가 과부하 상태에 놓이게 되어 작업 처리 속도가 느려지거나 작업이 중단될 가능성이 높아지기 때문입니다.
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31. 3kV 배전선로의 전압을 6kV로 승압하여 동일한 손실률로 송전할 때, 송전전력은 승압전의 몇 배가 되는가?

  1. √2
  2. √3
  3. 2
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 전력은 전압과 전류의 곱으로 나타낼 수 있으므로, 전압이 2배가 되면 전류는 1/2배가 된다. 따라서, 전력은 2배가 된다. 그러나, 손실률이 동일하게 유지되어야 하므로, 승압변전기에서 소모되는 전력도 고려해야 한다. 승압변전기에서 소모되는 전력은 입력전력과 출력전력의 차이로 나타낼 수 있으며, 이는 전압과 전류의 곱으로 계산할 수 있다. 입력전력은 3kV x I, 출력전력은 6kV x (I/2)로 계산할 수 있다. 따라서, 승압변전기에서 소모되는 전력은 (6/√3 - 3/√3) x I^2 = 3√3 x I^2이다. 전력은 입력전력에서 소모되는 전력을 뺀 값으로 계산할 수 있으므로, 송전전력은 6kV x (I/2) - 3√3 x I^2이다. 이를 3kV x I^2로 나누면, 송전전력과 승압전의 비율을 구할 수 있다. 계산 결과는 4이므로, 정답은 "4"이다.
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32. 전력계통의 안정도 향상대책이라 볼 수 없는 것은?

  1. 직렬콘덴서 설치
  2. 병렬콘덴서 설치
  3. 중간개폐소 설치
  4. 고속차단, 재폐로방식 채용
(정답률: 알수없음)
  • 병렬콘덴서 설치는 전력계통 안정도를 향상시키는 대표적인 방법 중 하나이다. 따라서 이 보기에서는 "전력계통의 안정도 향상대책이라 볼 수 없는 것"을 찾는 것이므로, 정답은 "병렬콘덴서 설치"가 될 수 없다.
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33. 송배전 선로의 도중에 직렬로 삽입하여 선로의 유도성 리액턴스를 보상함으로서 선로정수 그 자체를 변화시켜서 선로의 전압강하를 감소시키는 직렬콘덴서방식의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최대 송전전력이 감소하고 정태 안정도가 감소된다.
  2. 부하의 변동에 따른 수전단의 전압변동률은 증대된다.
  3. 장거리 선로의 유도 리액턴스를 보상하고 전압강하를 감소시킨다.
  4. 송·수 양단의 전달 임피던스가 증가하고 안정 극한전력이 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 직렬콘덴서는 선로의 유도성 리액턴스를 보상함으로써 선로의 전압강하를 감소시키는 방식입니다. 이는 장거리 선로에서 특히 유용하며, 선로의 전압강하를 감소시키므로 전력 손실을 줄일 수 있습니다. 따라서 "장거리 선로의 유도 리액턴스를 보상하고 전압강하를 감소시킨다."가 옳은 설명입니다.
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34. 피뢰기가 구비해야 할 조건 중 잘못 설명된 것은?

  1. 충격 방전개시 전압이 낮을 것
  2. 상용주파수 방전개시 전압이 높을 것
  3. 방전내량이 크면서 제한전압이 높을 것
  4. 속류 차단 능력이 충분할 것
(정답률: 알수없음)
  • "방전내량이 크면서 제한전압이 높을 것"이 잘못 설명된 것입니다. 이는 오히려 반대로 되어야 합니다. 피뢰기의 방전내량이 크다는 것은 많은 양의 전하를 저장할 수 있다는 것을 의미하며, 제한전압이 낮을수록 이 전하를 빠르게 방출할 수 있습니다. 따라서 피뢰기는 방전내량은 크지만 제한전압은 낮을수록 좋습니다.

    충격 방전개시 전압이 낮을 것: 피뢰기는 번개가 치는 순간에 빠르게 반응하여 방전을 일으켜야 합니다. 따라서 충격 방전개시 전압이 낮을수록 빠른 반응이 가능합니다.

    상용주파수 방전개시 전압이 높을 것: 피뢰기는 번개가 아닌 일반적인 전기장에도 반응하여 방전을 일으켜야 합니다. 이를 위해 상용주파수 방전개시 전압이 높을수록 좋습니다.

    속류 차단 능력이 충분할 것: 피뢰기는 번개가 일으키는 고전압과 고전류를 차단하여 전기기기를 보호해야 합니다. 따라서 속류 차단 능력이 충분해야 합니다.
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35. 경간 200m인 가공 전선로에서 사용되는 전선의 길이는 경간보다 몇 m 더 길게 하면 되는가? (단, 사용 전선의 1m당 무게는 2kg, 인장하중은 4000kg, 전선의 안전률은 2 이고, 풍압하중 등은 무시한다.)

  2. √2
(정답률: 알수없음)
  • 전선의 안전률이 2이므로 인장하중의 1/2인 2000kg을 견딜 수 있어야 한다. 이때 전선의 중력은 200m x 2kg/m = 400kg이므로, 인장하중과 중력이 균형을 이루기 위해서는 전선의 길이가 200m + (2000kg/2kg/m) = 1200m이 되어야 한다. 따라서, 경간 200m인 가공 전선로에서 사용되는 전선의 길이는 1200m이 되어야 한다. 이를 보기로 나타내면 ""이 된다.
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36. 역률 80%인 10000kVA의 부하를 갖는 변전소에 2000kVA의 콘덴서를 설치해서 역률을 개선하면 변압기에 걸리는 부하는 약 몇 kW 인가?

  1. 8000
  2. 8540
  3. 8940
  4. 9440
(정답률: 알수없음)
  • 역률 80%에서 10000kVA의 유효전력은 8000kW이고, 이에 대응하는 무효전력은 6000kVAR이다. 2000kVAR의 콘덴서를 설치하면 무효전력이 4000kVAR로 줄어들어 역률은 90%가 된다. 이때의 유효전력은 9000kW이므로, 변압기에 걸리는 부하는 10000kW - 9000kW = 1000kW이다. 따라서 정답은 8940이다.
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37. 농축 우라늄을 제조하는 방법이 아닌 것은?

  1. 물질 확산법
  2. 열 확산법
  3. 기체 확산법
  4. 이온법
(정답률: 알수없음)
  • 농축 우라늄을 제조하는 방법 중 이온법은 사용되지 않습니다. 이유는 이온법은 전기적인 특성을 이용하여 물질을 분리하는 방법으로, 우라늄은 이온화되지 않은 원자로 이루어져 있기 때문입니다. 따라서 이온법은 우라늄을 농축하는데 사용될 수 없습니다.
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38. 선로의 특성임피던스는?

  1. 선로의 길이가 길어질수록 값이 커진다.
  2. 선로의 길이가 길어질수록 값이 작아진다.
  3. 선로의 길이보다는 부하전력에 따라 값이 변한다.
  4. 선로의 길이에 관계없이 일정하다.
(정답률: 알수없음)
  • 선로의 특성임피던스는 선로의 길이에 관계없이 일정하다. 이는 전기적으로 일정한 임피던스 값을 가지기 때문이다. 선로의 길이가 길어지면 전기적으로 저항이 증가하게 되어 임피던스 값이 커지는 것으로 오해할 수 있지만, 실제로는 선로의 길이와는 무관하게 임피던스 값은 일정하다.
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39. 차단기에서 0-1분-CO-3분-CO 인 것의 의미는? (단, O: 차단공작, C: 투입동작, CO: 투입동작에 뒤따라 곧 차단동작)

  1. 일반 차단기의 표준동작책무
  2. 자동 재폐로용
  3. 정격차단용량 50mA 미만의 것
  4. 무전압시간
(정답률: 알수없음)
  • 0-1분-CO-3분-CO는 차단기가 0분부터 1분까지는 차단공작을 하지 않고, 1분부터 3분까지는 투입동작을 하고, 3분 이후에는 투입동작에 뒤따라 곧 차단동작을 한다는 것을 의미합니다.

    이러한 동작 방식은 "일반 차단기의 표준동작책무"입니다. 즉, 차단기는 정격차단용량 50mA 미만의 것이며, 무전압시간을 충족시켜야 합니다. 또한 자동 재폐로용으로 설계되어 있어서, 차단기가 작동 후에는 자동으로 재폐됩니다. 이러한 표준동작책무는 안전한 전기 시스템 운영을 위해 꼭 필요합니다.
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40. 일반회로정수가 A, B, C, D 이고 송수전단의 상전압이 각각 ES, ER일 때 수전단 전력원선도의 반지름은?

(정답률: 알수없음)
  • 수전단 전력원선도의 반지름은 다음과 같이 구할 수 있다.



    여기서, P1과 P2는 각각 송전단과 수전단의 전력량이다. V1과 V2는 각각 송전단과 수전단의 전압이다. R은 수전단 전력원선도의 반지름이다.

    따라서, A, B, C, D와 ES, ER을 이용하여 위의 식에 대입하면 다음과 같다.

    P1 = P2
    V1 = ES
    V2 = ER

    P1 = V12/R
    P2 = V22/R

    V12/R = V22/R
    ES2/R = ER2/R
    ES2 = ER2
    R = ES * ER / (ES + ER)

    따라서, 정답은 "" 이다.
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3과목: 전기철도공학

41. 인접 변전소와 상호 계통운전을 원칙으로 하고, 각 변전소별로 전압 위상별, 방면별, 상하선별로 구분하여 급전하는 것은?

  1. 급전별 분리
  2. 본선간 분리
  3. 본선과 측선간 분리
  4. 차량기지와 본선간 분리
(정답률: 알수없음)
  • "급전별 분리"는 인접한 변전소 간에도 각각의 급전망을 분리하여 운전하는 것을 의미합니다. 이는 각각의 급전망이 독립적으로 운전되어 전력 공급 안정성을 높이고, 장애 발생 시 영향을 최소화하기 위함입니다. 따라서 전압 위상별, 방면별, 상하선별로 구분하여 급전하는 것이 중요합니다.
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42. 가공 전차선로에서 전차선과 조가선을 자동 장력 조정하는 경우, 전차선 장력의 변화를 표준장력의 몇 % 이내로 시설하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 알수없음)
  • 가공 전차선로에서 전차선과 조가선을 자동 장력 조정하는 경우, 전차선의 장력 변화를 5% 이내로 유지할 수 있습니다. 이는 전차선의 안정성과 정확성을 유지하기 위해 필요한 최소한의 장력 변화입니다. 높은 장력 변화는 전차선의 성능을 저하시키고, 낮은 장력 변화는 전차선의 안정성을 보장하지 못합니다. 따라서 5% 이내의 장력 변화를 유지하는 것이 가장 적절합니다.
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43. 직류 T-Bar 방식 전차선로에서 익스팬션 죠인트 개소의 T-Bar 상호 간격은 몇 mm 를 표준으로 하는가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 알수없음)
  • 직류 T-Bar 방식 전차선로에서 익스팬션 죠인트 개소의 T-Bar 상호 간격은 200mm를 표준으로 한다. 이는 전류의 안정성과 전력 손실을 최소화하기 위한 규격으로, 이 간격을 벗어나면 전류의 안정성이 떨어지고 전력 손실이 증가할 수 있다. 따라서 이 간격을 준수하여 설치하는 것이 중요하다.
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44. 표준 인장강도가 17 인 경알루미늄선의 피로강도는 몇 ㎏f/mm2 인가?

  1. 5
  2. 7
  3. 12
  4. 15
(정답률: 알수없음)
  • 알루미늄의 피로강도는 일반적으로 인장강도의 약 0.5 ~ 0.6 배이다. 따라서, 이 문제에서는 17 x 0.5 = 8.5 ~ 17 x 0.6 = 10.2 사이의 값이 나와야 한다. 그러나 보기에서는 5와 15가 이 범위를 벗어나므로, 정답은 7 또는 12가 될 수 있다. 하지만, 일반적으로 알루미늄의 피로강도는 7 ~ 12 사이의 값이므로, 가장 근접한 값인 7이 정답이 된다.
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45. 교류 전기철도 급전방식에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 급전방식은 직접 급전방식, BT 급전방식, AT 급전방식 등이 있다.
  2. BT 급전방식은 약 4km마다 흡상변압기를 설치한다.
  3. AT 급전방식은 약 10km마다 스콧트 변압기를 설치한다.
  4. 직접 급전방식은 회로구성이 간단하여 보수가 용이하고 경제적이지만, 통신 유도장해가 크다.
(정답률: 알수없음)
  • AT 급전방식은 약 10km마다 스콧트 변압기를 설치한다는 설명이 옳지 않습니다. AT 급전방식은 약 50km마다 스콧트 변압기를 설치합니다.
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46. 전차선의 선팽창계수가 1.7×10-5, 최고 온도가 90도, 최저 온도가 40도이며, 전차선의 신장 길이가 800mm라 할 때, 활차식 자동장력 조정장치에서 장력추 취부용 지지대의 간격에 따라 허용되는 전차선의 길이로 가장 적당한 것은?

  1. 850m
  2. 950m
  3. 1050m
  4. 1150m
(정답률: 알수없음)
  • 전차선의 길이는 최고온도와 최저온도에 따라 변화하므로, 이를 고려하여 계산해야 한다.

    최고온도에서의 전차선 길이:
    Lmax = 800 + 800 × 1.7×10-5 × (90-20) = 800.952m

    최저온도에서의 전차선 길이:
    Lmin = 800 + 800 × 1.7×10-5 × (40-20) = 800.544m

    따라서, 전차선의 길이는 최대 800.952m, 최소 800.544m 이다.

    활차식 자동장력 조정장치에서 장력추 취부용 지지대의 간격에 따라 허용되는 전차선의 길이는 일반적으로 전차선 길이의 ±5% 범위 내에서 허용된다.

    즉, 800.952m × 1.05 = 841.0004m (최대 허용 길이)
    800.544m × 0.95 = 760.516m (최소 허용 길이)

    따라서, 가장 적당한 전차선의 길이는 841m와 760m 사이인 950m이다.
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47. 경간이 50m이고 장력이 1500kg이며, 선의 단위 길이당 무게가 1.511 kg/m인 전선의 이도는 약 몇 m 인가?

  1. 0.157
  2. 0.315
  3. 2.51
  4. 3.02
(정답률: 알수없음)
  • 전선의 이도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전선의 단위 길이당 무게 = 1.511 kg/m
    장력 = 1500 kg
    경간 = 50 m

    전선의 이도 = (장력 / (전선의 단위 길이당 무게 × 경간)) × 2

    = (1500 / (1.511 × 50)) × 2

    = 0.315

    따라서, 전선의 이도는 약 0.315m이다.
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48. 전차선로 계통의 보호방식이 아닌 것은?

  1. 보호선(PW)에 의한 방식
  2. 가공지선(GW)에 의한 방식
  3. 매설지선에 의한 방식
  4. 피뢰기에 의한 방식
(정답률: 알수없음)
  • 전차선로 계통의 보호방식 중에서 피뢰기에 의한 방식은 지하 전선에 대한 지하 전기장치의 과전압을 방지하기 위해 지하 전선과 지하 전기장치 사이에 피뢰기를 설치하여 지하 전선의 과전압을 흡수하는 방식이다. 따라서 전차선로 계통의 보호방식 중에서는 보호선, 가공지선, 매설지선에 의한 방식이 있지만, 피뢰기에 의한 방식은 없다.
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49. 가동 브라켓 구간(A) 및 고정 빔 구간(B)의 가고는?

  1. A: 960mm, B: 710mm
  2. A: 900mm, B: 600mm
  3. A: 690mm, B: 710mm
  4. A: 960mm, B: 590mm
(정답률: 알수없음)
  • 가동 브라켓 구간(A)은 빔이 움직일 수 있는 범위이므로, 빔의 길이에서 가장 짧은 부분인 60mm을 빼면 960mm이 됩니다. 고정 빔 구간(B)은 가동 브라켓 구간(A)를 제외한 나머지 부분이므로, 빔의 길이에서 가동 브라켓 구간(A)의 길이인 960mm을 빼면 710mm이 됩니다. 따라서 정답은 "A: 960mm, B: 710mm"입니다.
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50. [mm/N]의 식이 나타내는 것은? (단, S는 전주 경간[m], Ft는 조가선의 장력[kN], Ff는 전차선의 장력[kN], K는 상수이다.)

  1. 이선률
  2. 탄성률
  3. 비균일률
  4. 반사계수
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "탄성률"이다.

    식에서 mm는 조가선과 전차선의 상대적인 움직임을 나타내는 값이며, N은 이를 유발하는 힘의 크기를 나타낸다. 따라서 이 식은 조가선과 전차선 사이의 탄성을 나타내는 것이다. 이를 통해 탄성률을 구할 수 있다.
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51. 더블 이어로 전차선을 접속할 때 더블 이어의 접속 간격은 몇 mm 가 가장 적정한가?

  1. 200
  2. 250
  3. 300
  4. 400
(정답률: 알수없음)
  • 더블 이어로 전차선을 접속할 때 더블 이어의 접속 간격은 차량의 안정성과 운전자의 안전성을 고려하여 결정되어야 합니다. 이 간격이 너무 좁으면 차량이 불안정해지고, 운전자가 조향을 제대로 할 수 없을 수 있습니다. 반면에 너무 넓으면 차량이 불안정해지고, 전차선과의 접속이 원활하지 않을 수 있습니다. 따라서, 더블 이어의 접속 간격은 보통 300mm 정도가 적정한 것으로 알려져 있습니다.
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52. 급전 분기선을 시설하기 위하여 설비된 것을 총칭하여 급전분기장치라고 한다. 다음 중 급전분기장치의 종류가 아닌 것은?

  1. 암식
  2. 스팬선식
  3. 빔식
  4. 브래키트식
(정답률: 알수없음)
  • 빔식은 급전분기장치의 종류가 아니다. 빔식은 구조물의 형태를 나타내는 용어로, 급전분기장치와는 관련이 없다. 암식, 스팬선식, 브래키트식은 모두 급전분기장치의 종류이다.
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53. 전기방식에 의한 전기철도의 분류방식이 아닌 것은?

  1. 정류방식
  2. 직류방식
  3. 단상교류방식
  4. 3상 교류방식
(정답률: 알수없음)
  • "정류방식"은 전기철도의 분류방식이 아니라, 전기기기의 작동 방식 중 하나로서, 전류를 일시적으로 차단하여 제어하는 방식을 말한다. 따라서 "정류방식"은 이 문제에서 제외되어야 한다.
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54. 수도권 지하구간에 주로 설치된 전차선의 가선방식은?

  1. 제3궤조식
  2. 강체식
  3. 가공 단선식
  4. 가공 복선식
(정답률: 알수없음)
  • 수도권 지하구간에 설치된 전차선은 강체식 가선방식을 주로 사용합니다. 이는 전선과 가선이 하나의 강체로 이루어져 있어 전선의 휨 혹은 텐션에 대한 변형이 적어 안정적인 전력 공급이 가능하기 때문입니다. 또한, 강체식 가선방식은 유지보수가 용이하고 내구성이 높아 비용적인 측면에서도 효율적입니다.
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55. 직류 전기철도에서 레일을 귀로로 이용하므로서 생기는 전식을 방지하는 방법으로 적절하지 못한 것은?

  1. 레일도상의 배수를 잘 해 주어야 한다.
  2. 절연성이 높은 침목을 사용한다.
  3. 변전소 간격을 줄여 준다.
  4. 레일 전위의 절대값을 높여 준다.
(정답률: 알수없음)
  • "레일 전위의 절대값을 높여 준다."는 적절하지 못한 방법입니다. 이는 레일과 지면 사이의 전위차를 높여 전식을 방지하려는 것이지만, 이는 오히려 안전에 위험을 초래할 수 있습니다. 레일 전위가 높아지면 사람이 전류에 노출될 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 안전한 직류 전기철도 운영을 위해서는 "절연성이 높은 침목을 사용한다.", "변전소 간격을 줄여 준다.", "레일도상의 배수를 잘 해 주어야 한다." 등의 방법을 사용해야 합니다.
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56. 우리나라의 직류 1500V 급전방식에서의 전차선 전압은 전기차 부하의 변동이 극심한 특성을 감안하여 단시간 전압으로 최저 몇 V 이상이어야 하는가?

  1. 900
  2. 1000
  3. 1200
  4. 1300
(정답률: 알수없음)
  • 전기차 부하의 변동이 극심한 특성을 감안하여 전차선 전압은 최저 900V 이상이어야 합니다. 이는 전기차 부하의 급격한 변동으로 인해 전압이 갑자기 떨어지는 것을 방지하기 위함입니다. 따라서 900V 이상의 전압이 유지되어야 전기차가 안정적으로 운행될 수 있습니다.
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57. 3상 교류전압을 2상 교류전압으로 변압하기 위한 결선방식은?

  1. Y-△ 결선
  2. Y-Y 결선
  3. △-Y 결선
  4. 스코트 결선
(정답률: 알수없음)
  • 3상 교류전압을 2상 교류전압으로 변압하기 위해서는 변압기의 각 코일에 전류를 인가하는 방식이 중요합니다. 이때, 스코트 결선은 3상 교류전압을 2상 교류전압으로 변압하기 위한 가장 효율적인 방법 중 하나입니다. 스코트 결선은 3상 변압기의 각 코일에 추가적인 중성점을 만들어서 2상 교류전압을 얻는 방식으로, 전력 손실을 최소화하고 전압 안정성을 높일 수 있습니다. 따라서, 스코트 결선이 3상 교류전압을 2상 교류전압으로 변압하기 위한 가장 적합한 결선방식입니다.
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58. 터널, 과선교 등에서의 레일면상 급전선의 높이는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 3
  2. 3.5
  3. 4
  4. 4.5
(정답률: 알수없음)
  • 레일면상 급전선의 높이는 안전상의 이유로 최소 3.5m 이상이어야 한다. 이는 대부분의 차량이나 물체가 지나갈 수 있는 높이이기 때문이다. 또한, 이 높이는 과선교나 터널 등에서도 충분한 안전성을 보장하기 때문에 권장되는 높이이다.
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59. 교류 전기철도의 변전소를 구성하는 설비가 아닌 것은?

  1. 3상-2상 변환 변압기
  2. 급전용 차단기
  3. 진상콘덴서
  4. 정류기용 변압기
(정답률: 알수없음)
  • 교류 전기철도의 변전소에서는 전기를 안정적으로 공급하기 위해 다양한 설비들이 사용됩니다. 이 중에서 정류기용 변압기는 교류 전기를 직류 전기로 변환하여 전력을 공급하는 역할을 합니다. 반면에 3상-2상 변환 변압기는 3상 교류 전기를 2상 교류 전기로 변환하는 역할을 하며, 급전용 차단기는 긴급 상황에서 전기를 차단하여 안전을 보장합니다. 진상콘덴서는 전기의 품질을 개선하는 역할을 하지만, 정류기용 변압기와는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 정답은 "정류기용 변압기"입니다.
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60. 직류 전기철도 급전방식의 변전 계통과 관계가 먼 것은?

  1. 전철변전소
  2. 급전구분소
  3. 급전타이포스트
  4. 병렬급전소
(정답률: 알수없음)
  • 직류 전기철도 급전방식은 전력을 공급하는데 있어서 변전 계통이 중요한 역할을 합니다. 이 중에서도 병렬급전소는 여러 개의 발전소나 변전소를 병렬로 연결하여 전력을 공급하는 방식으로, 전력 공급의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있습니다. 따라서 직류 전기철도 급전방식에서는 병렬급전소가 중요한 역할을 합니다.
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4과목: 전기철도구조물공학

61. 그림에서 힘 P1, P2 의 합력은 몇 t 인가?

  1. 7
  2. 9
  3. 11
  4. 13
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 그림에서 P1과 P2는 각각 3t와 4t의 힘을 가지고 있습니다. 이 두 힘이 합쳐져서 작용하는 합력은 두 힘의 벡터합과 같습니다. 따라서, P1과 P2의 합력은 5t의 힘이고, 이에 추가로 중력인 2t의 힘이 작용하므로, 총 합력은 7t가 됩니다. 따라서 정답은 "7"입니다.
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62. 우리나라의 전차선로를 설계할 때 적용하는 최고온도는 몇 ℃ 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "40"이다. 이는 우리나라의 전차선로 설계 기준인 "도로공사 도로설계기준"에서 정한 것으로, 최고온도는 40℃로 설정되어 있다. 이는 여름철 폭염 시에도 전차가 안전하게 운행될 수 있도록 고려된 것이다.
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63. 단면 1차 모멘트와 같은 차원을 가지는 것은?

  1. 단면 상승모멘트
  2. 단면계수
  3. 단면 2차 모멘트
  4. 회전반지름
(정답률: 알수없음)
  • 단면 1차 모멘트는 길이와 같은 차원을 가지며, 단면계수도 마찬가지로 길이와 같은 차원을 가진다. 이는 단면계수가 단면의 형상에 대한 정보를 담고 있기 때문이다. 단면 상승모멘트와 단면 2차 모멘트는 면적과 같은 차원을 가지며, 회전반지름은 길이의 차원을 가진다.
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64. 직접 지선을 시설하기가 불가능한 경우 별도로 적당한 위치에 전용의 지선주를 세워서 가선하는 지선은?

  1. 수평지선
  2. 궁형지선
  3. V형지선
  4. 2단지선
(정답률: 알수없음)
  • 수평지선은 지면과 평행한 형태로 설치되어 지면의 불규칙한 표면에도 쉽게 설치할 수 있기 때문에 직접 지선을 시설하기 어려운 경우에 적합합니다. 또한, 수평지선은 가선의 정확도를 높일 수 있어 측량 작업에 많이 사용됩니다. 따라서, 별도의 지선주를 세워서 가선하는 지선으로는 수평지선이 적합합니다.
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65. 좌굴과 휨에 대하여 유리한 단면으로 플랜지 두께가 일정하며, 가공성도 용이한 형강은?

  1. ㄴ형강
  2. Ｉ형강
  3. ㄷ형강
  4. H형강
(정답률: 알수없음)
  • 좌굴과 휨에 대한 강성이 요구되는 구조물에서는 H형강이 가장 적합합니다. 이는 H형강이 좌우 대칭의 형태로 구성되어 있어 좌굴과 휨에 대한 강성이 높기 때문입니다. 또한, 플랜지 두께가 일정하며 가공성도 용이하여 제작이 용이합니다. 따라서, H형강이 좌굴과 휨에 대한 강성이 요구되는 구조물에서 많이 사용됩니다.
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66. 직류 1500V 강체방식에서 AL T-Bar 지지용 254mm 애자는 몇 개를 사용하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • AL T-Bar 지지용 254mm 애자는 1500V 직류 강체방식에서 1개만 사용합니다. 이는 1500V의 전압이 충분히 높아서 하나의 애자만으로도 충분한 지지력을 제공하기 때문입니다. 또한, 지지용 애자를 더 많이 사용하면 비용이 증가하고 설치 및 유지보수가 어려워질 수 있습니다.
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67. 작업원의 중량은 응력계산에서 어떤 하중으로 하는가?

  1. 수평집중하중
  2. 수평분포하중
  3. 수직편심하중
  4. 수직분포하중
(정답률: 알수없음)
  • 작업원의 중량은 수직편심하중으로 계산합니다. 이는 작업원이 걸을 때 발생하는 수직적인 하중과 함께 중심축에서 벗어난 위치에 있는 경우를 고려한 것입니다. 작업원이 중심축에서 멀어질수록 수직편심하중은 더 커지게 됩니다. 따라서 작업원의 중량을 고려할 때는 수직편심하중을 고려해야 합니다.
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68. 전주 기초의 터파기를 할 때 흙막이 틀을 사용하는 여부에 따라 토양과 기초재의 접촉면에서 발생하는 강도의 차를 보정하여 주는 계수는?

  1. 지형계수
  2. 강도계수
  3. 안전율
  4. 형상계수
(정답률: 알수없음)
  • 형상계수는 흙막이 틀을 사용하여 기초의 터파기를 할 때, 토양과 기초재의 접촉면에서 발생하는 강도의 차를 보정하여 주는 계수입니다. 이는 흙막이 틀을 사용하지 않을 경우에는 토양과 기초재의 접촉면에서 발생하는 강도의 차가 크게 나타나기 때문에, 기초재의 안정성을 보장하기 위해 형상계수를 사용하여 보정해주어야 합니다. 따라서 정답은 "형상계수"입니다.
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69. 편위가 200mm인 지상부 전차선의 수평장력은 약 몇 kgf인가? (단, 전주 경간은 20m, 전차선의 장력은 1000kgf이다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • 전차선의 장력은 1000kgf이므로, 전주 경간 20m에 대한 단위 길이당 장력은 1000kgf/20m = 50kgf/m이다. 이때, 수평장력은 수직장력과 같으므로, 수직장력은 50kgf/m이다. 편위가 200mm이므로, 수평장력은 200mm에 해당하는 수직장력인 50kgf/m × 0.2m = 10kgf이다. 따라서, 정답은 "10"이 아닌 "40"이다.
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70. 전기철도에서 구조물 계산시 단독 지지주로 취급하지 않는 것은?

  1. 고정브래킷 지지주
  2. 하수강 지지주
  3. 크로스빔 지지주
  4. 스팬선빔 지지주
(정답률: 알수없음)
  • 하수강 지지주는 단독 지지주로 취급하지 않는다. 이는 하수강 지지주가 다리와 같은 구조물의 일부분으로 설치되어 있기 때문이다. 다른 지지주들은 단독으로 설치되어 구조물을 지지하는 역할을 하지만, 하수강 지지주는 다리의 일부분으로 설치되어 다리 전체를 지지하는 역할을 한다.
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71. 건식 게이지가 3.1m이고 전주 지름이 400mm일 때 전차선의 기울기를 150mm로 하면 최소 브래킷 게이지 M은 몇 mm 인가?

  1. 2550
  2. 2650
  3. 2750
  4. 2850
(정답률: 알수없음)
  • 건식 게이지와 전주 지름, 전차선의 기울기를 이용하여 최소 브래킷 게이지 M을 구하는 문제이다.

    먼저, 전차선의 기울기를 이용하여 건식 게이지와 전주 지름 사이의 거리를 구해보자.

    전차선의 기울기 = 150mm / 1000mm = 0.15

    건식 게이지와 전주 지름 사이의 거리 = 3.1m * 0.15 = 465mm

    이제, 최소 브래킷 게이지 M을 구하기 위해 다음 식을 이용하자.

    M = 건식 게이지 + 전주 지름 / 2 + 건식 게이지와 전주 지름 사이의 거리

    M = 3.1m + 400mm / 2 + 465mm

    M = 2750mm

    따라서, 정답은 "2750"이다.
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72. 하중이 크게 가해지는 전주 기초에 적용되는 우물통형기초가 주로 사용되는 것은?

  1. 강관주
  2. 목주
  3. 콘크리트주
  4. 철주
(정답률: 알수없음)
  • 우물통형 기초는 하중이 크게 가해지는 경우에 사용되며, 이때 철주가 주로 사용됩니다. 이는 철재의 강도가 높아서 하중에 대한 내구성이 뛰어나기 때문입니다. 또한 철재는 부식에 강하고 유지보수가 용이하여 오랜 시간 동안 사용할 수 있습니다.
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73. 다음의 1차원 구조물 중 뼈대구조에 해당되는 것은?

  1. 트러스(truss)
  2. 보(beam)
  3. 봉(rod)
  4. 기둥(column)
(정답률: 알수없음)
  • 트러스는 여러 개의 직선 요소들이 교차하여 이루어진 구조물로, 높은 강도와 경량화된 구조로 인해 다양한 분야에서 사용된다. 따라서 뼈대구조에 해당된다. 반면 보, 봉, 기둥은 단순한 직선 요소들로 이루어져 있어서 뼈대구조에는 해당되지 않는다.
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74. 전선 중에서 단도체인 경우의 풍력계수는 얼마인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 알수없음)
  • 전선 중에서 단도체인 경우, 풍력이 전선에 수직으로 작용하므로 전선의 횡단면적이 풍력에 직접적으로 노출된다. 이에 따라 전선의 풍력저항이 증가하게 되고, 이를 나타내는 풍력계수는 1.5이다.
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75. 전철주로 이용되는 철주에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 소요 강도는 자유롭게 설계가 가능하다.
  2. 내구성이 비교적 높다.
  3. 전주의 길이에 제약이 없다.
  4. 전주의 형상이 일정하고 공장제작 및 품질관리가 용이하다.
(정답률: 알수없음)
  • 전주의 형상이 일정하고 공장제작 및 품질관리가 용이한 이유는 전주가 일정한 크기와 형태로 제작되기 때문이다. 이는 생산성을 높이고 품질을 일정하게 유지할 수 있게 한다. 또한, 전주의 길이에 제약이 없기 때문에 다양한 용도에 활용할 수 있다. 소요 강도는 자유롭게 설계가 가능하며 내구성이 높다는 것은 전주의 장점이다.
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76. 가공 전차선로에 사용하는 가동브래킷의 기본형이 아닌 것은?

  1. F형
  2. I형
  3. 0형
  4. Z형
(정답률: 알수없음)
  • Z형은 가공 전차선로에서 사용하는 가동브래킷의 기본형이 아닙니다. 이유는 Z형은 일반적으로 건축물의 구조물에 사용되는 형태이며, 가공 전차선로에서는 사용되지 않기 때문입니다. F형, I형, 0형은 가공 전차선로에서 사용되는 가동브래킷의 기본형 중 하나입니다.
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77. 폴리머 애자의 장점이 아닌 것은?

  1. 충격강도가 크다.
  2. 운반 및 설치가 용이하다.
  3. 내트래킹성(Anti-tracking)이 크다
  4. 기계적 강도가 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 폴리머 애자의 장점은 충격강도, 운반 및 설치의 용이성, 기계적 강도가 크다는 것입니다. 그러나 내트래킹성은 장점이 아닙니다. 내트래킹성이란 전기 절연체의 표면에 유전유체가 축적되어 전기 절연체의 절연 성능을 저하시키는 현상을 말합니다. 따라서 내트래킹성이 크다는 것은 오히려 단점이 될 수 있습니다.
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78. 전철주와 가동브래킷간의 절연을 위해 사용되는 애자로 적당한 것은?

  1. 핀애자
  2. 장간애자
  3. 현수애자
  4. 지지애자
(정답률: 알수없음)
  • 전철주와 가동브래킷은 서로 접촉하면 안 되기 때문에 절연재로 애자를 사용합니다. 그 중에서도 전기적으로 안정적이고 내구성이 뛰어난 장간애자가 적당합니다. 핀애자는 접속용으로 사용되며, 현수애자는 전선을 고정하는 용도로 사용됩니다. 지지애자는 구조물을 지지하는 용도로 사용됩니다.
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79. 전차선로용 V형 지선으로 심플 커티너리 2톤(ton)용에 가장 많이 사용하는 지선의 규격은?

  1. 65mm2
  2. 90mm2
  3. 135mm2
  4. 강봉 ø10
(정답률: 알수없음)
  • 전차선로용 V형 지선은 전기적으로 안정적인 전력 공급을 위해 규격이 정해져 있습니다. 이 중 2톤용 심플 커티너리에 가장 많이 사용하는 지선의 규격은 90mm2입니다. 이는 전류의 안정적인 공급을 위해 필요한 단면적으로, 전류가 흐르는 면적이 클수록 안정적인 전력 공급이 가능하기 때문입니다. 따라서 90mm2 규격의 지선이 가장 많이 사용되는 것입니다.
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80. 그림과 같은 전철설비 표준 도기호가 의미하는 것은?

  1. 스팬선빔
  2. 수평지선
  3. 가동브래킷
  4. 인류용 완철
(정답률: 알수없음)
  • 이 도기호는 "인류용 완철"을 나타냅니다. 완철은 철도의 구조물 중 하나로, 기차가 지나가는 레일을 지지하는 역할을 합니다. 이 도기호에서는 완철의 형태와 크기, 그리고 설치 방향 등을 나타내고 있습니다. 스팬선빔은 완철의 형태를 나타내며, 수평지선은 완철의 크기를 나타냅니다. 가동브래킷은 완철의 설치 방향을 나타내며, 인류용 완철은 인간이 걷는 곳에 설치되는 완철을 의미합니다.
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