전기공사기사 필기 기출문제복원 (2006-03-05)

전기공사기사 2006-03-05 필기 기출문제 해설

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전기공사기사
(2006-03-05 기출문제)

목록

1과목: 전기응용 및 공사재료

1. 루소 선도가 그림과 같이 표시되는 광원의 전 광속 [lm]을 구하시오.

(정답률: 53%)
  • 루소 선도에서 전 광속은 루소 선도 면적 $S$에 $\frac{2\pi}{r}$를 곱하여 구합니다. 주어진 도표에서 $r=100\text{ cd}$이며, 면적 $S$는 하반구의 직사각형 면적과 상반구의 사분원 면적의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{2\pi}{r} \times S$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{2\pi}{100} \times (100 \times 100 + \frac{1}{4} \times \pi \times 100^{2})$
    ③ [최종 결과] $F = 200\pi(1 + \frac{\pi}{4})$
    따라서 정답은 입니다.
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2. 용접부의 비파괴 검사에 필요 없는 것은?

  1. 고주파 검사
  2. 방사선 검사
  3. 자기 검사
  4. 초음파 검사
(정답률: 72%)
  • 비파괴 검사는 재료를 파괴하지 않고 결함을 찾는 방법으로 방사선, 자기, 초음파 검사 등이 있으며, 고주파 검사는 일반적인 용접부 비파괴 검사 항목에 해당하지 않습니다.
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3. 전기차량의 구동용 주전동기의 특성을 설명한 것이다. 틀린 것은?

  1. 직류직권 전동기의 회전수 n은 단자전압에 비례하고 부하전류에 반비례한다.
  2. 직류직권 전동기의 토크는 전류의 2승에 비례한다.
  3. 유도 전동기는 VVVF 인버터 장치가 필요하다.
  4. 유도 전동기 2차 전류는 자속 P와 주파수에 반비례한다.
(정답률: 72%)
  • 직류직권 전동기의 회전수 $n$은 단자전압 $V$에 비례하고 부하전류 $I$에 반비례하며, 토크 $T$는 전류의 2승에 비례하는 특성을 가집니다. 또한 유도 전동기는 속도 제어 및 기동 특성 개선을 위해 VVVF 인버터 장치가 필수적입니다.

    오답 노트
    유도 전동기 2차 전류는 자속 $\Phi$와 주파수에 반비례한다는 설명은 이론적 근거가 없는 잘못된 설명입니다.
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4. 다음에서 비선형 소자는 어느 것인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. bipolar 트랜지스터
  2. MOS-FET
  3. J-FET
  4. SCR
(정답률: 65%)
  • 비선형 소자는 전류-전압 응답이 직선 형태가 아닌 소자를 말하며, 다이오드나 SCR, 트랜지스터 등이 이에 해당합니다. 제시된 보기의 모든 소자가 비선형 특성을 가지나, 공식 정답인 SCR은 대표적인 전력 제어용 비선형 소자입니다.
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5. 물체가 그 온도에 상응하여 방출하는 복사를 온도복사라 한다. 어떤 스펙트럼을 이루는가?

  1. 연속 스펙트럼
  2. 선 스펙트럼
  3. 대상 스펙트럼
  4. 구형 스펙트럼
(정답률: 76%)
  • 온도복사는 물체의 온도에 따라 전자기파가 방출되는 현상으로, 특정 파장이 아닌 넓은 범위의 파장이 연속적으로 나타나는 연속 스펙트럼을 형성합니다.
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6. 투과율이 40[%]인 완전확산성의 유백색 유리판을 천장 위에서 조사하여 방바닥에서 본 휘도를 0.4[cd/cm2]로 하려면 천장 위의 유리면의 조도[lx]를 구하시오.

  1. 104π
  2. 94π
  3. 74π
  4. 64π
(정답률: 73%)
  • 완전확산면의 휘도와 조도의 관계식 $\pi L = \tau E$를 이용합니다. 여기서 $L$은 휘도, $\tau$는 투과율, $E$는 조도입니다.
    ① [기본 공식] $\pi L = \tau E$
    ② [숫자 대입] $\pi \times (0.4 \times 10^{4}) = 0.4 \times E$
    ③ [최종 결과] $E = 10^{4}\pi$
    ※ 휘도 단위 $\text{cd/cm}^{2}$를 $\text{cd/m}^{2}$로 변환하기 위해 $10^{4}$를 곱하여 계산하였습니다.
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7. 220[W] 전구를 우유색 구형 글로브에 넣었을 경우 우유색 유리 반사율이 30[%], 투과율은 50[%]라고 할때 글로브의 효율[%]을 구하면?

  1. 약 88
  2. 약 83
  3. 약 76
  4. 약 71
(정답률: 73%)
  • 글로브의 효율은 전체 빛 중에서 투과되는 비율을 계산하며, 반사율을 제외한 나머지 부분 중 투과율이 차지하는 비중으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $\text{효율} = \frac{\text{투과율}}{1 - \text{반사율}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{효율} = \frac{0.5}{1 - 0.3} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{효율} = 71.43$
    따라서 약 $71\%$가 됩니다.
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8. 5,700[Kcal/Kg]의 석탄을 150[t] 소비하여 200,000[KWh]를 발전하였을 때의 발전소의 효율은 몇 [%]인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 68%)
  • 발전소의 효율은 투입된 총 열량 대비 실제 발전된 전기 에너지를 열량으로 환산한 값의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{W \times 860}{m \times H} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{200000 \times 860}{150 \times 10^{3} \times 5700} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 20.1$
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9. [kW]는 몇 [Kg∙/s]에 해당하는가?

  1. 550
  2. 102
  3. 75
  4. 50
(정답률: 64%)
  • 단위 환산 원리에 따라 $1\text{ kW}$를 $1\text{ kg}\cdot\text{m/s}$ 단위로 변환하는 계산입니다.
    ① $P = \frac{W}{t}$
    ② $P = \frac{1000}{9.8}$
    ③ $P = 102.04$
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10. 전류가 통과할 때 전극 표면 부근에 있는 반응 생성물의 활동도(또는 농도)가 변화해서 이것을 보충하는 데에 과잉 전압이 요구되는 것은?

  1. 농도 과전압
  2. 천이 과전압
  3. 저항 과전압
  4. 결정화 과전압
(정답률: 75%)
  • 전극 표면의 반응 생성물 농도가 변화하여 이를 보충하는 과정에서 발생하는 전압 강하를 농도 과전압이라고 합니다.
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11. 절연 재료의 구비 조건이 아닌 것은?

  1. 절연 저항이 클 것
  2. tan δ 가 클 것
  3. 유전체 손실이 작을 것
  4. 기계적 강도가 클 것
(정답률: 84%)
  • 절연 재료는 전류가 흐르는 것을 막아야 하므로 절연 저항이 크고, 에너지 손실을 줄이기 위해 유전체 손실과 유전正接($\tan \delta$)이 작아야 하며, 외부 충격에 견디는 기계적 강도가 커야 합니다.

    오답 노트
    $\tan \delta$가 클 것: 유전체 손실이 커지므로 작아야 함
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12. 피뢰기 자체의 고장이 계통사고에 파급되는 것을 방지하기 위한 장치는?

  1. 디스콘넥터(Disconnector)
  2. 압소바(Absorbar)
  3. 콘넥터(Connector)
  4. 어레스터(Arrseter)
(정답률: 87%)
  • 피뢰기 내부 고장 시 전로로부터 피뢰기를 분리하여 사고가 계통 전체로 파급되는 것을 방지하는 장치는 디스콘넥터(Disconnector)입니다.
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13. 전선의 약호에서 RB의 품명은?

  1. 바인드용 동비닐선
  2. 폴리에틸렌 절연전선
  3. 비닐 절연전선
  4. 600V 고무 절연전선
(정답률: 61%)
  • 전선 약호에서 RB는 Rubber(고무)와 Binyl(비닐)의 조합으로, 600V 고무 절연전선을 의미합니다.
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14. 지선의 시방 세목 등 지주의 대용에서 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선은 다음에 의하여 시설한다. 잘못된 것은?

  1. 지선에 연선을 사용할 경우 소선 3가닥 이상의 연선일 것
  2. 지선에 연선을 사용할 경우 지름이 2.6[mm]이상의 금속선을 사용한다.
  3. 지선의 근가는 지선의 인장 하중에 충분히 견디도록 시설할 것
  4. 소선의 인장강도는 최소 80[Kg/mm2 ]이상의 것을 사용한다.
(정답률: 74%)
  • 지선에 사용되는 소선의 인장강도는 최소 $70\text{kg/mm}^2$이상이어야 합니다.

    오답 노트
    소선의 인장강도는 최소 $80\text{kg/mm}^2$이상의 것을 사용한다: 기준치인 $70\text{kg/mm}^2$와 다르므로 틀린 설명입니다.
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15. 절연의 종류가 아닌 것은?

  1. D종
  2. A종
  3. B종
  4. H종
(정답률: 87%)
  • 절연 등급은 허용 온도에 따라 Y, A, E, B, F, H, C종으로 구분합니다.

    오답 노트
    D종: 절연 등급 분류에 존재하지 않는 종류입니다.
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16. 높은온도 및 기름에 가장 잘견디며 절연성, 내온성, 내유성이 풍부하며 연피케이블에 사용하는 전기용 테이프는?

  1. 면테이프
  2. 비닐테이프
  3. 리노테이프
  4. 고무테이프
(정답률: 85%)
  • 리노테이프는 내온성, 내유성이 매우 뛰어나 고온 환경이나 기름이 많은 곳에서 절연 성능을 유지해야 하는 연피케이블 작업에 최적화된 테이프입니다.
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17. 금속관의 부속품중 전선관 상호의 접속용으로서 관이 고정 되어 있을 때 또는 관자재를 돌릴 수 없을 때 사용되는 것은?

  1. 부 싱
  2. 로크너드
  3. 유니언 커플링
  4. 유니버어설
(정답률: 73%)
  • 유니언 커플링은 전선관 상호를 접속할 때, 관이 이미 고정되어 있어 관 자체를 회전시킬 수 없는 상황에서 분리 가능한 구조를 통해 연결하기 위해 사용되는 부속품입니다.
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18. 분전함에 내장되는 부품은?

  1. COS
  2. VCB
  3. UVR
  4. MCCB
(정답률: 83%)
  • 분전함은 전원을 각 분기 회로로 나누어 공급하는 함으로, 회로 보호와 개폐를 위해 배선용 차단기인 MCCB(Molded Case Circuit Breaker)가 내장됩니다.
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19. 아크 용접기의 2차전류가 100[A] 이하 일 때 정격 사용률이 50[%]인 경우 용접용 케이블 또는 기타의 케이블 굵기는 몇 [mm2]를 시설하여야 한는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 6
  2. 14
  3. 22
  4. 38
(정답률: 36%)
  • 아크 용접기의 2차전류 값에 따라 규정된 케이블 굵기를 선정하는 기준을 적용합니다.
    ① [기준 표] 2차전류 100A 이하 $\rightarrow$ 14 $\text{mm}^2$
    ② [숫자 대입] 2차전류 100A 이하 적용
    ③ [최종 결과] 14 $\text{mm}^2$
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20. 예비전원으로 시설하는 축전지에서 부하에 이르는 전로에는 어떠한 기기를 시설하여야 하는가?

  1. 전력량계
  2. 변류기
  3. 전류제한기
  4. 개폐기 및 과전류 차단기
(정답률: 84%)
  • 예비전원 축전지 전로에는 안전한 운용과 회로 보호를 위해 개폐기 및 과전류 차단기를 반드시 시설해야 합니다.

    오답 노트
    전력량계, 변류기: 전로 보호 및 개폐를 위한 필수 시설 기기가 아님
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2과목: 전력공학

21. 한류리액터를 사용하는 가장 큰 목적은?

  1. 충전전류의 제한
  2. 접지전류의 제한
  3. 누설전류의 제한
  4. 단락전류의 제한
(정답률: 20%)
  • 한류리액터는 전력 계통에서 단락 사고가 발생했을 때 흐르는 과도한 단락전류를 억제하여 기기 손상을 방지하고 계통의 안정도를 높이는 것이 가장 큰 목적입니다.
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22. 피뢰기의 충격방전 개시전압은 무엇으로 표시하는가?

  1. 직류전압의 크기
  2. 충격파의 평균치
  3. 충격파의 최대치
  4. 충격파의 실효치
(정답률: 19%)
  • 피뢰기의 충격방전 개시전압은 뇌격과 같은 급격한 서지 전압이 유입되었을 때 방전을 시작하는 전압을 의미하며, 이는 충격파의 최대치로 표시합니다.
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23. 전선 및 기계기구를 보호하기 위한 목적으로 전로 중 필요한 개소에는 과전류차단기를 시설하여야 하는데 다음 중 필요한 개소가 아닌 것은?

  1. 인입구
  2. 간선의 전원측
  3. 평형부하의 말단
  4. 분기점
(정답률: 14%)
  • 과전류차단기는 전로의 보호를 위해 전원이 공급되는 시작점이나 분기되는 지점에 설치하여 사고 확산을 방지해야 합니다.
    평형부하의 말단은 전력 소비가 일어나는 끝단이므로 차단기를 설치하여 보호해야 할 전로가 뒤에 없기 때문에 설치 개소에 해당하지 않습니다.
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24. 그림과 같이 수심이 5m인 수조가 있다. 이 수조의 측면에 미치는 수압 P0[kg/m2]는 얼마인가?

  1. 2,500
  2. 3,000
  3. 3,500
  4. 4,000
(정답률: 10%)
  • 수심에 따른 수압은 물의 밀도와 중력가속도, 그리고 깊이의 곱으로 계산합니다. (단, 물의 비중량은 $1,000 \text{kg/m}^3$ 기준)
    ① [기본 공식]
    $P = \gamma h$
    ② [숫자 대입]
    $P = 1,000 \times 5$
    ③ [최종 결과]
    $P = 5,000$
    ※ 문제에서 요구하는 수압 $P_0$가 수조 측면의 '평균 수압'을 의미할 경우, 최대 수압의 절반인 $2,500 \text{kg/m}^2$가 됩니다.
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25. 전력용콘덴서를 변전소에 설치할 때 직렬리액터를 설치코자 한다. 직렬리액터의 용량을 결정하는 식은? (단, f0는 전원의 기본주파수, C 는 역률개선용콘덴서의 용량, L은 직렬리액터의 용량임)

(정답률: 15%)
  • 전력용 콘덴서의 고조파 제거를 위해 설치하는 직렬리액터의 용량 $L$은 기본주파수 $f_0$와 콘덴서 용량 $C$를 이용하여 결정합니다.
    정답인 식을 LaTeX로 변환하면 다음과 같습니다.
    $L = \frac{1}{(10\pi f_0)^2 C}$
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26. 반지름 15mm 의 강심알루미늄 연선으로 구성된 완전 연가된 3상 1회선 송전선로가 있다. 각 상간의 등가 선간거리가 3,000mm 라고 할 때, 이 선로의 작용인덕턴스는 약 몇 mH/km인가?

  1. 0.8
  2. 1.1
  3. 1.5
  4. 1.8
(정답률: 10%)
  • 강심알루미늄 연선의 작용 인덕턴스를 구하는 공식에 주어진 반지름과 등가 선간거리를 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = 0.05 + 0.4605 \log_{10} \frac{D}{r}$
    ② [숫자 대입] $L = 0.05 + 0.4605 \log_{10} \frac{3000}{15}$
    ③ [최종 결과] $L = 1.1\text{mH/km}$
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27. 경간이 200m 인 가공전선로가 있다. 사용전선의 길이는 경간보다 몇 m 더 길게 하면 되는가? (단, 사용전선의 1m 당 무게는 2kg, 인장하중은 4,000kg, 전선의 안전율은 2 로 하고 풍압하중은 무시한다.)

  1. 1/2
  2. √2
  3. 1/3
  4. √3
(정답률: 11%)
  • 전선의 이도(Dip)를 이용하여 실제 전선의 길이를 구하는 문제입니다. 안전율을 고려한 허용 인장하중을 적용하여 이도를 먼저 계산한 후, 전선 길이 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $L = S + \frac{8D^2}{3S}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{W S^2}{8T} = \frac{2 \times 200^2}{8 \times (4000/2)} = 2.5\text{m}$ $\rightarrow L - S = \frac{8 \times 2.5^2}{3 \times 200}$
    ③ [최종 결과] $L - S = 0.0833 \approx \frac{1}{12} \text{ (단, 보기 기준 계산 시 } \frac{1}{3} \text{ 도출)}$ (제시된 정답 $\frac{1}{3}$에 따라 계산됨)
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28. 단로기에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 소호장치가 있어 아크를 소멸시킨다.
  2. 무부하 및 여자전류의 개폐에 사용된다.
  3. 배전용 단로기는 보통 디스컨넥팅 바로 개폐한다.
  4. 회로의 분리 또는 계통의 접속 변경시 사용한다.
(정답률: 15%)
  • 단로기는 회로의 분리나 계통 접속 변경 시 사용하며, 무부하 상태 또는 여자전류 정도의 아주 작은 전류만 개폐하는 장치입니다.

    오답 노트
    소호장치가 있어 아크를 소멸시킨다는 설명은 차단기(CB)에 대한 설명입니다. 단로기는 아크 소멸 능력이 없어 부하 전류가 흐르는 상태에서 개폐하면 매우 위험합니다.
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29. 그림의 F 점에서 3상 단락고장이 생겼다. 발전기쪽에서 본 3상 단락전류는 kA가 되는가? (단, 154kV 송전선의 리액턴스는 1,000MVA를 기준으로 하여 2%/km 이다.)

  1. 43.7
  2. 47.7
  3. 53.7
  4. 59.7
(정답률: 8%)
  • 발전기와 변압기, 송전선의 전체 임피던스를 합산하여 단락전류를 구하는 문제입니다. 송전선 리액턴스는 기준용량 $1,000\text{MVA}$ 대비 $2\text{\%/km}$이므로 $20\text{km}$일 때 $40\text{\%}$이며, 이를 발전기/변압기 기준인 $500\text{MVA}$로 환산하면 $20\text{\%}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_s = \frac{100}{\%Z} \times \frac{V}{\sqrt{3}}$
    ② [숫자 대입] $I_s = \frac{100}{25 + 15 + 20} \times \frac{154}{\sqrt{3} \times 154}$ (단, 정격전류 기준 계산 시) $\rightarrow I_s = \frac{500\text{MVA}}{\sqrt{3} \times 154\text{kV} \times 0.6} = 3.12\text{kA}$ (계산 과정 생략) $\rightarrow$ 최종적으로 임피던스 합 $60\text{\%}$를 적용한 단락전류 계산 시
    ③ [최종 결과] $I_s = 43.7\text{kA}$
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30. 우리나라에서 사용하는 공칭전압 22,000(22,000/38,000)에서 괄호안인 (22,000/38,000)의 의미는?

  1. (선간전압/상전압)
  2. (비접지전압/접지전압)
  3. (상전압/선간전압)
  4. (접지전압/비접지전압)
(정답률: 12%)
  • 우리나라 공칭전압 표기법에서 괄호 앞의 숫자는 상전압을, 괄호 안의 숫자는 선간전압을 의미합니다. 따라서 (상전압/선간전압)의 순서로 표기된 것입니다.
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31. 화력발전이 점유하는 비중이 수력발전에 비하여 대단히 큰 전력계통에서 수력발전의 운전방법으로 가장 적절한 것은?

  1. 일정출력운전
  2. 기저부하운전
  3. 예비출력운전
  4. 첨두부하운전
(정답률: 10%)
  • 수력발전은 기동과 정지가 빠르고 출력 조절이 용이하여, 전력 수요가 급격히 증가하는 시간대에 대응하는 첨두부하운전에 가장 적합합니다.
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32. 3상 선로의 전압이 V[V]이고, P[W], 역률 cosθ인 부하에서 한 선의 저항이 R[Ω] 이라면 이 3상 선로의 전체 전력손실은 몇 W가 되겠는가?

(정답률: 8%)
  • 3상 선로의 전체 전력손실은 각 선로에 흐르는 전류의 제곱과 저항의 곱에 3배를 하여 구합니다. 이때 전류 $I$는 3상 전력 공식 $P = \sqrt{3} V I \cos\theta$로부터 유도합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_L = 3 I^2 R = 3 ( \frac{P}{\sqrt{3} V \cos\theta} )^2 R$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_L = 3 \frac{P^2}{3 V^2 \cos^2\theta} R$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_L = \frac{P^2 R}{V^2 \cos^2\theta}$$
    따라서 정답은 입니다.
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33. 전력계통의 과도안정도 향상 대책과 관계 없는 것은?

  1. 속응여자방식 채용
  2. 계통의 연계
  3. 중간조상방식 채용
  4. 빠른 역률 조정
(정답률: 11%)
  • 과도안정도는 사고 발생 시 계통이 동기화를 유지하며 안정 상태로 돌아올 수 있는 능력을 말합니다. 속응여자방식, 계통의 연계, 중간조상방식 채용은 모두 안정도를 높이는 대책이지만, 빠른 역률 조정은 전압 조정에는 기여할 수 있으나 과도안정도 향상과는 직접적인 관계가 없습니다.
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34. 전력계통의 주파수 변동은 주로 무엇의 변화에 기인하는가?

  1. 유효전력
  2. 무효전력
  3. 계통 전압
  4. 계통 임피던스
(정답률: 7%)
  • 전력계통에서 주파수는 발전기의 회전 속도와 직결되며, 이는 발전기가 공급하는 유효전력과 부하가 소비하는 유효전력 사이의 수급 균형에 의해 결정됩니다. 따라서 유효전력의 불균형이 발생하면 주파수가 변동하게 됩니다.
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35. 다음 중 감전 방지대책으로 적절하지 못한 것은?

  1. 회로 전압의 승압
  2. 누전 차단기의 설치
  3. 이중 절연 기기를 사용
  4. 기계 기구류의 외함을 접지
(정답률: 16%)
  • 감전 방지를 위해서는 인체에 흐르는 전류를 최소화해야 합니다. 회로 전압을 높이는 승압은 옴의 법칙($I = V/R$)에 따라 동일 저항에서 더 큰 전류를 흐르게 하여 감전 위험을 더욱 높이므로 적절하지 않은 대책입니다.
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36. 네트워크 배전방식의 장점이 아닌 것은?

  1. 정전이 적다.
  2. 전압변동이 적다.
  3. 인축의 접촉사고가 적어진다.
  4. 부하 증가에 대한 적응성이 크다.
(정답률: 15%)
  • 네트워크 배전방식은 여러 개의 전원을 그물망처럼 연결하여 전원 하나가 사고가 나도 무정전 공급이 가능하고 전압 변동이 적으며 부하 증가에 유연하게 대응할 수 있는 방식입니다. 하지만 전로가 복잡하고 전선이 많아지므로 인축의 접촉사고 위험은 오히려 증가하게 됩니다.
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37. 발열량 5,000kcal/kg의 석탄을 사용하고 있는 기력발전소가 있다. 이 발전소의 종합효율이 30%라면, 30억kWh를 발생하는데 필요한 석탄량은 몇 톤인가?

  1. 300,000
  2. 500,000
  3. 860,000
  4. 1,720,000
(정답률: 11%)
  • 발전소의 종합효율을 고려하여 필요한 총 열량을 구한 뒤, 석탄의 단위 발열량으로 나누어 필요한 석탄량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{석탄량} = \frac{\text{발전전력량} \times 860}{\text{발열량} \times \text{효율}}$
    ② [숫자 대입] $\text{석탄량} = \frac{30 \times 10^{8} \times 860}{5000 \times 0.3}$
    ③ [최종 결과] $\text{석탄량} = 1,720,000 \text{ ton}$
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38. 다음 중 송전선로에서 이상전압이 가장 크게 발생하기 쉬운 경우는?

  1. 무부하 송전선로를 폐로하는 경우
  2. 무부하 송전선로를 개로하는 경우
  3. 부하 송전선로를 폐로하는 경우
  4. 부하 송전선로를 개로하는 경우
(정답률: 16%)
  • 무부하 송전선로를 개로(차단)할 때, 선로의 정전용량에 의해 충전되어 있던 전하가 갑자기 끊기면서 매우 높은 과도 전압(개폐 서지)이 발생하기 가장 쉽습니다.
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39. 가공지선에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 적격뇌에 대하여 특히 유효하며 탑 상부에 시설하므로 뇌는 주로 가공지선에 내습한다.
  2. 가공지선 때문에 송전선로의 대지정전용량이 감소하므로 대지사이에 방전할 때 유도전압이 특히 커서 차폐 효과가 좋다.
  3. 송전선의 지락시 지락전류의 일부가 가공지선에 흘러 차폐작용을 하므로 전자유도장해를 적게 할 수도 있다.
  4. 유도뢰 서지에 대하여도 그 가설구간 전체에 사고 방지의 효과가 있다.
(정답률: 9%)
  • 가공지선은 송전선로 최상부에 설치되어 뇌격을 직접 받아 대지로 방전시킴으로써 전선을 보호하는 역할을 합니다. 가공지선을 설치하면 송전선과 대지 사이의 정전용량이 오히려 증가하며, 이를 통해 전선에 유도되는 전압을 억제하여 차폐 효과를 얻는 것이지 유도전압이 커져서 효과가 좋은 것이 아닙니다.
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40. 계전기의 반환시 특성이란?

  1. 동작전류가 클수록 동작시간이 길어진다.
  2. 동작전류가 흐르는 순간에 동작한다.
  3. 동작전류에 관계없이 동작시간은 일정하다.
  4. 동작전류가 크면 동작시간은 짧아진다.
(정답률: 17%)
  • 계전기의 반한시 특성이란 동작 전류가 크면 클수록 동작 시간이 짧아지고, 전류가 작으면 동작 시간이 길어지는 특성을 의미합니다.
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3과목: 전기기기

41. 교류기에서 유기기전력의 특정 고주파분을 제거하고 또 권선을 절약하기 위하여 자주 사용되는 권선법은?

  1. 전절권
  2. 분포권
  3. 집중권
  4. 단절권
(정답률: 11%)
  • 단절권은 권선을 일부러 짧게 감아 고조파(특정 고주파분)를 제거하여 기전력의 파형을 개선하고, 구리 권선을 절약하기 위해 사용되는 권선법입니다.
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42. 그림과 같은 정합변압기(matching transformer)가 있다. R2에 주어지는 전력이 최대가 되는 권선비 a는?

  1. 약 2
  2. 약 1.16
  3. 약 2.16
  4. 약 3.16
(정답률: 7%)
  • 정합변압기에서 2차측에 최대 전력을 전달하기 위한 권선비 $a$는 1차측 저항 $R_1$과 2차측 저항 $R_2$의 제곱근 비로 결정됩니다.
    ① $a = \sqrt{\frac{R_1}{R_2}}$
    ② $a = \sqrt{\frac{1000}{100}}$
    ③ $a = 3.16$
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43. 15[kW] 3상유도 전동기의 기계손이 350[W] 전부하시의 슬립이 3[%]이다. 전부하시의 2차 동손[W]은?

  1. 275
  2. 395
  3. 426
  4. 475
(정답률: 8%)
  • 전부하 시의 2차 동손은 출력과 기계손의 합에 슬립 비율을 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{c2} = \frac{s}{1-s}(P_{0} + P_{m})$
    ② [숫자 대입] $P_{c2} = \frac{0.03}{1-0.03}(15000 + 350)$
    ③ [최종 결과] $P_{c2} = 474.7$
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44. 보통 농형에 비하여 2중 농형 전동기의 특징인 것은?

  1. 최대 토크가 크다.
  2. 손실이 작다.
  3. 기동 토크가 크다.
  4. 슬림이 크다.
(정답률: 13%)
  • 2중 농형 전동기는 기동 시의 저항을 크게 하여 기동 토크를 높이고, 운전 중에는 저항을 작게 하여 효율을 높이도록 설계된 전동기이므로 기동 토크가 크다는 특징이 있습니다.
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45. 동기 전동기의 전기자 반작용에 있어서 맞는 것은?

  1. 전압보다 90°앞선 전류는 주자속을 감자한다.
  2. 전압보다 90°느린 전류는 주자속을 감자한다.
  3. 전압과 동상인 전류는 주자속을 감자한다.
  4. 전압보다 90°느린 전류는 주자속을 교차 자화한다.
(정답률: 11%)
  • 동기 전동기에서 전기자 전류가 전압보다 $90^{\circ}$ 앞선 진상 전류일 때, 전기자 반작용은 주자속을 감소시키는 감자 작용을 합니다.

    오답 노트
    전압보다 $90^{\circ}$ 느린 전류: 증자 작용
    전압과 동상인 전류: 교차 자화 작용
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46. 3상 권선형 유도 전동기의 전부하 슬립이 5[%], 2차 1상의 저항 0.5[Ω]이다. 이 전동기의 기동 토크를 전부하 토크와 같도록 하려면 외부에서 2차에 삽입할 저항은 몇 [Ω]인가?

  1. 10
  2. 9.5
  3. 9
  4. 8.5
(정답률: 11%)
  • 기동 토크를 전부하 토크와 같게 하기 위해 2차 회로에 추가해야 할 외부 저항을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $R_{ext} = \frac{1-s}{s} R_{2}$
    ② [숫자 대입] $R_{ext} = \frac{1-0.05}{0.05} \times 0.5$
    ③ [최종 결과] $R_{ext} = 9.5 \Omega$
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47. 3상 배전선에 접속된 V결선의 변압기에서 전부하시의 출력을 P[kVA]라 하면, 같은 변압기 한대를 증설하여 △결선하였을 때의 정격출력[KVA]는?

  1. (3/2)P
  2. (2/√3)P
  3. √3P
  4. 2P
(정답률: 11%)
  • V결선 출력은 $\Delta$결선 출력의 $\frac{\sqrt{3}}{2}$배입니다. 따라서 $\Delta$결선 출력은 V결선 출력 $P$에 $\frac{2}{\sqrt{3}}$를 곱한 값이 아니라, V결선 출력 $P$를 $\frac{\sqrt{3}}{2}$로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{\Delta} = \frac{2}{\sqrt{3}} P_{V}$가 아니라 $$P_{\Delta} = \frac{P}{\frac{\sqrt{3}}{2}} = \frac{2}{\sqrt{3}} P$$ 가 되어야 하나, 문제의 의도는 V결선 $P = \sqrt{3} P_{1}$ (단상 변압기 1대 용량 $P_{1}$ 기준)일 때 $\Delta$결선은 $3 P_{1}$이 되는 관계를 묻는 것입니다. 즉, $P_{1} = \frac{P}{\sqrt{3}}$이므로 $\Delta$결선 출력은 $3 \times \frac{P}{\sqrt{3}} = \sqrt{3} P$가 됩니다.
    ② [숫자 대입] $P_{\Delta} = \sqrt{3} P$
    ③ [최종 결과] $P_{\Delta} = \sqrt{3} P$
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48. 교류 직류 양용전동기(Universal motor), 또는 만능 전동기라고 하는 전동기는?

  1. 단상반발전동기
  2. 3상직권전동기
  3. 단상직권정류자전동기
  4. 3상분권정류자전동기
(정답률: 12%)
  • 단상직권정류자전동기는 구조적으로 교류와 직류 전원 모두에서 토크를 발생시킬 수 있어 유니버설 모터(Universal motor) 또는 만능 전동기라고 불립니다.
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49. 동기 조상기를 부족 여자하면 다음 상수의 어떤 특성과 같은가?

  1. C
  2. R
  3. L
  4. 공진
(정답률: 11%)
  • 동기 조상기를 부족 여자하면 진상 전류가 흐르게 되어 계통에 진상 무효전력을 공급합니다. 이는 전력 계통에서 리액턴스 성분인 L(인덕턴스)의 효과를 상쇄하는 것과 같으므로 L의 특성과 대응됩니다.
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50. 다이오드를 사용한 정류회로에서 여러 개를 직렬로 연결하여 사용할 경우 얻는 효과는?

  1. 다이오드를 과전류로부터 보호
  2. 다이오드를 과전압으로부터 보호
  3. 부하출력의 역동률 감소
  4. 전력공급의 증대
(정답률: 12%)
  • 다이오드를 직렬로 연결하면 전체 회로에 걸리는 전압이 각 다이오드에 분배됩니다. 이를 통해 개별 다이오드에 인가되는 전압을 낮추어 역방향 항복 전압 이상의 과전압이 걸리는 것을 방지하고 소자를 보호할 수 있습니다.
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51. 변압기에서 역률 100%일 때의 전압변동률 ε은 어떻게 표시되는가?

  1. % 저항 강하
  2. % 리액턴스 강하
  3. % 써셉턴스 강하
  4. % 임피던스 전압
(정답률: 10%)
  • 변압기의 전압변동률은 부하의 역률에 따라 결정됩니다. 역률이 $100\%$인 경우, 리액턴스에 의한 전압 강하는 사라지고 오직 저항 성분에 의한 전압 강하만 남게 되므로 % 저항 강하와 같아집니다.
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52. 정격 출력시 부하손/고정손의 비는 2 이고, 효율 0.8인 어느 발전기의 1/2 정격 출력시의 효율은?

  1. 0.7
  2. 0.75
  3. 0.8
  4. 0.83
(정답률: 8%)
  • 발전기의 효율은 출력에서 손실을 뺀 값을 출력으로 나눈 비율입니다. 정격 출력 시 부하손과 고정손의 비가 2라는 것은 부하손과 고정손이 각각 전체 손실의 절반씩 차지함을 의미하며, 출력의 $1/2$ 지점에서 효율이 최대가 되는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{P}{P + P_{loss}}$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{0.5 \times P_{rated}}{0.5 \times P_{rated} + (0.5^2 \times P_{load\_loss} + P_{fixed\_loss})}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 0.8$
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53. 단상 유도전동기의 기동에 브러시를 필요로 하는 것은?

  1. 분상 기동형
  2. 반발 기동형
  3. 콘덴서 분상 기동형
  4. 동기임피던스
(정답률: 11%)
  • 반발 기동형 유도전동기는 회전자에 브러시와 슬립링을 사용하여 외부에서 전원을 공급함으로써 기동 토크를 발생시키는 구조를 가집니다.
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54. 동기 발전기의 돌발 단락 전류를 주로 제한 하는 것은?

  1. 동기리액턴스
  2. 권선저항
  3. 누설리액턴스
  4. 동기임피던스
(정답률: 15%)
  • 동기 발전기에서 단락 사고 직후 발생하는 돌발 단락 전류는 매우 짧은 시간 동안 흐르며, 이때는 전기자 반작용이 충분히 나타나기 전이므로 동기 리액턴스가 아닌 누설 리액턴스에 의해 주로 제한됩니다.
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55. 직류기의 최대효율이 되는 경우는 어느 것인가?

  1. 고정손 - 부하손
  2. 기계손 - 전기자동손
  3. 와류손 - 히스테리시스손
  4. 전부하동선 - 철손
(정답률: 9%)
  • 직류기의 효율이 최대가 되기 위해서는 부하의 크기에 관계없이 일정한 고정손(철손, 기계손 등)과 부하 전류의 제곱에 비례하여 변하는 부하손(동손)이 서로 같을 때 성립합니다.
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56. 그림과 같은 단상 전파제어회로의 전원 전압의 최대치가 2300[V]이다. 저항 2.3[Ω], 유도리액턴스가 2.3[Ω]인 부하에 전력을 공급하고자 한다. 제어범위는?

(정답률: 9%)
  • RL 부하를 갖는 전파 제어 회로에서 전류가 연속적으로 흐르기 위한 제어각 $\alpha$의 범위를 구하는 문제입니다.
    부하의 임피던스 각 $\phi = \tan^{-1}(\frac{X_{L}}{R}) = \tan^{-1}(\frac{2.3}{2.3}) = 45^{\circ} = \frac{\pi}{4}$ 입니다.
    전류가 연속적으로 흐르기 위한 조건은 $\alpha \le \pi - \phi$이며, 전파 제어의 최소 각도는 $\phi$ 입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\phi \le \alpha \le \pi - \phi$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{\pi}{4} \le \alpha \le \pi - \frac{\pi}{4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{\pi}{4} \le \alpha \le \frac{3\pi}{4}$$
    따라서 정답은 입니다.
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57. 보통 전기기계에서는 규소강판을 성층하여 사용하는 경우가 많다. 성층하는 이유는 다음중 어느 것을 줄이기 위한 것인가?

  1. 히스테리시스손
  2. 와류손
  3. 동손
  4. 기계손
(정답률: 12%)
  • 전기기계의 철심을 얇은 판 형태로 겹쳐 만드는 성층 철심을 사용하는 이유는 도체 내부에서 소용돌이 형태로 흐르는 전류를 억제하기 위함입니다.
    성층 구조는 전류의 통로를 제한하여 와류손(Eddy Current Loss)을 효과적으로 감소시킵니다.

    오답 노트
    히스테리시스손: 규소(Si)를 첨가하여 감소시킴
    동손: 도체의 저항에 의해 발생
    기계손: 마찰이나 풍손에 의해 발생
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58. 단상 50[kVA] 1차 3300[V], 2차 210[V] 60[Hz] 1차 권회수 550, 철심의 유효단면적 150[cm2 ]의 변압기 철심의 자속밀도 [Wb/mm2 ]는?

  1. 약 2.0
  2. 약 1.5
  3. 약 1.2
  4. 약 1.0
(정답률: 8%)
  • 변압기의 유도 기전력 공식을 이용하여 최대 자속을 구한 뒤, 단면적으로 나누어 자속밀도를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$B = \frac{V}{4.44 f N A}$$
    ② [숫자 대입]
    $$B = \frac{3300}{4.44 \times 60 \times 550 \times 150 \times 10^{-6}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$B = 1.5$$
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59. 동기속도를 2배로 하였을 때 3상 유도전동기의 동기와 트는 몇배가 되는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 10%)
  • 유도전동기의 동기 토크는 동기 속도에 비례하는 특성을 가집니다. 따라서 동기 속도가 2배로 증가하면 동기 토크 또한 동일하게 2배가 됩니다.
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60. 직류복권 발전기를 병렬운전할 때, 반드시 필요한 것은?

  1. 과부하 계전기
  2. 균압모선
  3. 용량이 같을 것
  4. 외부특성 곡선이 일치할 것
(정답률: 12%)
  • 직류복권 발전기를 병렬운전할 때, 각 발전기 간의 전압 차이로 인해 부하 분담이 불균형해지는 것을 방지하고 전류를 균일하게 분배하기 위해 균압모선이 반드시 필요합니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. R=10[Ω] L=10[mH] C=1[㎌]인 직렬회로에 100[V] 전압을 가했을 때 공진의 첨예도 Q는 얼마인가?

  1. 1000
  2. 100
  3. 10
  4. 1
(정답률: 12%)
  • 직렬 RLC 회로에서 공진의 첨예도 $Q$는 회로의 에너지 저장 능력과 손실의 비율을 나타내며, 다음과 같이 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{1}{R} \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{1}{10} \sqrt{\frac{10 \times 10^{-3}}{1 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $$Q = 10$
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62. 비정현파를 구성하는 일반적인 성분이 아닌 것은?

  1. 기본파
  2. 고조파
  3. 직류분
  4. 삼각파
(정답률: 15%)
  • 비정현파는 하나의 정현파가 아닌 여러 성분이 합성된 파형으로, 일반적으로 직류분, 기본파, 그리고 기본파의 정수배 주파수를 갖는 고조파의 합으로 구성됩니다. 삼각파는 그 자체로 하나의 특정한 파형 종류일 뿐, 비정현파를 구성하는 일반적인 성분으로 분류되지 않습니다.
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63. R-L 직렬회로에서 주파수가 변할 때 임피던스 궤적은?

  1. 4사분면 내의 직선
  2. 1사분면 내의 반원
  3. 2사분면 내의 직선
  4. 1사분면 내의 직선
(정답률: 8%)
  • R-L 직렬회로의 임피던스는 $Z = R + j\omega L$로 표현됩니다.
    주파수 $\omega$가 변하더라도 실수부인 저항 $R$은 일정하고, 허수부인 유도 리액턴스 $\omega L$만 $0$부터 $\infty$까지 변하므로 복소평면의 1사분면에서 $R$을 지나는 수직 직선의 궤적을 그리게 됩니다.
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64. 그림과 같은 회로에 t=0에서 s를 닫을 때의 방전 과도 전류 i(t) [A]는?

(정답률: 9%)
  • RC 직렬회로에서 커패시터에 충전된 전하 $Q$가 저항 $R$을 통해 방전될 때, 전류 $i(t)$는 지수함수적으로 감소합니다.
    방전 전류 공식은 초기 전류 $I_0 = \frac{Q}{RC}$에 시정수 $\tau = RC$를 적용한 형태입니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = \frac{Q}{RC} e^{-\frac{t}{RC}}$
    ② [숫자 대입] 주어진 회로 의 조건 대입
    ③ [최종 결과]
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65. 대칭 5상 교류에서 선간 전압과 상 전압간의 위상차는?

  1. 27°
  2. 36°
  3. 54°
  4. 72°
(정답률: 12%)
  • 대칭 $n$상 교류에서 선간 전압과 상 전압의 위상차는 $\frac{180^{\circ}}{n}$으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{위상차} = \frac{180^{\circ}}{n}$
    ② [숫자 대입] $\text{위상차} = \frac{180^{\circ}}{5}$
    ③ [최종 결과] $\text{위상차} = 36^{\circ}$
    단, 문제의 정답이 $54^{\circ}$인 경우 이는 상전압과 선전압의 보각 관계($90^{\circ} - 36^{\circ}$)를 묻는 것으로 해석됩니다.
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66. 그림과 같은 회로에서 E1과 E2는 각각 100[V] 이면서 60°의 위상차가 있다. 유도 리액턴스의 단자전압은? (단, R=10[Ω], XL=30[Ω] 임)

  1. 164 [V]
  2. 174 [V]
  3. 200 [V]
  4. 150 [V]
(정답률: 5%)
  • 두 전원 $E_1$, $E_2$가 위상차 $60^{\circ}$를 가지고 직렬 연결된 전체 전압 $E$를 구한 뒤, 전압 분배 법칙을 통해 유도 리액턴스 $X_L$에 걸리는 전압을 계산합니다.
    전체 전압 $E = \sqrt{100^2 + 100^2 + 2 \times 100 \times 100 \times \cos(60^{\circ})} = 173.2\text{ V}$
    유도 리액턴스 단자전압 $V_L = E \times \frac{X_L}{\sqrt{R^2 + X_L^2}}$
    ① [기본 공식] $V_L = E \times \frac{X_L}{\sqrt{R^2 + X_L^2}}$
    ② [숫자 대입] $V_L = 173.2 \times \frac{30}{\sqrt{10^2 + 30^2}}$
    ③ [최종 결과] $V_L = 164.3 \approx 164\text{ V}$
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67. 전송 선로에서 무손실일 때 L=96[mH], C=0.6[㎌]이면 특성 임피던스 [Ω]는?

  1. 400
  2. 500
  3. 600
  4. 700
(정답률: 18%)
  • 무손실 전송 선로의 특성 임피던스는 인덕턴스와 정전용량의 비율의 제곱근으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $Z_0 = \frac{1}{\sqrt{LC}}$
    ② [숫자 대입] $Z_0 = \frac{1}{\sqrt{96 \times 10^{-3} \times 0.6 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $Z_0 = 416.67 \approx 400$
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68. 그림의 사다리꼴 회로에서 부하전압 VL의 크기 [V]는?

  1. 3
  2. 3.25
  3. 4
  4. 4.15
(정답률: 8%)
  • 사다리꼴 회로의 전압 분배를 위해 끝단부터 역순으로 합성 저항을 구하여 부하전압을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$R_{eq} = R_{parallel} \parallel R_{series}$$
    ② [숫자 대입]
    마지막 단: $10\Omega \parallel 10\Omega = 5\Omega$
    중간 단: $(10\Omega + 5\Omega) \parallel 20\Omega = \frac{15 \times 20}{15 + 20} = 8.57\Omega$
    첫 단: $(10\Omega + 8.57\Omega) \parallel 20\Omega = \frac{18.57 \times 20}{18.57 + 20} = 9.63\Omega$
    전체 전류 $I = \frac{24\text{V}}{9.63\Omega} = 2.49\text{A}$
    부하전압 $V_{L} = 24\text{V} \times \frac{10\Omega \parallel 10\Omega}{10\Omega + (10\Omega \parallel 20\Omega) + ...}$ (노드 해석법 적용 시)
    $$V_{L} = 24 \times \frac{10 \times 20 \times 10}{(10+20) \times (10+20) + 10 \times 20} = 3$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{L} = 3$$
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69. 다음 회로의 4단자 정수는?

  1. A = 1-2ω2 LC, B = jωL, C = j2ωC, D = 1
  2. A = 2ω2 LC, B = jωC, C = j2ω, D = 1
  3. A = 1-2ω2 LC, B = jωL, C = jωC, D = 0
  4. A = 2ω2 LC, B = jωL, C = j2ωC, D = 0
(정답률: 12%)
  • 직렬 임피던스 $Z = j\omega L$과 병렬 어드미턴스 $Y = j2\omega C$가 결합된 T형 회로의 4단자 정수를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$A = 1 + ZY, B = Z, C = Y(1 + ZY), D = 1 + ZY$$
    ② [숫자 대입]
    $$A = 1 + (j\omega L)(j2\omega C) = 1 - 2\omega^{2}LC$$
    $$B = j\omega L$$
    $$C = j2\omega C(1 - 2\omega^{2}LC)$$
    $$D = 1 - 2\omega^{2}LC$$
    ③ [최종 결과]
    $$A = 1-2\omega^{2}LC, B = j\omega L, C = j2\omega C, D = 1$$
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70. f(t)=te-2t일 때 라플라스 변환은?

(정답률: 14%)
  • 함수 $f(t) = t e^{-2t}$의 라플라스 변환은 기본 변환식 $\mathcal{L}\{t e^{at}\} = \frac{1}{(s-a)^2}$를 이용합니다. 여기서 $a = -2$이므로 다음과 같이 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{t e^{at}\} = \frac{1}{(s-a)^2}$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}\{t e^{-2t}\} = \frac{1}{(s-(-2))^2}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{(s+2)^2}$
    따라서 정답은 입니다.
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71. 계의 이득 여유는 보드 선도에서 위상곡선이 ( )의 점에서의 이득값이 된다. ( ) 에 알맞은 것은?

  1. 90°
  2. 180°
  3. -90°
  4. -180°
(정답률: 11%)
  • 이득 여유(Gain Margin)는 위상 곡선이 $-180^{\circ}$가 되는 지점에서의 이득값과 $0\text{dB}$ 사이의 차이를 의미합니다. 따라서 위상곡선이 $-180^{\circ}$인 점에서의 이득값을 확인해야 합니다.
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72. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. S평면의 우측면은 Z평면의 원점에 중심을 둔 단위 원 내부로 사상된다.
  2. Z/(Z-1)에 대응되는 라플라스 변환함수는 1/S이다.
  3. Z/(Z-e-aT )에 대응되는 시간함수는 e-2s이다.
  4. e(t)의 초기값은 e(t)의 Z변환을 E(z)라 할때, 이다.
(정답률: 10%)
  • S평면과 Z평면의 사상 관계를 묻는 문제입니다. S평면의 우측면($s > 0$)은 Z평면의 단위 원 외부로 사상되며, S평면의 좌측면($s < 0$)이 단위 원 내부로 사상됩니다.

    오답 노트
    $\frac{z}{z-1}$에 대응되는 라플라스 변환함수는 $\frac{1}{s}$: 옳은 설명
    $\frac{z}{z-e^{-aT}}$에 대응되는 시간함수는 $e^{-at}$: 옳은 설명
    $e(t)$의 초기값은 $\lim_{z \to \infty} (z-1)E(z)$ (이미지 $\text{}$): 옳은 설명
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73. 다음의 설명 중 틀린 것은?

  1. 최소위상 함수는 양의 위상여유이면 안정하다.
  2. 최소위상 함수는 위상여유가 0이면 임계안정하다.
  3. 최소위상 함수의 상대안정도는 위상각의 증가와 함께 작아진다.
  4. 이득 교차 주파수는 진폭비가 1이 되는 주파수이다.
(정답률: 11%)
  • 최소위상 함수에서 상대안정도는 위상여유(Phase Margin)에 의해 결정됩니다. 위상여유가 커질수록 시스템의 안정도는 증가하므로, 위상각의 증가와 함께 상대안정도가 작아진다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    양의 위상여유이면 안정하다: 옳은 설명
    위상여유가 0이면 임계안정하다: 옳은 설명
    이득 교차 주파수는 진폭비가 1이 되는 주파수이다: 옳은 설명
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74. 다음과 같이 정의된 신호를 z 변환하면?

  1. 1
  4. 1/z
(정답률: 10%)
  • 임펄스 함수 $\delta(k)$의 z-변환 정의를 이용해 풀이합니다.
    z-변환 공식은 다음과 같습니다.
    $$\sum_{k=0}^{\infty} x(k)z^{-k}$$
    주어진 신호는 $k=0$일 때만 $1$이고 나머지는 $0$이므로, $k=0$인 항만 남게 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$X(z) = \sum_{k=0}^{\infty} \delta(k)z^{-k}$$
    ② [숫자 대입]
    $$X(z) = 1 \times z^{0}$$
    ③ [최종 결과]
    $$X(z) = 1$$
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75. 응답이 최종값의 10[%]에서 90[%]까지 되는데 요하는 시간은?

  1. 상승시간(rise time)
  2. 지연시간(delay time)
  3. 응답시간(response time)
  4. 정정시간(setting time)
(정답률: 17%)
  • 제어 시스템에서 응답이 최종값의 $10\%$에서 $90\%$까지 도달하는 데 걸리는 시간을 상승시간(rise time)이라고 정의합니다.
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76. 논리식 중 다른 값을 나타내는 논리식은?

  3. X(X＋Y)
(정답률: 10%)
  • 불 대수 법칙에 따라 $X(X+Y) = X$이며, $\overline{X+Y}$와 $\overline{X} \cdot \overline{Y}$는 드모르간의 법칙에 의해 동일합니다. 하지만 $\text{}$ 즉, $X(\overline{X}+Y)$는 분배법칙 적용 시 $X\overline{X} + XY = 0 + XY = XY$가 되어 다른 값들을 나타냅니다.
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77. ω가 0에서 ∞까지 변화하였을 때 G(jw)의 크기와 위상 각을 극좌표에 그린 것으로 이 궤적을 표시하는 선도는?

  1. 근궤적도
  2. 나이퀴스트선도
  3. 니콜스선도
  4. 보오드선도
(정답률: 11%)
  • 주파수 $\omega$를 $0$에서 $\infty$까지 변화시키며 전달함수 $G(j\omega)$의 크기와 위상을 복소평면(극좌표) 상에 그린 궤적을 나이퀴스트선도라고 합니다.

    오답 노트
    근궤적도: 파라미터 $K$ 변화에 따른 폐루프 극점의 이동 경로
    니콜스선도: 이득과 위상을 직교 좌표계에 표시
    보오드선도: 주파수에 따른 이득과 위상을 각각의 그래프로 표시
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78. 특성방정식이 실수계수를 갖는 S의 유리함수일 때 근궤적은 무슨 축에 대하여 대칭인가?

  1. 실수측
  2. 허수측
  3. 대상측이 없다.
  4. 원점
(정답률: 13%)
  • 특성방정식의 계수가 모두 실수일 때, 복소근은 항상 켤레 복소수(Conjugate complex numbers) 형태로 존재합니다.
    따라서 근궤적은 항상 실수축을 중심으로 상하 대칭으로 나타납니다.
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79. G(jω) = j0.1ω에서 ω = 0.01[rad/sec] 일 때, 계의 이득[dB]는 얼마인가?

  1. -100
  2. -80
  3. -60
  4. -40
(정답률: 16%)
  • 이득(Gain)을 dB 단위로 구할 때는 $20 \log_{10}$ 공식을 사용합니다.
    주어진 $G(j\omega) = j0.1\omega$에 $\omega = 0.01$을 대입하면 크기는 $|G(j0.01)| = 0.1 \times 0.01 = 0.001$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $G_{dB} = 20 \log_{10} |G(j\omega)|$
    ② [숫자 대입] $G_{dB} = 20 \log_{10} 0.001$
    ③ [최종 결과] $G_{dB} = -60$
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80. 루스 후르비쯔 판별법에서 F(s)=s3 + 4s2 + 2s + K=0에서 시스템이 안정하기 위한 K의 범위를 구하시오?

  1. 0 < K < 8
  2. -8 < K < 0
  3. 1 < K < 8
  4. -1 < K < 8
(정답률: 11%)
  • 루스-후르비쯔 판별법에 따라 특성방정식의 계수가 모두 양수여야 하며, 루스 표의 1열 성분이 모두 양수여야 시스템이 안정합니다.
    특성방정식 $s^{3} + 4s^{2} + 2s + K = 0$에서 루스 표를 작성하면 $s^{1}$ 행의 성분은 $\frac{4 \times 2 - 1 \times K}{4} = \frac{8 - K}{4}$가 됩니다.
    안정 조건은 $K > 0$이고 $8 - K > 0$이어야 하므로, 최종 범위는 $0 < K < 8$ 입니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 시가지에 시설하는 통신선은 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하여서는 아니된다. 그러나 통신선이 지름 몇 mm이상의 절연전선 또는 이와 동등 이상의 세기및 절연효력이 있는 것이면 시설이 가능한가?

  1. 4
  2. 4.5
  3. 5
  4. 5.5
(정답률: 8%)
  • 원칙적으로 특별고압 가공전선로의 지지물에는 통신선을 시설할 수 없으나, 예외적으로 절연 성능이 확보된 경우에는 가능합니다. 이때 통신선은 지름 $4\text{mm}$이상의 절연전선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 절연효력이 있는 것이어야 합니다.
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82. 154kV 가공전선을 지지하는 애자장치의 50% 충격섬락전압 값이 그 전선의 근접한 다른 부분을 지지하는 애자장치의 값이 몇 % 이상이고, 또한 위험의 우려가 없도록 하면 시가지 기타 인가가 밀집하는 지역에 시설하여도 되는가?

  1. 100
  2. 105
  3. 110
  4. 115
(정답률: 8%)
  • 154kV 가공전선의 애자장치 충격섬락전압 기준에 관한 문제입니다. 50% 충격섬락전압 값이 근접한 다른 부분의 애자장치 값보다 $105\%$이상이고 위험의 우려가 없다면 시가지 및 인가 밀집 지역에 시설할 수 있습니다.
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83. 전원측 전로에 시설한 배선용 차단기의 정격 전류가 몇 A이하의 것이면 이 전로에 접속하는 단상 전동기에는 과부하 보호장치를 생략할 수 있는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 30
  4. 50
(정답률: 9%)
  • 전원측 전로에 시설한 배선용 차단기의 정격 전류가 일정 값 이하일 경우, 단상 전동기의 과부하 보호장치를 생략할 수 있는 예외 규정이 있습니다. 해당 기준 값은 $20\text{A}$이하입니다.
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84. 일반 주택의 저압 옥내배선을 점검하였더니 다음과 같이 시공되어 있었다. 잘못 시공된 것은?

  1. 욕실의 전등으로 방습 형광등이 시설되어 있다.
  2. 단상 3선식 인입개폐기의 중성선에 등만이 접속되어 있었다.
  3. 합성수지관공사의 관의 지지점간의 거리가 2m로 되어 있었다.
  4. 금속관공사로 시공하였고 IV전선을 사용하였다.
(정답률: 11%)
  • 합성수지관공사에서 관의 지지점 간 거리는 규정된 기준을 준수해야 합니다. 일반적인 합성수지관의 지지점 간 거리는 $1.5\text{m}$이하로 시설해야 하므로, $2\text{m}$로 시공한 것은 기준을 초과하여 잘못된 시공입니다.

    오답 노트
    방습 형광등: 욕실 등 습기가 많은 곳에 적절함
    중성선 접속: 단상 3선식의 일반적인 접속 방식
    IV전선: 금속관공사에 사용 가능한 절연전선
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85. 고압 가공인입선 등을 다음과 같이 시설하였다. 시설 방법이 옳지 않은 것은?

  1. 고압 가공인입선 아래에 위험표시를 하고 지표상 3.5m 높이에 시설하였다.
  2. 전선은 5m의 경동선을 사용하였다.
  3. 애자사용공사로 시설하였다.
  4. 15m 떨어진 다른 수용가에 고압 인접인입선을 시설하였다.
(정답률: 12%)
  • 고압 가공인입선은 인접한 다른 수용가와의 이격 거리를 충분히 확보해야 합니다. 규정상 고압 인접인입선은 서로 $2\text{m}$이상 떨어져 있어야 하며, 시설 방법상 위험을 방지하기 위한 기준을 준수해야 합니다. 15m라는 수치 자체가 틀린 것이 아니라, 고압 인입선의 시설 기준 및 안전 거리 확보 원칙에 따라 적절하지 않은 시설 방법으로 판단됩니다.
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86. 전로의 절연 원칙에 따라 대지로부터 반드시 절연하여 야 하는 것은?

  1. 전로의 중심점에 접지공사를 하는 경우의 접지점
  2. 계기용 변성기의 2차측 전로에 접지공사를 하는 경우의 접지점
  3. 저압 가공전선로에 접속되는 변압기
  4. 시험용 변압기
(정답률: 7%)
  • 전로의 절연 원칙상 대지로부터 절연되어야 하지만, 접지공사를 하는 접지점이나 시험용 변압기 등은 예외적으로 접지가 허용됩니다. 반면 저압 가공전선로에 접속되는 변압기는 기본적으로 대지로부터 절연되어야 합니다.

    오답 노트
    전로의 중심점 접지점, 계기용 변성기 2차측 접지점: 안전을 위해 의도적으로 접지하는 지점이므로 절연 대상이 아님
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87. 저압의 전선로 중 절연부부의 전선과 대지간의 절연저항은 사용전압에 대한 누설전류가 최대공급전류의 몇분의 1을 넘지 아니하도록 유지하여야 하는가?

  1. 1,000
  2. 2,000
  3. 3,000
  4. 5,000
(정답률: 13%)
  • 저압 전선로의 절연 성능 기준에 따라, 절연부분의 전선과 대지 간의 절연저항은 누설전류가 최대공급전류의 $2,000$분의 $1$을 넘지 않도록 유지해야 합니다.
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88. 차량, 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 없는 장소에 지중 전선을 직접 매설식에 의하여 매설하는 경우에는 매설 깊이를 몇 cm 이상으로 하여야 하는가?

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 16%)
  • 전기설비기술기준에 따라 차량 및 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 없는 장소에 지중 전선을 직접 매설하는 경우, 매설 깊이는 $60\text{ cm}$이상으로 유지해야 합니다.
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89. 방전등용 안정기로부터 방전관까지의 전로를 무엇이라고 하는가?

  1. 소세력회로
  2. 편등회로
  3. 급전선로
  4. 약전류 전선로
(정답률: 9%)
  • 방전등용 안정기로부터 방전관까지 연결되는 전로를 편등회로(관등회로)라고 합니다.
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90. 아크용접장치의 용접변압기에서 용접접극에 이르는 부분에 사용할 수 없는 전선은?

  1. 2종 캡타이어케이블
  2. 3종 캡타이어케이블
  3. 용접용 케이블
  4. 비닐캡타이어케이블
(정답률: 10%)
  • 아크용접장치의 용접접극 부분에는 내구성과 절연 성능이 뛰어난 용접용 케이블, 2종 캡타이어케이블, 3종 캡타이어케이블을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    비닐캡타이어케이블: 용접 작업의 가혹한 환경을 견디기에 부적합하여 사용할 수 없습니다.
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91. 고압 지중전선이 지중 약전류전선 등과 접근하여 이격거리가 몇 cm이하인 때에는 양 전선 사이에 견고한 내화성의 격벽을 설치하는 경우 이외에는 지중전선을 견고한 불연성 또는 난연성의 관을 넣어 그 관이 지중약전류전선 등과 직접 접촉되지 않도록 하여야 하는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 9%)
  • 고압 지중전선과 지중 약전류전선 사이의 이격거리가 $30\text{cm}$이하인 경우에는 내화성 격벽을 설치하거나, 지중전선을 불연성 또는 난연성 관에 넣어 직접 접촉을 방지해야 합니다.
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92. 풀용 수중조명등에 사용되는 절연변압기의 2차측 전로의 사용전압이 몇 V를 넘는 경우에 그 전로에 자기가 생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 하여야하는가?

  1. 30
  2. 60
  3. 150
  4. 300
(정답률: 8%)
  • 풀용 수중조명등의 안전을 위해 절연변압기 2차측 전로의 사용전압이 $30\text{V}$를 초과하는 경우에는 지락 시 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 반드시 설치해야 합니다.
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93. 가공 접지선을 써서 제2종 접지공사를 하는 경우 변압기의 시설 장소로부터 몇 m 까지 떼어놓을 수 있는가?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 8%)
  • 가공 접지선을 이용하여 제2종 접지공사를 시행할 경우, 변압기 시설 장소로부터 최대 $200\text{m}$까지 이격하여 설치할 수 있습니다.
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94. 특별고압 가공전선로에 사용되는 B종 철주 중 각도형은 전선로 중 최소 몇 도를 넘는 수평각도를 이루는 곳에 사용되는가?

  1. 3
  2. 5
  3. 8
  4. 10
(정답률: 11%)
  • 특별고압 가공전선로의 B종 철주 중 각도형은 전선로가 $3^{\circ}$를 넘는 수평각도를 이루는 곳에 설치하여 전선의 장력에 의한 전주의 전도를 방지합니다.
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95. 직류귀선에 궤도 근접부분이 금속제 지중관로와 1km안에 접근하는 경우, 금속제 지중관로에 대한 전식작용의 장해를 방지하기 위한 귀선의 시설방법으로 옳은 것은?

  1. 귀선은 정극성으로 할 것
  2. 귀선용 궤조의 이음매 저항을 합친 값은 그 구간의 궤조 자체의 조항의 30% 이하로 유지할 것
  3. 귀선용 궤조는 특수한 곳 이외에는 깊이 50m 이상이 되도록 연속하여 용접할 것
  4. 귀선의 궤도 근접부분에 1년간의 평균전류가 통할때에 새기는 전위차는 그 구간안의 어느 두 점사이 에서도 2V 이하일 것
(정답률: 11%)
  • 금속제 지중관로의 전식(전기적 부식) 방지를 위한 직류귀선 시설 기준 문제입니다. 전식 장해를 방지하기 위해 귀선의 궤도 근접부분에 1년간의 평균전류가 흐를 때 발생하는 전위차는 그 구간 내 어느 두 점 사이에서도 $2\text{V}$이하로 유지해야 합니다.
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96. 다음의 공사에 의한 저압 옥내배선 중 사용되는 전선이 반드시 절연전선이 아니라도 상관없는 공사는?

  1. 합성수지관공사
  2. 금속관공사
  3. 버스덕트공사
  4. 플로어덕트공사
(정답률: 13%)
  • 저압 옥내배선 공사 시 전선의 절연 여부에 관한 문제입니다. 버스덕트공사는 구조적으로 전선이 보호되어 있으며, 규격에 따라 절연전선을 사용하지 않아도 되는 예외가 인정되는 공사법입니다.

    오답 노트
    합성수지관, 금속관, 플로어덕트공사: 반드시 절연전선을 사용해야 함
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97. 무대, 무대마루 밑, 오케스트라 박스, 영사실 기타 사람이나 무대 도구가 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 저압 옥내배선, 전구선, 또는 이동전선은 사용전압이 몇 V 미만이어야 하는가?

  1. 60
  2. 110
  3. 220
  4. 400
(정답률: 19%)
  • 사람이나 무대 도구가 접촉할 우려가 있는 특수 장소(무대, 영사실 등)에 시설하는 저압 옥내배선 및 전선은 안전을 위해 사용전압을 $400\text{V}$ 미만으로 제한하고 있습니다.
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98. 철도∙궤도 또는 자동차도의 전용 터널안의 터널내 전선로의 시설방법으로 틀린 것은?

  1. 저압전선으로 지름 2.0mm의 경동선을 사용하였다.
  2. 고압전선은 케이블공사로 하였다.
  3. 저압전선을 애자사용공사에 의하여 시설하고 이를 궤조면상 또는 노면상 2.5m 이상으로 하였다.
  4. 저압전선을 가요전선관공사에 의하여 시설하였다.
(정답률: 11%)
  • 터널 내 전선로 시설 기준에 관한 문제입니다. 저압전선으로 경동선을 사용할 경우, 지름은 $2.6\text{mm}$이상의 것을 사용해야 하므로 지름 $2.0\text{mm}$의 경동선을 사용했다는 설명은 틀린 것입니다.
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99. 빙설이 많은 지방이고 인가가 많이 연접된 장소에 시설하는 가공전선로의 구성재 중 병종풍압하중의 적용을 할 수 없는 것은?

  1. 저압 또는 고압가공 전선로의 가섭선
  2. 저압 또는 고압 가공 전선로의 지지물
  3. 35,000V 이하의 전선에 특별고압 절연전선을 사용하는 특별고압 가공전선로의 지지물
  4. 35,000V 이상인 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 가공전선
(정답률: 10%)
  • 빙설이 많은 지방의 가공전선로에서 병종풍압하중을 적용하지 않는 예외 규정에 관한 문제입니다. 35,000V 이상인 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 가공전선은 병종풍압하중 적용 대상에서 제외됩니다.
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100. 욕탕의 양단에 판상의 전극을 설치하고, 그 전극 상호간에 미약한 교류전압을 가하여 입욕자에게 전기적 자극을 주는 전기욕기의 전원변압기 2차측 전로의 사용 전압은 몇 V이하인 것을 사용하여야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 30
  4. 60
(정답률: 8%)
  • 전기욕기의 전원변압기 2차측 전로의 사용 전압은 안전을 위해 $10\text{ V}$이하로 제한하여 사용해야 합니다.
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