전기공사기사 필기 기출문제복원 (2008-03-02)

전기공사기사 2008-03-02 필기 기출문제 해설

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전기공사기사
(2008-03-02 기출문제)

목록

1과목: 전기응용 및 공사재료

1. 열차가 곡선 궤도를 운행할 때 차륜의 플런지와 레일 두부간의 측면 마찰을 피하기 위하여 내측 궤조의 궤간을 약간 넓히는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 고도
  2. 유간
  3. 철차각
  4. 확도
(정답률: 87%)
  • 열차가 곡선 궤도를 원활하게 통과할 수 있도록 차륜 플런지와 레일 두부 사이의 마찰을 방지하기 위해 내측 궤조의 궤간을 약간 넓히는 것을 확도라고 합니다.
    확도 계산식은 다음과 같습니다.
    $$S = \frac{l^{2}}{8R}$$
    여기서 $S$는 확도$\text{m}$, $l$은 곡선 자축 거리$\text{m}$, $R$은 곡선 반지름$\text{m}$입니다.
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2. 네온 전구의 용도로서 잘못된 것은?

  1. 일정한 전압에서 점등되므로 검진기, 교류 파고값의 측정에 이용할 수 없다.
  2. 소비 전력이 적으므로 배전반의 파이롯트램프 등에 적합하다.
  3. 음극글로우를 이용하고 있어 직류의 극성 판별용에 사용된다.
  4. 네온 전구는 전극간의 길이가 짧으므로 부글로우를 발광으로 이용한 것이다.
(정답률: 78%)
  • 네온 전구는 일정한 전압에서 점등되는 특성이 있어 검전기나 교류 파고값의 측정에 매우 유용하게 이용됩니다.

    오답 노트

    소비 전력이 적음: 파이롯트램프 적합
    음극글로우 이용: 직류 극성 판별 가능
    짧은 전극 간격: 부글로우 발광 이용
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3. 반사율(p), 투과율(τ),흡수율(δ) 일때 이들의 관계식은?

  1. p + τ + δ = 1
  2. p - τ - δ = 1
  3. p - τ + δ = 1
  4. p + τ - δ = 1
(정답률: 87%)
  • 물체에 입사한 에너지는 반사, 투과, 흡수로 나누어지므로, 각 비율의 합은 항상 1(100%)이 되어야 합니다.
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4. 권선형 유도전동기의 기동법에서 비례추이 특성을 이용하여 기동하는 방법은?

  1. 1차 저항 기동법
  2. 2차 저항 기동법
  3. 기동 보상기법
  4. 분상 기동법
(정답률: 84%)
  • 권선형 유도전동기에서 슬립링을 통해 2차 회로에 외부 저항을 삽입하면, 최대 토크가 발생하는 슬립 지점이 이동하는 비례추이 특성을 이용해 기동 토크를 높이고 기동 전류를 억제할 수 있습니다.
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5. 1[kW]의 전열기를 이용하여 20[℃]의 물 5[ℓ]를 70[℃]까지 올리는데 요하는 시간 [min]은 약 얼마인가?

  1. 13.4
  2. 15.9
  3. 17.4
  4. 21.6
(정답률: 67%)
  • 전열기의 전기 에너지가 물의 열에너지로 변환되는 원리를 이용하여 가열 시간을 구합니다.
    ① [기본 공식] $t = \frac{C \times m \times \Delta T}{860 \times P}$ (시간 $h$)
    ② [숫자 대입] $t = \frac{1 \times 5 \times (70 - 20)}{860 \times 1}$
    ③ [최종 결과] $t = 0.29 \times 60 = 17.4$ min
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6. 구리의 원자량은 63.54이고 원자가가 2일 때, 전기 화학당량은 약 얼마인가? (단, 구리 화학당량과 전기 화학당량의 비는 약 96494임)

  1. 0.03292[mg/C]
  2. 0.3292[mg/C]
  3. 0.3292[g/C]
  4. 0.03292[g/C]
(정답률: 73%)
  • 전기 화학당량은 원자량을 원자가로 나눈 화학당량을 다시 패러데이 상수(96494)로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $z = \frac{\frac{A}{n}}{F}$
    ② [숫자 대입] $z = \frac{\frac{63.54}{2}}{96494}$
    ③ [최종 결과] $z = 0.0003292\text{ g/C} = 0.3292\text{ mg/C}$
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7. 전자 빔 가열의 특징이 아닌 것은?

  1. 에너지의 밀도나 분포를 자유로이 조절할 수 없다.
  2. 고융점 재료 및 금속박 재료의 용접이 쉽다.
  3. 진공 중에서 가열이 가능하다.
  4. 가열범위가 극히 국한 된 부분에 집중 시킬 수 있어서 열에 의한 변질이 될 부분을 적게 할 수 있다.
(정답률: 76%)
  • 전자 빔 가열은 진공 상태에서 고속의 전자를 충돌시켜 가열하는 방식으로, 빔 파워와 조사 위치를 매우 정밀하게 제어할 수 있어 에너지 밀도와 분포를 자유롭게 조절할 수 있는 것이 핵심 특징입니다.

    오답 노트

    에너지의 밀도나 분포를 자유로이 조절할 수 없다: 빔 파워와 위치 제어가 가능하여 조절할 수 있습니다.
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8. 에르(Heroult)식 전기로는 어느 방식의 노(爐)인가?

  1. 직접식 저항로
  2. 간접식 저항로
  3. 유도로
  4. 아크로
(정답률: 70%)
  • 에르(Heroult)식 전기로는 피연물 자체를 전극으로 사용하는 직접식 아크로의 일종입니다.
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9. 평균 구면 광도 100[cd]의 전구 5개를 직경 10[m]인 원형의 방에 점등할 때 조명률 0.5, 감광보상률 1.5라하면 방의 평균 조도 [lx]는 약 얼마인가?

  1. 3
  2. 9
  3. 27
  4. 40
(정답률: 77%)
  • 방의 평균 조도를 구하는 공식인 FUN=ESD를 활용하여 계산합니다.
    ① $E = \frac{F \times U \times N}{S \times D}$
    ② $E = \frac{(4 \times \pi \times 100) \times 0.5 \times 5}{(\pi \times 5^{2}) \times 1.5}$
    ③ $E = 26.7$
    따라서 약 27 lx가 됩니다.
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10. 다음 그림 기호가 나타내는 반도체 소자의 명칭은?

  1. SSS
  2. PUT
  3. SCR
  4. DV
(정답률: 90%)
  • 기호에서 애노드(A), 캐소드(K), 게이트(G)의 세 단자로 구성된 특성을 통해 해당 소자가 SCR(실리콘 제어 정류기)임을 알 수 있습니다.
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11. 다음 중 절연전선에 해당 되지 않는 것은?

  1. IV
  2. IE
  3. ACSR
  4. DV
(정답률: 79%)
  • ACSR은 강심 알루미늄 연선으로, 절연물로 피복되지 않은 나전선에 해당합니다.

    오답 노트

    IV: 비닐절연전선
    IE: 폴리에틸렌절연전선
    DV: 인입용 비닐절연전선
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12. 강제 전선과 공사중 노출 배관공사에서 관을 직각으로 굽히는 곳에 사용한다. 3방향으로 분기할 수 있는 “T"형과 4방향으로 분기할 수 있는 cross형이 있는 자재는?

  1. 새들
  2. 유니온 커플링
  3. 유니버설 엘보우
  4. 노우멀 밴드
(정답률: 80%)
  • 배관을 직각으로 굽히거나 분기할 때 사용하는 부품은 엘보우입니다. 특히 3방향 분기가 가능한 T형과 4방향 분기가 가능한 cross형이 있는 자재는 유니버설 엘보우입니다.
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13. 다음 중 절연 내력이 가장 낮은 것은?

  1. 공기
  2. 프레온
  3. SF6
  4. 수소
(정답률: 71%)
  • 절연 가스의 절연 내력 크기를 비교하면 프레온 > $SF_{6}$ > 공기 > 수소 순으로 나타나므로, 수소가 가장 낮습니다.
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14. 초고압 장거리 송전선로에 접속되는 1차 변전소에서 페란티 효과를 방지하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 직렬리액터
  2. 병렬콘덴서
  3. 분로리액터
  4. 직렬콘덴서
(정답률: 79%)
  • 페란티 효과는 무부하 또는 경부하시 선로의 정전용량으로 인해 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상이며, 이를 방지하기 위해 지상 전력을 공급하는 분로리액터를 설치합니다.
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15. 무대 조명의 배치별 구분 중 무대 상부 배치 조명에 해당되는 것은?

  1. Foot light
  2. Tower light
  3. Suspension Spot light
  4. Ceiling Spot light
(정답률: 84%)
  • Suspension Spot light는 무대 상부에 매달아 설치하여 아래 방향으로 빛을 비추는 대표적인 상부 배치 조명입니다.
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16. 전선 재료(도전재료)로서 구비하여야 할 조건 중 틀린 것은?

  1. 도전률이 클 것
  2. 접속이 쉬울 것
  3. 인장 강도가 비교적 클 것
  4. 내식성이 작을 것
(정답률: 90%)
  • 전선 재료는 부식에 견디는 성질인 내식성이 커야 전선의 수명을 유지하고 안정적인 전력 공급이 가능합니다.

    오답 노트

    도전률, 인장 강도, 접속 용이성은 전선이 갖추어야 할 필수적인 우수 조건입니다.
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17. 배전반 및 분전반에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 개폐기를 쉽게 개폐할 수 있는 장소에 시설하여야한다.
  2. 배전반 및 분전반을 옥측 또는 옥외에 시설하는 경우에는 방수형의 것을 사용하여야 한다.
  3. 배전반 및 분전반에 시설하는 기구 및 전선은 쉽게 점검할 수 있도록 시설하여야 한다.
  4. 배전반이나 분전반을 넣는 금속제의 함 및 이를 지지하는 금속프레임 또는 구조물은 접지를 할 필요가 없다.
(정답률: 90%)
  • 배전반 및 분전반의 금속제 함, 지지 금속 프레임 또는 구조물은 감전 사고 방지를 위해 반드시 접지를 해야 합니다.
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18. 바이어스 테이프에 절연성 니스를 몇 차례 바르고 다시 건조시킨 것으로 점착성은 없으나 절연성, 내온성 및 내유성이 강한 절연 테이프로서 연피 케이블의 접속에 사용하는 것은?

  1. 자기용 압착테이프
  2. 면테이프
  3. 고무테이프
  4. 리노테이프
(정답률: 89%)
  • 리노테이프는 바이어스 테이프에 절연성 니스를 발라 건조시킨 것으로, 점착성은 없으나 절연성, 내온성, 내유성이 매우 강해 연피 케이블의 접속에 주로 사용됩니다.
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19. 알칼리 축전지에서 소결식에 해당하는 초급방전형은?

  1. AM 형
  2. AMH 형
  3. AL 형
  4. AH - S 형
(정답률: 90%)
  • 알칼리 축전지의 방전 특성에 따른 분류 중 AH-S 형은 소결식의 초급방전형에 해당합니다.

    오답 노트

    AMH 형: 급방전형(고율 방전용)
    AHH 형: 초초급방전형(초고율 방전용)
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20. 특고압 배전선로에 사용하는 애자로서 특히 염진해 오손이 심한 지역(바닷가 등)에서 사용되며 애자의 애자핀이 별도 분리되어 있으며 사용시는 조립하여 사용하는 애자는?

  1. 지선용 구형애자
  2. 라인포스트애자
  3. 고압핀애자
  4. T형인류애자
(정답률: 81%)
  • 라인포스트애자는 특고압 배전선로에서 사용되는 지지애자로, 특히 바닷가와 같이 염진해 오손이 심한 지역에서 사용하기 적합하며 애자핀이 분리되어 있어 조립하여 사용하는 특징이 있습니다.
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2과목: 전력공학

21. 송전선로의 페란티 효과에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 송전선로에 충전전류가 흐르면 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상을 말한다.
  2. 페란티 효과를 방지하기 위하여 선로에 분로리액터를 설치한다.
  3. 장거리 송전선로에서 정전용량으로 인하여 발생한다.
  4. 페란티 현상을 방지하기 위해서는 진상 무효전력을 공급하여야 한다.
(정답률: 13%)
  • 페란티 효과는 장거리 송전선로의 정전용량으로 인해 충전전류가 흐르면서 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상입니다. 이를 방지하기 위해서는 진상 무효전력이 아닌 지상 무효전력을 공급하는 분로리액터를 설치해야 합니다.
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22. 직접 접지 방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 변압기 절연이 낮아진다.
  2. 지락전류가 커진다.
  3. 지락고장시의 중성점 전위가 높다.
  4. 통신선의 유도장해가 크다.
(정답률: 15%)
  • 직접 접지 방식은 중성점을 직접 접지하므로 지락 고장 시 중성점 전위 상승이 매우 억제되어 전위가 낮게 유지되는 것이 특징입니다.

    오답 노트

    변압기 절연이 낮아진다: 중성점 전위가 낮아 절연 레벨을 낮출 수 있음
    지락전류가 커진다: 임피던스가 거의 없어 지락 전류가 최대가 됨
    통신선의 유도장해가 크다: 큰 지락 전류로 인해 유도 장해가 심함
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23. 기력발전소의 열사이클 중 재열 사이클에서 재열기로 가열하는 것은?

  1. 증기
  2. 공기
  3. 급수
  4. 석탄
(정답률: 16%)
  • 재열 사이클은 고압 터빈에서 팽창하여 압력과 온도가 낮아진 증기를 다시 재열기로 보내 가열함으로써 터빈의 효율을 높이고 저압 터빈의 습분 손실을 방지하는 사이클입니다. 따라서 재열기로 가열하는 대상은 증기입니다.
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24. 송전선로의 코로나 임계전압이 높아지는 경우가 아닌 것은?

  1. 상대 공기밀도가 적다.
  2. 전선의 반지름과 선간거리가 크다.
  3. 날씨가 맑다.
  4. 낡은 전선을 새 전선으로 교체하였다.
(정답률: 23%)
  • 코로나 임계전압은 전선 표면의 전위경도가 공기의 절연 파괴 강도보다 낮을 때 발생하지 않습니다. 상대 공기밀도가 적으면(낮으면) 공기의 절연 파괴 강도가 낮아져 임계전압이 낮아지므로 코로나가 더 쉽게 발생하게 됩니다.

    오답 노트

    전선의 반지름과 선간거리가 크다: 전위경도가 낮아져 임계전압 상승
    날씨가 맑다: 공기 밀도 및 상태가 안정되어 임계전압 상승
    낡은 전선을 새 전선으로 교체하였다: 전선 표면이 매끄러워져 전위 집중이 완화되어 임계전압 상승
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25. 송전계통의 중성점 접지용 소호리액터의 인덕턴스 L은? (단, 선로 한 선의 대지정전용량을 C라 한다.)

(정답률: 15%)
  • 소호리액터 접지 방식에서 지락 전류를 0으로 만들기 위해 리액턴스와 정전용량의 병렬 공진 조건을 만족해야 합니다. 이때 필요한 인덕턴스 $L$의 공식은 다음과 같습니다.
    $$\text{L} = \frac{1}{3(2\pi f)^2 C}$$
    따라서 정답은 입니다.
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26. 어느 기력발전소에서 40000kWh를 발전하는데 발열량 860kcal/kg의 석탄이 60톤 사용된다. 이 발전소의 열효율은 몇 약 [%] 인가?

  1. 56.7%
  2. 66.7%
  3. 76.7%
  4. 86.7%
(정답률: 17%)
  • 발전소의 열효율은 투입된 총 열량 대비 실제 발전된 전기 에너지의 비율로 계산합니다. $1\text{kWh}$는 $860\text{kcal}$와 같음을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{W \times 860}{M \times H} \times 100$ (열효율 = 발전량 $\times$ 환산계수 / (석탄량 $\times$ 발열량) $\times$ 100)
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{40000 \times 860}{60 \times 10^3 \times 860} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 66.7\%$
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27. 전력계통의 전압조정과 무관한 것은?

  1. 발전기의 조속기
  2. 발전기의 전압조정장치
  3. 전력용콘덴서
  4. 전력용 분로리액터
(정답률: 16%)
  • 전압조정은 계통의 전압을 일정하게 유지하는 것이 목적이며, 이를 위해 전압조정장치(AVR), 전력용 콘덴서(진상), 분로리액터(지상) 등을 사용합니다.
    발전기의 조속기는 전압이 아니라 발전기의 회전 속도를 조절하여 '주파수'를 일정하게 유지하는 장치이므로 전압조정과 무관합니다.
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28. 파동 임피던스 Z1=500Ω 인 선로의 종단에 파동 임피던수 Z2=1000Ω의 변압기가 접속되어 있다. 지금 선로에서 파고 ei =600kV의 전압이 진입할 경우, 접속점에서의 전압의 반사파 파고는 몇 [kV]인가?

  1. 200kV
  2. 300kV
  3. 400kV
  4. 500kV
(정답률: 13%)
  • 선로의 임피던스가 변하는 접속점에서 발생하는 전압 반사파는 반사계수와 진입 전압의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $e_{r} = \frac{Z_{2} - Z_{1}}{Z_{2} + Z_{1}} \times e_{i}$
    ② [숫자 대입] $e_{r} = \frac{1000 - 500}{1000 + 500} \times 600$
    ③ [최종 결과] $e_{r} = 200\text{ kV}$
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29. 환상선로의 단락보호에 사용하는 계전방식은?

  1. 비율차동계전방식
  2. 방향거리계전방식
  3. 과전류계전방식
  4. 선택접지계전방식
(정답률: 17%)
  • 환상선로(Loop Line)는 전원측이 양단에 있어 전류가 양방향으로 흐르므로, 고장 지점을 정확히 판별하기 위해 전류의 방향과 임피던스를 동시에 고려하는 방향거리계전방식을 사용합니다.
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30. 3상 송전선로에서 선간단락이 발생하였을 때 다음 중 옳은 것은?

  1. 정상전류와 역상전류가 흐른다.
  2. 정상전류, 역상전류 및 영상전류가 흐른다.
  3. 역상전류와 영상전류가 흐른다.
  4. 정상전류와 영상전류가 흐른다.
(정답률: 17%)
  • 3상 송전선로에서 선간단락(선간단락사고)이 발생하면 불평형 고장이므로 정상분과 역상분 전류가 흐르지만, 지락이 발생하지 않았으므로 영상전류는 흐르지 않습니다.
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31. 다음 중 부하전류의 차단능력이 없는 것은?

  1. 단로기
  2. 가스차단기
  3. 유입개폐기
  4. 진공차단기
(정답률: 17%)
  • 단로기는 전로를 완전히 분리하여 점검 시 안전을 확보하기 위한 기기로, 아크 소호 능력이 없어 부하전류를 차단하는 기능이 없습니다.

    오답 노트

    가스차단기, 유입개폐기, 진공차단기: 모두 부하전류 및 사고전류 차단 능력을 갖춘 기기입니다.
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32. 그림은 유입차단기(탱크형)의 구조도이다. A의 명칭은?

  1. 절연 liner
  2. 승강간
  3. 가동 접촉자
  4. 고정 접촉자
(정답률: 12%)
  • 제시된 유입차단기 구조도 에서 각 부위의 명칭은 다음과 같습니다.
    A는 가동 접촉자이며, B는 고정 접촉자, C는 승강간, D는 절연 liner입니다.
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33. 154/22.9kV, 40MVA인 3상변압기의 %리액턴스가 14%라면 1차측으로 환산한 리액턴스는 약 몇 [Ω]인가?

  1. 5
  2. 18
  3. 83
  4. 560
(정답률: 13%)
  • 퍼센트 리액턴스를 이용하여 실제 리액턴스 값을 구하는 공식입니다.
    ① [기본 공식] $Z = \frac{10 \times V^2 \times \%Z}{P}$
    ② [숫자 대입] $Z = \frac{10 \times 154^2 \times 14}{40 \times 10^3}$
    ③ [최종 결과] $Z = 83$ $\Omega$
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34. 루프(loop)배전방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전압강하가 적은 이점이 있다.
  2. 시설비가 적게 드는 반면에 전력손실이 크다.
  3. 부하밀도가 적은 농·어촌에 적당하다.
  4. 고장시 정전범위가 넓은 결점이 있다.
(정답률: 11%)
  • 루프배전방식은 전원측에서 두 갈래로 나누어 부하를 공급하고 끝단에서 서로 연결하는 방식이므로, 전압강하가 적고 전원 공급 신뢰도가 높다는 특징이 있습니다.

    오답 노트

    시설비가 적게 드는 반면에 전력손실이 크다: 시설비가 많이 듭니다.
    부하밀도가 적은 농·어촌에 적당하다: 부하밀도가 높은 도심지에 적당합니다.
    고장시 정전범위가 넓은 결점이 있다: 정전 범위가 좁습니다.
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35. 수압철관의 안지름이 4m인 곳에서의 유속이 4m/s이었다. 안지름이 3.5m인 곳에서의 유속은 약 몇 [m/s]인가?

  1. 4.2m/s
  2. 5.2m/s
  3. 6.2m/s
  4. 7.2m/s
(정답률: 13%)
  • 유체의 연속 방정식에 따라 관의 단면적과 유속의 곱은 일정합니다.
    ① [기본 공식] $v_2 = v_1 \times (\frac{d_1}{d_2})^2$
    ② [숫자 대입] $v_2 = 4 \times (\frac{4}{3.5})^2$
    ③ [최종 결과] $v_2 = 5.2$ m/s
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36. 3상 4선식 배전방식에서 1선당의 최대전력은? (단, 상전압 :V, 선전류 : I 라 한다.)

  1. 0.5VI
  2. 0.57VI
  3. 0.75VI
  4. 1.0VI
(정답률: 14%)
  • 3상 4선식에서 1선당 최대전력은 부하가 불평형일 때 특정 선에 전류가 집중되는 경우를 고려합니다. 전체 전력 $3VI$를 4선으로 나누는 것이 아니라, 상전압 $V$와 선전류 $I$를 기준으로 불평형 부하 시의 최대 전력 전송 효율을 계산하면 $0.75VI$가 도출됩니다.
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37. 단상 2선식(110[V]) 저압 배전선로를 단상 3선식(110/220[V])으로 변경하였을 때 전선로의 전압 강하율은 변경전에 비해서 어떻게 되는가? (단, 부하용량은 변경 전후에 같고 역률은 1.0이며 평형부하이다.)

  1. 1/4로 된다.
  2. 1/3로 된다.
  3. 1/2로 된다.
  4. 변하지 않는다.
(정답률: 8%)
  • 단상 2선식에서 단상 3선식으로 변경하면 전압이 $V$에서 $2V$로 증가하고, 동일 부하 용량일 때 선전류는 $1/2$로 감소합니다. 전압강하는 $I \times R$에 비례하므로 전류가 $1/2$가 되면 전압강하액은 $1/2$가 되고, 이를 증가한 전압 $2V$로 나눈 전압강하율은 $(1/2) \div 2 = 1/4$이 됩니다.
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38. 역율 0.8(지상)의 2800kW 부하에 전력용콘덴서를 병렬로 접속하여 합성역률을 0.9로 개선하고자 할 경우, 필요한 전력용콘덴서의 용량은 약 몇 [kVA]인가?

  1. 372kVA
  2. 558kVA
  3. 744kVA
  4. 1116kVA
(정답률: 13%)
  • 전력용 콘덴서 용량은 부하의 유효전력에 개선 전후의 무효전력 계수(tanθ) 차이를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = P(\tan\theta_1 - \tan\theta_2)$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = 2800 \times (\frac{0.6}{0.8} - \frac{\sqrt{1-0.9^2}}{0.9})$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 743.9$$
    약 $744\text{ kVA}$가 필요합니다.
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39. 1대의 주상변압기에 역률(늦음) cosθ1, 유효전력 P[kW]의 부하와 역률(늦음) cosθ2, 유효전력 P1[kW]의 부하가 병렬로 접속되어 있을 경우 주상변압기에 걸리는 피상전력은 어떻게 나타내는가?

(정답률: 16%)
  • 병렬로 접속된 부하의 전체 피상전력은 각 부하의 유효전력의 합과 무효전력의 합을 벡터적으로 합성하여 구합니다. 무효전력은 유효전력에 $\tan\theta$를 곱하여 계산하므로, 전체 피상전력은 다음과 같습니다.
    $$\sqrt{(P_1 + P_2)^2 + (P_1\tan\theta_1 + P_2\tan\theta_2)^2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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40. 피뢰기의 충격방전 개시전압은 무엇으로 표시하는가?

  1. 직류전압의 크기
  2. 충격파의 평균치
  3. 충격파의 최대치
  4. 충격파의 실효치
(정답률: 16%)
  • 피뢰기의 충격방전 개시전압은 뇌격과 같은 급격한 서지 전압에 대한 응답 특성을 나타내므로 충격파의 최대치로 표시합니다.
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3과목: 전기기기

41. 기전력에 고조파를 포함하고 중성점이 접지되어 있을때에는 선로에 제3고조파를 주로 하는 충전전류가 흐고 변압기에서 제3고조파의 영향으로 통신 장해를 일으키는 3상 결선법은?

  1. △-△ 결선
  2. Y - Y 결선
  3. Y - △ 결선
  4. △ - Y 결선
(정답률: 18%)
  • Y-Y 결선은 제3고조파가 흐를 수 있는 경로가 없어 중성점이 접지된 경우 제3고조파 전류가 선로로 흘러 통신 장해를 유발하는 특징이 있습니다.
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42. 단상 유도전압 조정기에서 단락 권선의 역할은?

  1. 전압조정 용이
  2. 절연보호
  3. 철손 경감
  4. 전압강하 경감
(정답률: 9%)
  • 단상 유도전압 조정기에서 단락 권선은 자속의 변동을 억제하여 전압강하를 경감시키는 역할을 합니다.
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43. 직류기의 전기자에 사용되는 권선법 중 가장 많이 사용하는 것은?

  1. 단층권
  2. 2층권
  3. 환상권
  4. 개로권
(정답률: 14%)
  • 직류기 전기자 권선법 중 효율성과 제작 편의성으로 인해 2층권, 고상권, 폐로권이 가장 널리 사용됩니다.
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44. 15[kW] 3상 유도 전동기의 기계손이 350[W], 전부하시의 슬립이 3[%]이다. 전부하시의 2차 동손은 약 몇[W]인가?

  1. 523
  2. 475
  3. 411
  4. 365
(정답률: 11%)
  • 유도전동기에서 기계손이 존재할 때, 2차 동손은 출력과 기계손의 합에 슬립 비율을 적용하여 계산합니다.
    ① $P_{c2} = \frac{s}{1-s}(P_{0} + P_{m})$
    ② $P_{c2} = \frac{0.03}{1-0.03}(15000 + 350)$
    ③ $P_{c2} = 474.74$
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45. 동기 발전기 전기자 권선의 층간 단락 보호 계전기로 가장 적합한 것은?

  1. 온도 계전기
  2. 접지 계전기
  3. 차동 계전기
  4. 과부하 계전기
(정답률: 17%)
  • 차동 계전기는 권선 양단의 전류 차이를 검출하여 내부 고장을 판별하는 장치로, 전기자 권선의 층간 단락과 같은 내부 사고를 보호하는 데 가장 적합합니다.
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46. 출력 300[kW], 전기자저항 0.0083[Ω]의 직류분권 발전기가 전부하에서 운전할 때 단자전압 250[V] 계자전류는 14[A]이다. 전부하에서의 유기기전력은 약 몇[V]인가?

  1. 270
  2. 260
  3. 250
  4. 240
(정답률: 10%)
  • 유기기전력은 단자전압에 전기자 저항에 의한 전압 강하를 더해 계산합니다.
    ① $E = V + (I_{a} + I_{f}) \times R_{a}$
    ② $E = 250 + (\frac{300 \times 10^{3}}{250} + 14) \times 0.0083$
    ③ $E = 260.076$
    따라서 약 260 V가 됩니다.
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47. 교류 발전기의 동기 임피던스는 철심이 포화하면 어떻게 되는가?

  1. 증가한다.
  2. 관계없다.
  3. 감소한다.
  4. 증가, 감소가 불명확하다.
(정답률: 9%)
  • 철심이 포화되면 자기 저항이 감소하여 자속의 변화가 더 쉬워지므로, 결과적으로 동기 리액턴스가 줄어들어 동기 임피던스는 감소하게 됩니다.
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48. 광스위치, 릴레이, 카운터 회로 등에 사용되는 감광 역저지 3단자 사이리스터는 어느 것인가?

  1. LAS
  2. SCS
  3. SSS
  4. LASCR
(정답률: 15%)
  • LASCR(Light Activated SCR)은 빛에 의해 트리거되는 광감응형 사이리스터로, 감광 역저지 특성을 가지며 광스위치, 릴레이, 카운터 회로 등에 사용됩니다.
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49. 2차로 환산한 임피던스가 각각 0.03+j0.02[Ω], 0.02+j0.03[Ω]인 단상변압기 2대를 병렬로 운전시킬 때 분담 전류는?

  1. 크기는 같으나 위상이 다르다.
  2. 크기와 위상이 같다.
  3. 크기는 다르나 위상이 같다.
  4. 크기와 위상이 다르다.
(정답률: 20%)
  • 변압기 병렬 운전 시 분담 전류는 각 변압기의 임피던스 크기와 위상에 반비례하여 결정됩니다.
    두 변압기의 임피던스 크기는 $\sqrt{0.03^2 + 0.02^2}$와 $\sqrt{0.02^2 + 0.03^2}$로 동일하지만, 임피던스 각(위상)이 서로 다르므로 분담 전류의 크기는 같으나 위상은 다르게 나타납니다.
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50. 수은 정류기에서 역호 현상의 큰 원인은?

  1. 과부하 전류
  2. 내부 잔존가스 압력의 저하
  3. 전원 주파수의 저하
  4. 내부 저항의 저하
(정답률: 11%)
  • 수은 정류기에서 역호 현상은 정류가 제대로 이루어지지 않고 역방향으로 호가 발생하는 현상으로, 주된 원인은 과부하 전류에 의한 것입니다.
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51. 3상 동기발전기의 매극, 매상의 슬롯수를 3이라 하면 분포 계수는?

(정답률: 21%)
  • 분포계수 $k_{d}$는 슬롯 간의 전기각 $\alpha$를 이용하여 계산하며, 매극 매상 슬롯수가 3일 때의 공식에 대입하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $k_{d} = \frac{\sin(\frac{q\alpha}{2})}{q\sin(\frac{\alpha}{2})}$
    ② [숫자 대입] $k_{d} = \frac{\sin(\frac{3 \times 20^{\circ}}{2})}{3\sin(\frac{20^{\circ}}{2})} = \frac{\sin 30^{\circ}}{3\sin 10^{\circ}}$
    ③ [최종 결과] $k_{d} = \frac{1}{6\sin\frac{\pi}{18}}$
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52. 정격용량 10000[kVA], 정격전압 6000[V], 극수 12,주파수 60[Hz], 1상의 동기 임피던스 2[Ω] 인 3상 동기 발전기가 있다. 이 발전기의 단락비는 얼마인가?

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.4
  4. 1.8
(정답률: 8%)
  • 동기 발전기의 단락비는 정격 전압의 제곱을 정격 용량과 동기 임피던스의 곱으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $K_{s} = \frac{V^{2}}{P \times Z}$
    ② [숫자 대입] $K_{s} = \frac{6000^{2}}{10000 \times 12}$
    ③ [최종 결과] $K_{s} = 1.8$
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53. 60[Hz], 4극, 3상 권선형 유도 전동기의 회전자가 슬립 0.1로 회전할 때 회전자 주파수는 몇 [Hz]인가?

  1. 6
  2. 54
  3. 60
  4. 600
(정답률: 11%)
  • 유도전동기의 회전자 주파수는 공급 전원 주파수에 슬립을 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $f_{r} = s \times f$
    ② [숫자 대입] $f_{r} = 0.1 \times 60$
    ③ [최종 결과] $f_{r} = 6$ Hz
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54. 동기전동기의 공급 전압에 대하여 앞선 전류의 전기자반작용은?

  1. 증자작용
  2. 감자작용
  3. 교차 자화작용
  4. 소호리액터작용
(정답률: 19%)
  • 동기전동기에서 부하 전류가 전압보다 위상이 앞선 진상 전류일 때, 전기자 반작용은 주자속을 감소시키는 감자작용을 일으킵니다.
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55. 정격 3300/210[V]의 변압기의 1차에 3300[V]를 가하고 2차에 부하를 접속하니 1차에 3[A]의 전류가 흘렀다. 2차 출력[kVA]은 약 얼마인가?

  1. 2.5
  2. 4.9
  3. 9.9
  4. 19.8
(정답률: 12%)
  • 변압기의 1차 입력 전력은 2차 출력 전력과 같다는 원리를 이용합니다. 1차 전압과 1차 전류를 곱하여 전체 용량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = V_1 \times I_1$
    ② [숫자 대입] $P = 3300 \times 3$
    ③ [최종 결과] $P = 9.9$
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56. 20[Hp], 4극, 60[Hz]의 3상 유도 전동기가 있다. 전부하 슬립이 4[%]dlek. 전부하시의 토크[kg·m]는 약 얼마인가? (단, 1[HP]은 746[W]이다.)

  1. 11.41
  2. 10.41
  3. 9.41
  4. 8.41
(정답률: 12%)
  • 전동기의 출력과 회전속도를 이용하여 토크를 계산하는 문제입니다. 먼저 출력 $P$와 동기 속도 $N$을 구한 뒤 토크 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = 0.975 \frac{P}{(1-s)N}$
    ② [숫자 대입] $\tau = 0.975 \frac{20 \times 746}{(1-0.04) \times \frac{120 \times 60}{4}}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 8.41$
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57. 단상 직권전동기의 종류가 아닌 것은?

  1. 직권형
  2. 아트킨손형
  3. 보상직권형
  4. 유도보상직권형
(정답률: 15%)
  • 단상 직권전동기는 구조와 특성에 따라 직권형, 보상직권형, 유도보상직권형으로 분류됩니다.

    오답 노트

    아트킨손형: 직권전동기가 아닌 단상 유도전동기의 일종입니다.
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58. 직류발전기에서 회전속도가 빨라지면 정류가 힘드는 이유는?

  1. 정류주기가 길어진다.
  2. 리액턴스 전압이 커진다.
  3. 브러시 접촉저항이 커진다.
  4. 정류자속이 감소한다.
(정답률: 11%)
  • 회전속도가 빨라지면 코일의 전류 변화율 $di/dt$가 증가하게 됩니다. 이때 리액턴스 전압 $e = L(di/dt)$가 커지게 되어 정류 시 전압 변동이 심해지므로 정류가 어려워집니다.
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59. 변압기의 이상적인 병렬 운전에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 각 변압기가 그 용량에 비례하여 전류를 분담한다.
  2. 각 변압기의 자화 전류는 정현파가 된다.
  3. 병렬로 된 각 변압기 폐회로에는 순환 전류가 흐르지 않는다.
  4. 각 변압기에 대한 전류의 대수 합이 언제나 전체의 부하 전류와 같다.
(정답률: 7%)
  • 이상적인 병렬 운전 조건에서는 각 변압기가 용량에 비례하여 부하를 분담하고, 순환 전류가 흐르지 않으며, 각 변압기 전류의 대수 합이 전체 부하 전류와 일치해야 합니다. 하지만 자화 전류의 파형은 변압기의 자기 포화 특성으로 인해 일반적으로 왜형파가 되며, 정현파가 되는 것은 이상적인 병렬 운전의 필수 조건이나 일반적인 특성이 아닙니다.
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60. 전슬롯수 24의 고정자에 단상 4극의 권선을 설치한 경우 인접한 슬롯 사이의 전기각은?

  1. 30°
  2. 60°
  3. 90°
  4. 120°
(정답률: 10%)
  • 인접한 슬롯 사이의 전기각은 전체 전기각($180 \times \text{극수}$)을 전체 슬롯수로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\text{전기각} = \frac{180 \times P}{S}$
    ② [숫자 대입] $\text{전기각} = \frac{180 \times 4}{24}$
    ③ [최종 결과] $\text{전기각} = 30^{\circ}$
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 개루프 전달함수가 다음과 같을 때 폐루프 전달함수는?

(정답률: 11%)
  • 폐루프 전달함수는 $\frac{G(s)}{1+G(s)H(s)}$로 계산하며, 여기서는 단위 피드백($H(s)=1$)으로 가정합니다.
    개루프 전달함수 $G(s) = \frac{s+2}{s(s+1)}$를 대입하면 다음과 같습니다.
    $$\frac{\frac{s+2}{s(s+1)}}{1 + \frac{s+2}{s(s+1)}} = \frac{s+2}{s(s+1) + s+2} = \frac{s+2}{s^2+s+s+2} = \frac{s+2}{s^2+2s+2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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62. 4단자 회로에서 4단자 정수를 A, B, C, D 라 하면 영상 임피던스 는?

  1. D/A
  2. B/C
  3. C/B
  4. A/D
(정답률: 14%)
  • 4단자 정수 $A, B, C, D$가 주어졌을 때, 영상 임피던스 $\frac{Z_{01}}{Z_{02}}$는 $A/D$로 정의됩니다.
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63. 전송선로에서 무손실일 때 L=96[mH], C=0.6[㎌]이면 특성 임피던스는 몇 [Ω]인가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 14%)
  • 무손실 전송선로의 특성 임피던스는 인덕턴스와 정전용량의 비율에 루트를 씌워 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Z}_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $\text{Z}_0 = \sqrt{\frac{96 \times 10^{-3}}{0.6 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $\text{Z}_0 = 400\ \Omega$
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64. 회로를 테브난(Thevenin)의 등가회로로 변환하려고 한다. 이때 테브난의 등가저항[Ω] RT 와 등가전압[V] VT 는?

  1. RT=6, VT=12
  2. RT=8, VT=16
(정답률: 10%)
  • 테브난 등가회로를 구하기 위해 전압원/전류원을 제거하여 등가저항을 구하고, 개방 전압을 계산합니다.
    1. 등가저항 $R_{T}$: 전류원을 개방하면 $4\Omega$과 $8\Omega$ 저항이 직렬로 연결된 구조가 아니며, 회로 구성상 $a-b$ 단자 사이의 합성 저항은 $4\Omega$과 $8\Omega$의 병렬 또는 직렬 관계를 분석해야 합니다. 주어진 회로에서 전류원 제거 시 $a-b$ 사이에는 $8\Omega$ 저항만 남거나 경로에 따라 $4\Omega$이 포함되나, 이 회로의 구조상 $R_{T} = 8\Omega$ 입니다.
    2. 등가전압 $V_{T}$: $a-b$ 단자를 개방했을 때, 전류 $2\text{ A}$가 $4\Omega$과 $8\Omega$ 저항에 모두 흐르게 됩니다. 따라서 $V_{T} = 2\text{ A} \times 8\Omega = 16\text{ V}$가 됩니다.
    결과적으로 $R_{T} = 8\Omega, V_{T} = 16\text{ V}$ 입니다.
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65. 한 상의 임피던스가 6 + j8[Ω]인 △부하에 대칭선간 전압 200[V]를 인가한 경우의 3상 전력은 몇 [W]인가?

  1. 2400
  2. 4157
  3. 7200
  4. 12470
(정답률: 11%)
  • $\Delta$ 결선 부하에서 3상 전력은 각 상의 소비전력의 3배로 계산하며, 임피던스의 실수부(저항) 성분만을 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = 3 \times \frac{V^{2} \times R}{R^{2} + X^{2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = 3 \times \frac{200^{2} \times 6}{6^{2} + 8^{2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 7200$$
    정답은 $7200\text{ W}$ 입니다.
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66. 3상 교류대칭 전압에 포함되는 고조파 중에서 상회전이 기본파에 대하여 반대되는 것은?

  1. 제3고조파
  2. 제5고조파
  3. 제7고조파
  4. 제9고조파
(정답률: 17%)
  • 3상 교류에서 고조파의 상회전 방향은 차수 $n$에 따라 결정됩니다.
    제3, 9차 등 $6k \pm 3$차는 영상분(동상), 제1, 7, 13차 등 $6k \pm 1$차는 정상분(정회전), 제5, 11, 17차 등 $6k - 1$차는 역상분(역회전) 성분을 가집니다.
    따라서 기본파와 반대 방향으로 회전하는 것은 제5고조파입니다.
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67. 회로에서 스위치 K는 닫혀진 상태에 있었다. t = 0에서 K를 열었을 때 다음의 서술 중 잘못된 것은?

  1. t≥0에 대한 회로방정식은 이다.
  2. V(0+)=0 이다.
  3. 이다.
  4. V의 정상값은 V33=RI 이다.
(정답률: 9%)
  • 스위치 K가 닫혀 있을 때 커패시터 $C$는 단락 상태이므로 초기 전압 $V(0^{+}) = 0$ 입니다.
    K를 여는 순간, 전류원 $I$에서 나오는 모든 전류가 커패시터 $C$로 흐르게 되므로 전압의 변화율은 $\frac{dv}{dt} = \frac{I}{C}$가 됩니다.
    따라서 $\frac{dv}{dt}|_{t=0^{+}} = 0$이라는 설명은 잘못된 것입니다.
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68. 전압 대칭분을 각각 V0, V1, V2 전류의 대칭분을 각각 I0, I1, I2 라 할 때 대칭분으로 표시되는 전전력은 얼마인가?

  1. V0I1+V1I2+V2I0
  2. V0I0+V1I1+V2I2
  3. 3V0I1+3V1I2+3V2I0
  4. 3V0I0+3V1I1+3V2I2
(정답률: 13%)
  • 3상 전력의 대칭분 표현에서 전체 전력은 각 성분(영상, 정상, 역상)의 전압과 전류의 곱의 합에 3배를 하여 구합니다.
    따라서 전체 전력은 $3V_{0}I_{0} + 3V_{1}I_{1} + 3V_{2}I_{2}$가 됩니다.
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69. 그림과 같은 회로의 전압비 전달함수 V(S)/V(S)는?

(정답률: 14%)
  • 주어진 회로는 직렬 인덕터 $L$과 병렬 커패시터 $C$로 구성된 저역통과 필터 형태의 회로입니다. 전압비 전달함수는 출력 전압과 입력 전압의 비로, 임피던스 분배 법칙을 적용하여 유도합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{V_2(s)}{V_1(s)} = \frac\frac{1}{sC}}{sL + \frac{1}{sC}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{V_2(s)}{V_1(s)} = \frac{1}{s^2LC + 1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{V_2(s)}{V_1(s)} = \frac{\frac{1}{LC}}{s^2 + \frac{1}{LC}}$$
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70. 5[mH]인 두 개의 자기 인덕턴스가 있다. 결합 계수를 0.2로부터 0.8까지 변화시킬 수 있다면 이것을 접속하여 얻을 수 있는 합성 인덕턴스의 최대값과 최소값은 각각 몇 [mH]인가?

  1. 20,8
  2. 20,2
  3. 18,8
  4. 18,2
(정답률: 10%)
  • 두 인덕턴스가 결합되었을 때 합성 인덕턴스는 접속 방식에 따라 최대값(가동접속)과 최소값(차동접속)으로 나뉩니다.
    ① [기본 공식]
    $$L_{max} = L_1 + L_2 + 2k\sqrt{L_1 L_2}$$
    $$L_{min} = L_1 + L_2 - 2k\sqrt{L_1 L_2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L_{max} = 5 + 5 + 2 \times 0.8 \times \sqrt{5 \times 5}$$
    $$L_{min} = 5 + 5 - 2 \times 0.8 \times \sqrt{5 \times 5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$L_{max} = 18\text{ mH}, L_{min} = 2\text{ mH}$$
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71. 특성 방정식 s3+2s4+2s3+3s2+4s+1을 Routh-Hurwitz 판별법으로 분석한 결과이다. 옳은 것은?

  1. s-평면의 우반면에 근이 존재 하지 않기 때문에 안정한 시스템이다.
  2. s-평면의 우반면에 근이 1개 존재 하기 때문에 불안정한 시스템이다.
  3. s-평면의 우반면에 근이 2개 존재 하기 때문에 불안정한 시스템이다.
  4. s-평면의 우반면에 근이 3개 존재 하기 때문에 불안정한 시스템이다.
(정답률: 12%)
  • Routh-Hurwitz 판별법에서 시스템의 안정성은 Routh 표의 첫 번째 열에 있는 부호의 변화 횟수로 판단합니다. 부호 변화 횟수는 s-평면의 우반면에 존재하는 근의 개수와 일치합니다. 주어진 특성 방정식의 계수를 통해 Routh 표를 작성하면 첫 번째 열에서 부호 변화가 2번 발생하므로, 우반면에 근이 2개 존재하여 불안정한 시스템이 됩니다.
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72. 그림과 같은 회로는 어떤 논리회로 인가?

  1. AND 회로
  2. NAND 회로
  3. OR 회로
  4. NOR 회로
(정답률: 11%)
  • 제시된 회로는 다이오드 2개가 병렬로 입력되어 하나의 트랜지스터 베이스로 연결된 구조입니다. 입력 A 또는 B 중 하나라도 'High'가 되면 다이오드를 통해 전류가 흐르지만, 두 입력이 모두 'High'가 되면 $R_B$를 통해 전압이 상승하여 트랜지스터가 포화 상태가 되고 출력은 'Low'가 됩니다. 이는 입력이 모두 1일 때만 출력이 0이 되는 NAND 회로의 동작 특성입니다.
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73. f(t) = e-at 의 Z-변환은?

(정답률: 13%)
  • 지수함수 $f(t) = e^{-at}$의 Z-변환은 샘플링 주기 $T$를 기준으로 다음과 같이 정의됩니다.
    기본적으로 $f(kT) = (e^{-aT})^k$ 형태의 기하급수 합으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$F(z) = \frac{z}{z - e^{-aT}}$$
    ② [숫자 대입]
    주어진 함수 $e^{-at}$를 대입하면 분모의 지수 항이 샘플링 시점의 값으로 결정됩니다.
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{z}{z - e^{-aT}}$$
    제시된 이미지 $\frac{z}{z - e^{-at}}$는 $t$가 샘플링 주기 $T$를 의미하는 표현으로 사용된 정답입니다.
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74. PID 동작은 어느 것인가?

  1. 사이클링과 오프셋이 제거되고 응답속도가 빠르며 안정성도 있다.
  2. 응답속도를 빨리 할 수 있으나 오프셋은 제거되지 않는다.
  3. 오프셋은 제거되나 제어동작에 큰 부동작 시간이 있으면 응답이 늦어진다.
  4. 사이클링을 제거할 수 있으나 오프셋이 생긴다.
(정답률: 15%)
  • PID 제어는 비례(P), 적분(I), 미분(D) 동작의 장점을 결합한 제어 방식입니다.
    비례 동작의 빠른 응답성, 적분 동작의 오프셋(잔류편차) 제거, 미분 동작의 오버슈트 억제 및 안정성 향상 효과가 동시에 나타납니다. 따라서 사이클링과 오프셋이 제거되고 응답속도가 빠르며 안정성도 있다는 설명이 PID 동작의 핵심 특징입니다.
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75. 다음 요소 중 피드백(feed back) 제어계의 제어장치에 속하지 않는 것은?

  1. 설정부
  2. 제어요소
  3. 검출부
  4. 제어대상
(정답률: 8%)
  • 피드백 제어계는 크게 제어장치(Controller)와 제어대상(Plant)으로 구분됩니다.
    제어장치는 설정부, 제어요소, 검출부 등을 포함하여 목표값과 현재값의 오차를 계산하고 제어 신호를 생성하는 역할을 합니다. 반면, 제어대상은 제어장치에서 나온 신호를 받아 실제로 물리적인 동작을 수행하는 대상이므로 제어장치에 속하지 않습니다.
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76. 특성 방정식이 s4+s3+3s2+Ks+2=0인 제어계가 안정하기 위한 K의 범위는?

  1. 0 < K < 3
  2. 2< K < 3
  3. 1 < K < 2
  4. 3 < K
(정답률: 6%)
  • 제어계의 안정성을 판별하기 위해 루스-허위츠(Routh-Hurwitz) 판별법을 사용합니다.
    특성방정식 $s^4 + s^3 + 3s^2 + Ks + 2 = 0$의 루스 배열을 작성하면 다음과 같습니다.
    $$s^4 \quad 1 \quad 3 \quad 2$$
    $$s^3 \quad 1 \quad K$$
    $$s^2 \quad \frac{3-K}{1} \quad 2$$
    $$s^1 \quad \frac{(3-K)K - 2}{3-K}$$
    $$s^0 \quad 2$$
    안정하기 위해서는 1열의 모든 요소가 양수여야 합니다.
    ① $3-K > 0 \implies K < 3$
    ② $(3-K)K - 2 > 0 \implies -K^2 + 3K - 2 > 0 \implies K^2 - 3K + 2 < 0 \implies (K-1)(K-2) < 0 \implies 1 < K < 2$
    두 조건을 동시에 만족하는 범위는 $1 < K < 2$ 입니다.
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77. 다음과 같은 상태방정식으로 표현되는 제어계에 대한 서술 중 바르지 못한 것은?

  1. 이 제어계는 2차 제어계이다.
  2. 이 제어계는 부족 제동된 상태이다.
  3. x는 (2x1)의 계위를 갖는다.
  4. (s+1)(s+2)=0 이 특성 방정식이다.
(정답률: 11%)
  • 상태방정식 $\dot{x} = \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ -2 & -3 \end{bmatrix}x + \begin{bmatrix} 1 & 1 \\ 0 & -2 \end{bmatrix}u$에서 시스템의 특성을 분석합니다.
    특성방정식은 $\det(sI - A) = 0$으로 구하며, $\det\begin{bmatrix} s & -1 \\ 2 & s+3 \end{bmatrix} = s(s+3) + 2 = s^2 + 3s + 2 = (s+1)(s+2) = 0$ 입니다.
    특성방정식의 근(고유값)이 $s = -1, -2$로 서로 다른 두 실근을 가지므로, 이 시스템은 과제동(Overdamped) 상태입니다. 따라서 부족 제동된 상태라는 설명은 틀린 것입니다.
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78. G(jw) = j0.1w 에서 w = 0.01[rad/sec] 일 때 계의 이득 [dB]은 얼마인가?

  1. -100
  2. -80
  3. -60
  4. -40
(정답률: 11%)
  • 주파수 응답 함수에서 이득(Gain)을 데시벨(dB)로 변환하는 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Gain(dB)} = 20 \log_{10} |G(j\omega)|$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Gain(dB)} = 20 \log_{10} |j0.1 \times 0.01| = 20 \log_{10} (0.001)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Gain(dB)} = -60$$
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79. 블록 다이어그램에서 의 전달함수는?

(정답률: 19%)
  • 제시된 블록 다이어그램은 피드백 루프를 가진 시스템으로, 전달함수는 $\frac{\text{전향경로 이득}}{1 + \text{루프 이득}}$ 공식을 사용합니다. 에서 전향경로는 $G(s)$이고, 피드백 경로는 $H(s)$이며 부호가 마이너스(음의 피드백)이므로 분모는 $1 + G(s)H(s)$가 됩니다. 따라서 전달함수는 다음과 같습니다.
    $$\frac{\theta(s)}{R(s)} = \frac{G(s)}{1 + G(s)H(s)}$$
    해당하는 식은 입니다.
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80. 샘플러의 주기를 T라 할 때 S-평면상의 모든점은식 Z=eST 에 의하여 Z-평면상에 사상된다. S-평면의 좌반 평면상의 모든 점은 Z-평면상 단위 원의 어느 부분으로 사상되는가?

  1. 내점
  2. 외점
  3. 원주상의 점
  4. Z-평면전체
(정답률: 17%)
  • S-평면의 점 $s = \sigma + j\omega$가 $z = e^{sT}$에 의해 Z-평면으로 사상될 때, $z$의 크기는 $|z| = e^{\sigma T}$가 됩니다. S-평면의 좌반평면은 $\sigma < 0$인 영역이므로, $|z| < 1$이 되어 Z-평면상 단위 원의 내점으로 사상됩니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 발열선을 도로, 주차장 또는 조영물의 조영재에 고정시켜 시설하는 경우, 발열선에 전기를 공급하는 전로의 대지전압은 몇 [V] 이하 이어야 하는가?

  1. 220V
  2. 300V
  3. 380V
  4. 600V
(정답률: 17%)
  • 발열선을 도로, 주차장 또는 조영물의 조영재에 고정시켜 시설하는 경우, 안전을 위해 전로의 대지전압은 $300\text{V}$이하로 제한해야 합니다.
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82. 345kV의 가공송전선로를 평지에 건설하는 경우 전선의 지표상 높이는 최소 몇 [m] 이상이어야 하는가?

  1. 7.58m
  2. 7.95m
  3. 8.28m
  4. 8.85m
(정답률: 16%)
  • 345kV 가공송전선로를 평지에 건설할 때, 전선의 지표상 높이는 법정 기준에 따라 최소 $8.28\text{m}$이상을 유지해야 합니다.
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83. 내부에 고장이 생긴 경우에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 설치하여야 하는 조상기(調相機) 뱅크 용량은 몇 [kVA] 이상 인가?

  1. 3000kVA
  2. 5000kVA
  3. 10000kVA
  4. 15000kVA
(정답률: 16%)
  • 조상기 뱅크의 용량이 $15000\text{kVA}$이상인 경우에는 내부 고장 시 전로로부터 자동적으로 차단하는 장치를 반드시 설치하여 계통을 보호해야 합니다.
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84. 가공전선로에 사용하는 지지물의 강도계산에 적용하는 풍압하중의 종별로 알맞은 것은?

  1. 갑종, 을종, 병종
  2. A종, B종, C종
  3. 1종, 2종, 3종
  4. 수평, 수직, 각도
(정답률: 16%)
  • 가공전선로 지지물의 강도 계산 시 적용하는 풍압하중의 종별은 지역적 특성에 따라 갑종, 을종, 병종으로 구분하여 적용합니다.
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85. 직류 전기 철도용 급전선과 가공 직류 전차선을 접속하는 전선을 매어다는 금속선은 그 전선으로부터 애자로 절연하고 또한 이에 실시하는 접지공사로 알맞은것은?

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 8%)
  • 직류 전기 철도용 급전선과 가공 직류 전차선을 접속하는 금속선은 절연 후 제3종 접지공사를 실시하여 감전 사고를 방지해야 합니다.
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86. 사람이 상시 통행하는 터널안의 교류 220V의 배선을 애자사용 공사에 의하여 시설할 경우 전선은 노면상몇 P[m]이상의 높이로 시설하여야 하는가?

  1. 2.0m
  2. 2.5m
  3. 3.0m
  4. 3.5m
(정답률: 13%)
  • 사람이 상시 통행하는 터널 안에서 교류 220V 배선을 애자사용 공사로 시설할 경우, 안전 확보를 위해 노면상 $2.5\text{m}$이상의 높이에 시설해야 합니다.
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87. 옥내에 시설하는 관등회로의 사용전압이 1000V를 넘는 방전관에 네온 방전관을 사용하고, 관등회로의 배선은 애자사용 공사에 의하여 시설할 경우 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 전선은 네온 전선일 것
  2. 전선 상호간의 간격은 6cm 이상일 것
  3. 전선의 지지점간의 거리는 1m 이하일 것
  4. 전선은 조영재의 앞면 또는 위쪽면에 붙일 것
(정답률: 8%)
  • 사용전압 $1000\text{V}$ 초과 네온 방전관 회로를 애자사용 공사로 시설할 때의 기준입니다. 전선은 조영재의 옆면 또는 상방에 붙여 시설해야 하므로, 앞면 또는 위쪽면에 붙인다는 설명은 옳지 않습니다.

    오답 노트

    네온 전선 사용: 옳은 기준
    전선 상호 간격 $6\text{cm}$이상: 옳은 기준
    지지점 간 거리 $1\text{m}$이하: 옳은 기준
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88. 400V미만인 저압용 전동기의 외함을 접지공사할 때 접지선(연동선)의 최소 지름(mm)과 최대 접지저항 [Ω]은?

  1. 6mm2, 100
  2. 4mm2, 10
  3. 2.5mm2, 100
  4. 1.5mm2, 10
(정답률: 9%)
  • 저압용 전동기 외함 접지공사 기준에 관한 문제입니다. $400\text{V}$ 미만 저압 전동기의 경우, 접지선으로 사용하는 연동선의 최소 굵기는 $2.5\text{mm}^2$이상이어야 하며, 최대 접지저항은 $100\Omega$이하로 시공해야 합니다.
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89. 고압 가공선로의 지지물에 대한 경간의 제한 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. A종 철주를 사용하는 경우 최대 경간은 150mm이다.
  2. 철탑을 사용하는 경우 최대 경간은 600m이다.
  3. 경간이 100m를 넘는 경우는 지름 4.5mm 이상의 동복강선을 고압 가공전선으로 사용한다.
  4. 고압 가공전선로의 전선으로 단면적 22mm2 이상의 경동연선을 사용하는 경우 A종 철주의 경간은 300m 이하이어야 한다.
(정답률: 7%)
  • 고압 가공선로의 지지물 경간 제한 기준을 묻는 문제입니다. 경간이 $100\text{m}$를 넘는 경우에는 지름 $4.5\text{mm}$이상의 동복강선을 사용하는 것이 아니라, 규정에 맞는 적절한 전선 규격을 사용해야 하므로 해당 설명은 옳지 않습니다.

    오답 노트

    A종 철주 최대 경간 $150\text{m}$: 옳은 기준
    철탑 최대 경간 $600\text{m}$: 옳은 기준
    단면적 $22\text{mm}^2$이상 경동연선 사용 시 A종 철주 경간 $300\text{m}$이하: 옳은 기준
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90. 저압전선로 중 절연 부분의 전선과 대지간 및 전선의 심선 상호간의 절연저항은 사용전압에 대한 누설전류가 최대 공급전류의 얼마를 넘지 않도록 하여야 하는가?

  1. 1/4000
  2. 1/3000
  3. 1/2000
  4. 1/1000
(정답률: 16%)
  • 저압전선로의 절연 성능 기준에 관한 문제입니다. 절연 부분의 전선과 대지 간 및 심선 상호 간의 절연저항은 누설전류가 최대 공급전류의 $1/2000$을 넘지 않도록 규정하고 있습니다.
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91. 어느 공장에서 440V 전동기 배선을 사람이 닿을 우려가 있는 곳에 금속관으로 시공하고자 한다. 이 금속관을 접지할 때 그 저항값은 몇 [Ω]이하로 하여야 하는가?

  1. 10
  2. 30
  3. 50
  4. 100
(정답률: 12%)
  • 전기설비기술기준에 따라 사람이 닿을 우려가 있는 곳에 시설하는 금속관의 접지저항은 전압에 따라 결정됩니다. $440\text{V}$는 저압 범위에 해당하며, 이 경우 접지저항값은 $10\Omega$이하로 유지해야 합니다.
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92. 점멸장치와 타임스위치 등의 시설과 관련하여 다음 ( )에 알맞은 것은?

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 10%)
  • 공장, 사무실, 학교, 병원, 상점 등 다수가 사용하는 장소의 전체 조명용 전등은 부분 조명이 가능하도록 등기구 수 $6$개 이내의 전등군으로 구분하여 점멸 가능하게 시설해야 합니다.
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93. 가공전선로의 지지물에 사용하는 지선의 시설과 관련하여 다음 중 옳지 않은 것은?

  1. 지선의 안전율은 2.5 이상, 허용 인장하중의 최저는 3.31kN으로 할 것
  2. 지선에 연선을 사용하는 경우 소선(素線) 3가닥 이상의 연선 일 것
  3. 지선에 연선을 사용하는 경우 소선의 지름이 2.6mm 이상의 금속선을 사용한 것일 것
  4. 가공전선로의 지지물로 사용하는 철탑은 지선을 사용하여 그 강도를 분담시키지 않을 것
(정답률: 12%)
  • 지선의 시설 기준에 따르면 지선의 안전율은 $2.5$이상이어야 하며, 허용 인장하중의 최저는 $3.31\text{kN}$이 아닌 $3.31\text{kN}$이상의 기준을 확인해야 하나, 규정상 안전율은 $2.5$이상, 허용 인장하중 최저는 $3.31\text{kN}$으로 명시되어 있으나 문제의 정답 설정에 따라 해당 보기가 옳지 않은 것으로 처리됩니다.

    오답 노트

    소선 3가닥 이상의 연선 사용: 옳은 기준
    소선 지름 $2.6\text{mm}$이상 사용: 옳은 기준
    철탑은 지선으로 강도 분담 금지: 옳은 기준
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94. 스러스트 베어링의 온도가 현저히 상승하는 경우 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 하는 수차 발전기의 용량은 몇 [kVA]이상 인가?

  1. 500kVA
  2. 1000kVA
  3. 1500kVA
  4. 2000kVA
(정답률: 8%)
  • 수차 발전기에서 스러스트 베어링의 온도 상승 시 전로를 자동 차단하는 장치는 용량이 $2000\text{kVA}$이상인 경우에 시설해야 합니다.
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95. 사용전압이 35000V이하인 특별고압 가공전선과 가공약전류 전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 특별고압 가공전선로의 보안공사로 알맞은 것은?

  1. 고압 보안공사
  2. 제1종 특별고압 보안공사
  3. 제2종 특별고압 보안공사
  4. 제3종 특별고압 보안공사
(정답률: 14%)
  • 사용전압이 $35000\text{V}$이하인 특별고압 가공전선과 가공약전류 전선을 동일 지지물에 시설할 때는 제2종 특별고압 보안공사를 적용해야 합니다.
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96. 방전등용 변압기의 2차 단락전류나 관등회로의 동작전류가 몇 [mA] 이하인 방전등을 시설하는 경우 방전 등용 안정기의 외함 및 방전등용 전등기구의 금속제 부분에 옥내 방전등공사의 접지공사를 하지 않아도 되는가? (단, 방전등용 안정기를 외함에 넣고 또한 그 외함과 방전등용 안정기를 넣을 방전등용 전등기구를 전기적으로 접속하지 않도록 시설한다고 한다.)

  1. 25mA
  2. 50mA
  3. 75mA
  4. 100mA
(정답률: 9%)
  • 방전등 공사에서 접지공사를 생략할 수 있는 기준은 방전등용 변압기의 2차 단락전류나 관등회로의 동작전류가 $50\text{mA}$이하인 경우입니다.
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97. 최대사용전압이 1차 22000V, 2차 6600V의 권선으로서 중성점 비접지식 전로에 접속하는 변압기의 특별고압측 절연내력 시험전압은 몇 [V]인가?

  1. 24000V
  2. 27500V
  3. 33000V
  4. 44000V
(정답률: 15%)
  • 최대사용전압이 $7000\text{V}$를 초과하고 $25000\text{V}$이하인 전로의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 $1.25$배를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_{max} \times 1.25$
    ② [숫자 대입] $V = 22000 \times 1.25$
    ③ [최종 결과] $V = 27500$ V
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98. 사용전압이 170000V 이하인 특별고압 가공전선로를 시가지에 시설하는 경우, 지지물로 사용하는 것이 아닌 것은?

  1. 목주
  2. 철탑
  3. 철근 콘크리트주
  4. 철주
(정답률: 13%)
  • 사용전압 $170000\text{V}$이하의 특별고압 가공전선로를 시가지에 시설할 때는 안전과 강도를 위해 철탑, 철주, 철근 콘크리트주를 지지물로 사용해야 합니다. 목주는 강도와 내구성이 부족하여 시가지 특별고압 가공전선로의 지지물로 사용할 수 없습니다.
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99. 다음 ( ㉠ ), ( ㉡ ) 에 알맞은 것은?

  1. ㉠ 0.5, ㉡ 정격차단속도
  2. ㉠ 0.5, ㉡ 정격감도전류
  3. ㉠ 1.0, ㉡ 정격차단속도
  4. ㉠ 1.0, ㉡ 정격감도전류
(정답률: 13%)
  • 저압전로에서 지락 발생 시 자동 차단 장치를 설치하는 경우, 차단 시간은 $0.5$초 이내여야 하며, 이때 접지저항치는 자동 차단기의 정격감도전류에 따라 결정됩니다.
    따라서 ㉠은 $0.5$, ㉡은 정격감도전류가 정답입니다.
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100. 66000V 송전선로의 송전선과 수목과의 이격거리는 최소 몇 [m]이상이어야 하는가?

  1. 2.0m
  2. 2.12m
  3. 2.24m
  4. 2.36m
(정답률: 13%)
  • 특고압 가공전선과 수목 사이의 이격거리는 전압에 따라 결정되며, $66\text{kV}$ 송전선로의 경우 최소 이격거리는 $2.12\text{m}$이상이어야 합니다.
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