전기공사기사 필기 기출문제복원 (2010-03-07)

전기공사기사 2010-03-07 필기 기출문제 해설

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전기공사기사
(2010-03-07 기출문제)

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1과목: 전기응용 및 공사재료

1. 교류자계 중 전도성 물체에 생기는 와전류에 의한 저항손 또는 히스테리시스손을 이용하여 가열하는 방식은?

  1. 유전 가열
  2. 복사 가열
  3. 저항 가열
  4. 유도 가열
(정답률: 69%)
  • 교류자계에 의해 전도성 물체 내부에 발생하는 와전류(Eddy current)와 히스테리시스손을 열원으로 이용하여 가열하는 방식은 유도 가열입니다.

    오답 노트
    유전 가열: 유전체 손실에 의한 가열
    저항 가열: 옴손(줄열)에 의한 가열
    복사 가열: 적외선 전구 등의 방사열에 의한 가열
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2. 전철 전동기에 감속 기어를 사용하는 이유로 가장 적합한 것은?

  1. 동력전달을 위해
  2. 전동기의 소형화를 위해
  3. 역률개선을 위해
  4. 가격저하를 위해
(정답률: 63%)
  • 토크 $T$와 회전수 $n$은 반비례 관계에 있습니다. 감속 기어를 통해 회전수를 낮추면 토크가 증가하므로, 동일한 출력을 내면서도 전동기의 크기를 줄여 소형화할 수 있습니다.
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3. 하역 기계에서 무거운 것은 저속으로, 가벼운 것은 고속으로 작업하여 고속이나 저속에서 다 같이 동일한 동력이 요구되는 부하는?

  1. 정토크 부하
  2. 제곱토크 부하
  3. 정동력 부하
  4. 정속도 부하
(정답률: 84%)
  • 부하의 속도가 변하더라도 요구되는 동력이 일정하게 유지되는 특성을 가진 부하를 정동력 부하라고 합니다. 하역 기계처럼 무거운 물체는 저속으로, 가벼운 물체는 고속으로 운전하여 일정한 동력을 사용하는 대표적인 사례입니다.
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4. 서미스터의 주된 용도는?

  1. 온도 보상용
  2. 잡음 제거용
  3. 출력 전류 조절용
  4. 전압 증폭용
(정답률: 87%)
  • 서미스터는 온도 변화에 따라 저항값이 민감하게 변하는 반도체 소자로, 회로 내에서 온도 변화로 인한 오차를 보정하는 온도 보상용으로 주로 사용됩니다.
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5. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. DIAC은 NPN 3층으로 되어있고 쌍방향으로 대칭적인 부성 저항을 나타낸다.
  2. SCR은 PNPN이라는 2층의 구조로 되어 있다.
  3. 트라이액은 2극 쌍방향 사이리스터로 되어 있다.
  4. SSS는 3극 쌍방향 사이리스터로 되어 있다.
(정답률: 70%)
  • DIAC은 NPN 3층 구조의 2단자 소자로, 양방향으로 대칭적인 부성 저항 특성을 가져 트리거 소자로 사용됩니다.

    오답 노트
    SCR은 PNPN이라는 2층의 구조로 되어 있다: 4층 구조입니다.
    트라이액은 2극 쌍방향 사이리스터로 되어 있다: 3극 쌍방향 소자입니다.
    SSS는 3극 쌍방향 사이리스터로 되어 있다: 2극 쌍방향 소자입니다.
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6. 특수강의 제조에 가장 적당한 전기로는?

  1. 저주파 유도로
  2. 고주파 유도로
  3. 저항로
  4. 아크로
(정답률: 60%)
  • 고주파 유도로는 국부 가열 효율이 매우 뛰어나 특수강 제조나 실리콘 단결정 정련 등 정밀한 제어가 필요한 공정에 가장 적합합니다.
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7. 산·알칼리 또는 유해가스를 취급하는 장소에서 사용되는 전동기는?

  1. 방적형 전동기
  2. 방수형 전동기
  3. 방폭형 전동기
  4. 방부형 전동기
(정답률: 74%)
  • 산, 알칼리 또는 유해가스로 인한 부식을 방지하기 위해 설계된 전동기는 방부형 전동기입니다.

    오답 노트
    방적형: 먼지 및 이물질 침입 방지
    방수형: 물의 침입 방지
    방폭형: 폭발성 가스 체류 장소에서 사용
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8. 휘도가 균일한 긴 원통 광원의 축 중앙 수직 방향 광도가 100[cd]일 때 전광속 F[lm]과 평균 구면 광도 l[cd] 값은 약 얼마인가?

  1. F = 628, I = 79
  2. F = 986, I = 79
  3. F = 986, I = 59
  4. F = 628, I = 59
(정답률: 64%)
  • 원통 광원의 전광속 공식과 평균 구면 광도 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$F = \pi^{2} \times I_{v}$$
    $$I = \frac{F}{4\pi}$$
    ② [숫자 대입]
    $$F = 3.14^{2} \times 100$$
    $$I = \frac{986}{4 \times 3.14}$$
    ③ [최종 결과]
    $$F = 986, I = 79$$
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9. 물을 전기분해하면 음극에서 발생하는 기체는?

  1. 산소
  2. 질소
  3. 수소
  4. 이산화탄소
(정답률: 86%)
  • 물의 전기분해 시 전극에서 발생하는 기체의 종류를 묻는 문제입니다. 전해질인 물이 분해되면 음극에서는 수소가 발생하고, 양극에서는 산소가 발생합니다.

    오답 노트
    산소: 양극에서 발생
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10. 25℃의 물 10L를 그릇에 넣고 2kW의 전열기로 가열하여 물의 온도를 80℃로 올리는 데 20분이 소요되었다. 이 전열기의 효율은 약 몇 [%]인가?

  1. 59.5
  2. 68.8
  3. 84.9
  4. 95.9
(정답률: 68%)
  • 전열기가 공급한 총 전기 에너지가 물의 온도를 높이는 열에너지로 전환된 비율을 계산하여 효율을 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\text{효율} = \frac{c × m ×
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11. 피뢰침용 인하도선으로 가장 적당한 전선은?

  1. 고무 절연전선
  2. 비닐 절연전선
  3. 캡타이어 케이블
  4. 동선
(정답률: 84%)
  • 피뢰침 시스템의 구성 요소인 수뢰부, 인하도선, 접지극에는 전기 전도성이 우수한 동선을 사용하는 것이 가장 적당합니다.
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12. 동전선의 접속 중 슬리브에 의한 접속 방법이 아닌 것은?

  1. S형 슬리브에 의한 직선접속
  2. S형 슬리브에 의한 분기접속
  3. 매킹타이어 슬리브에 의한 직선접속
  4. S형 슬리브에 의한 종단접속
(정답률: 58%)
  • S형 슬리브는 직선접속과 분기접속에 사용되며, 매킹타이어 슬리브는 직선접속에 사용됩니다. 슬리브 접속 방법 중 종단접속이라는 방식은 존재하지 않습니다.
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13. 접지 저감재가 구비하여야 할 요소가 아닌 것은?

  1. 전극을 부식시키지 않을 것
  2. 전기적인 부도체일 것
  3. 지속성이 있을 것
  4. 안전성을 고려할 것
(정답률: 88%)
  • 접지 저감재는 접지극 주위의 토양 저항을 낮추어 접지 저항을 줄이는 것이 목적이므로, 전기적으로 부도체가 아닌 양도체(전도성 물질)여야 합니다.
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14. 예비전원으로 시설하는 축전지에서 부하에 이르는 전로에는 무엇을 시설하여야 하는가?

  1. 계기용 변압기
  2. 개폐기 및 과전류차단기
  3. 계기용 변류기
  4. 계기용 변성기
(정답률: 87%)
  • 예비전원으로 사용하는 축전지에서 부하로 이어지는 전로에는 회로의 개폐와 과전류로부터의 보호를 위해 개폐기 및 과전류차단기를 반드시 시설해야 합니다.
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15. 사용전압이 400[V] 이상인 저압 옥내 배선시 금속 관에 시행하는 접지 공사의 종별은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 69%)
  • 저압 옥내 배선 시 금속관 접지공사는 사용전압에 따라 구분하며, $400\text{V}$이상인 경우에는 특별 제3종 접지공사를 시행합니다.

    오답 노트
    제3종 접지공사: $400\text{V}$ 미만일 때 적용
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16. 피뢰설비에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 접지극은 인하도선 아래쪽의 상수면아래에 매설한다.
  2. 피뢰침의 접지저항은 5[Ω]이하로 한다.
  3. 피뢰도선은 가스관에서 1.0[m]이상 이격한다.
  4. 접지극은 아연도금철판 사용시 두께 3mm 이상, 면적 0.5[m2]이상 편면이어야 한다.
(정답률: 60%)
  • 피뢰설비의 접지극은 인하도선 아래쪽의 상수면 아래에 매설하여 뇌전류를 안전하게 대지로 방전시켜야 합니다.

    오답 노트
    피뢰침의 접지저항: $10\Omega$이하로 유지
    가스관 이격거리: $1.5\text{m}$이상 이격
    아연도금철판 접지극: 면적 $0.3\text{m}^2$이상 필요
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17. 다음 중 절연의 종류에서 최고 허용 온도[℃]가 가장 높은 것은?

  1. A
  2. B
  3. H
  4. E
(정답률: 85%)
  • 절연물의 종류에 따라 견딜 수 있는 최고 허용 온도가 다르며, H종은 $180^{\circ}C$로 제시된 보기 중 가장 높은 온도를 가집니다.

    오답 노트
    A종: $105^{\circ}C$
    B종: $130^{\circ}C$
    E종: $120^{\circ}C$
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18. 금속을 아우트랫 박스의 로크아웃에 취부할 때 로크아웃의 구멍이 관의 구멍보다 클 때 보조적으로 사용 되는 것은?

  1. 링 리듀서
  2. 엔트런스 캡
  3. 부싱
  4. 엘보
(정답률: 84%)
  • 아우트랫 박스의 로크아웃 구멍이 전선관의 구멍보다 클 경우, 그 사이의 간격을 메워 규격을 맞추기 위해 구멍 크기를 줄여주는 링 리듀서를 사용합니다.
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19. 수변전 설비의 전력 퓨즈(PF)가 차단기(CB)와 비교 할 때의 특징으로 볼 수 없는 것은?

  1. 가격이 싸다.
  2. 차단용량이 적다.
  3. 보수가 용이하다.
  4. 소형이며 경량이다.
(정답률: 80%)
  • 전력 퓨즈(PF)는 차단기(CB)에 비해 구조가 단순하여 가격이 저렴하고 소형·경량이며 보수가 용이하지만, 단락 전류에 대한 차단 용량은 매우 큽니다.
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20. 금속 덕트에 넣는 전선의 단면적(절연피복의 단면적 포함)의 합계는 덕트 내부 단면적의 몇[%] 이하이어야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 77%)
  • 금속 덕트에 수용하는 전선의 단면적 합계는 덕트 내부 단면적의 20% 이하로 제한하여 방열 및 유지보수 공간을 확보해야 합니다.

    오답 노트
    50%: 전광표시 장치, 제어회로 등의 배선만을 넣는 경우 적용
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2과목: 전력공학

21. 6.6kV 3상3선식 배전선로에서 완전 1선 지락고장이 발생 하였을 때 GPT 2차에 나타나는 전압[V]은? (단, GPT는 변압기 3대로 구성되어 있으며, 변압기의 변압비는 V이다.)

  1. 110/√3
  2. 110[V]
  3. 110√3
  4. 330[V]
(정답률: 19%)
  • 완전 1선 지락고장 시 GPT 2차측에는 영상전압이 나타나며, 이는 변압기 2차측 정격전압의 $\sqrt{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $V_2 = V_{2n} \times \sqrt{3}$
    ② [숫자 대입] $V_2 = 110 \times \sqrt{3}$
    ③ [최종 결과] $V_2 = 110\sqrt{3}$
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22. 가공선로에 사용하는 전선의 구비조건으로 바람직하지 않은 것은?

  1. 비중(밀도)이 클 것
  2. 도전율이 높을 것
  3. 신장률이 클 것
  4. 기계적인 강도가 클 것
(정답률: 26%)
  • 가공선로는 지지물 사이의 거리(경간)가 멀기 때문에 전선의 무게가 가벼워야 장력 부담이 적고 시공이 용이합니다. 따라서 비중(밀도)은 작을수록 바람직합니다.
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23. 송전전력, 송전거리, 전선의 비중 및 전력 손실률이 일정하다고 할 때, 전선의 단면적 A[mm2]은? (단, V는 송전전압이다.)

  1. V 에 반비례
  2. √V 에 비례
  3. V2 에 반비례
  4. V2 에 비례
(정답률: 24%)
  • 송전전력 $P$와 전압 $V$, 단면적 $A$ 사이의 관계식에서 전력 손실률이 일정할 때 단면적의 비례 관계를 도출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$A = \frac{P \cdot R \cdot L}{V^2 \cdot k}$$
    ② [숫자 대입]
    $$A \propto \frac{1}{V^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$A \text{는 } V^2 \text{에 반비례}$$
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24. ( ㉮ ), ( ㉯ )에 들어갈 내용으로 알맞은 것은?

  1. ㉮ 1/4, ㉯ 4배
  2. ㉮ 1/2, ㉯ 4배
  3. ㉮ 1/4, ㉯ 2배
  4. ㉮ 1/2, ㉯ 2배
(정답률: 21%)
  • 송전전압 $V$를 $n$배 승압할 때, 전력 손실 $P_L$은 전압의 제곱에 반비례하고, 최대 송전 전력 $P$는 전압의 제곱에 비례하는 원리를 이용합니다.
    1. 선로손실: 전압을 2배 승압하면 손실은 $\frac{1}{2^2} = \frac{1}{4}$배가 됩니다.
    2. 공급전력: 손실률을 일정하게 유지하며 승압하면 송전 가능 전력은 $2^2 = 4$배가 됩니다.
    따라서 ㉮는 $\frac{1}{4}$, ㉯는 4배입니다.
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25. 동기조상기와 전력용 콘덴서를 비교할 때 전력용 콘덴서의 이점으로 알맞은 것은?

  1. 진상전류 및 지상전류 양용이다.
  2. 단락고장이 생겼을 때 고장전류가 흐르지 않는다.
  3. 송전선로의 무부하 충전시 송전에 이용 가능하다.
  4. 전압조정이 연속적이다.
(정답률: 16%)
  • 전력용 콘덴서는 정지기기이므로 회전기기인 동기조상기와 달리 단락 고장 시 고장 전류가 흐르지 않아 계통에 주는 영향이 적습니다.

    오답 노트
    진상전류 및 지상전류 양용, 전압조정 연속적: 동기조상기의 특징입니다.
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26. 직접 접지방식이 초고압 송전선로에 채용되는 이유로 가장 타당한 것은?

  1. 계통의 절연 레벨을 저감하게 할 수 있으므로
  2. 지락시의 지락전류가 적으므로
  3. 지락고장시 병행 통신선에 유지되는 유도전압이 작기 때문에
  4. 송전선의 안정도가 높으므로
(정답률: 20%)
  • 직접 접지방식은 1선 지락 사고 시 건전상의 전위 상승이 매우 낮기 때문에, 변압기 등 기기의 절연 레벨을 낮추어 경제적인 설계가 가능하다는 것이 가장 큰 특징입니다.
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27. 피뢰기가 구비하여야 할 조건으로 거리가 먼 것은?

  1. 시간지연(time lag)이 적을 것
  2. 충격 방전 개시 전압이 낮을 것
  3. 방전 내량이 크면서 제한 전압이 높을 것
  4. 속류 차단 능력이 클 것
(정답률: 20%)
  • 피뢰기는 이상 전압 발생 시 신속하게 방전하여 기기를 보호해야 하므로, 제한 전압은 낮을수록 보호 성능이 우수합니다. 따라서 방전 내량이 크면서 제한 전압이 높아야 한다는 설명은 피뢰기의 조건으로 옳지 않습니다.
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28. 종축에 절대온도 T, 횡축에 엔트로피 S를 취할 때 T-S선도에서 있어서 단열변화를 나타내는 것은?

(정답률: 18%)
  • T-S 선도(온도-엔트로피 선도)에서 단열 과정은 외부와의 열 교환이 없는 가역 과정이므로 엔트로피 $S$가 일정하게 유지됩니다. 따라서 $S$축에 수직인 직선으로 나타나는 가 정답입니다.
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29. 변전소에서 접지보호용으로 사용되는 계전기에 영상 전류를 공급하기 위하여 설치하는 것은?

  1. PT
  2. ZCT
  3. GPT
  4. CT
(정답률: 26%)
  • 영상 전류(Zero-sequence current)를 검출하여 지락 사고 등을 보호하기 위해 사용하는 계전기 공급 장치는 ZCT(영상 변류기)입니다.

    오답 노트
    PT: 전압 측정용
    GPT: 접지형 계기용 변압기(영상 전압 검출)
    CT: 일반 전류 측정용
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30. 전력용콘덴서를 변전소에 설치할 때 직렬리액터를 설치하고자 한다. 직렬리액터의 용량을 결정하는 계산식은? (단, f0 는 전원의 기본주파수, C는 역률 개선용 콘덴서의 용량, L은 직렬리액터의 용량이다.)

(정답률: 20%)
  • 전력용 콘덴서의 직렬리액터는 주로 5고조파를 제거하기 위해 설치하며, 5고조파에 대해 유도성 리액턴스와 용량성 리액턴스가 같아지도록 설계합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{1}{(5\omega)^2 C}$
    ② [숫자 대입] $\omega = 2\pi f_0$이므로 $$L = \frac{1}{(5 \times 2\pi f_0)^2 C}$$
    ③ [최종 결과] $L = \frac{1}{(10\pi f_0)^2 C}$
    따라서 정답은 입니다.
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31. 부하에 따라 전압 변동이 심한 급전선을 가진 배전 변전소에서 가장 많이 사용되는 전압조정장치는?

  1. 유도전압조정기
  2. 직렬리액터
  3. 계기용변압기
  4. 전력용콘덴서
(정답률: 21%)
  • 유도전압조정기는 부하 변동에 따라 전압을 연속적으로 조정할 수 있어, 전압 변동이 심한 급전선 말단의 전압을 일정하게 유지하는 데 가장 적합한 장치입니다.
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32. 송전 선로의 중성점을 접지하는 목적과 거리가 먼 것은?

  1. 이상 전압 발생의 억제
  2. 과도 안정도의 증진
  3. 송전 용량의 증가
  4. 보호 계전기의 신속, 확실한 동작
(정답률: 26%)
  • 중성점 접지는 계통의 전위 안정화와 사고 시 보호 계전기의 동작을 돕기 위해 수행합니다. 송전 용량은 전선의 굵기, 전압, 전력 조류 제어 등에 의해 결정되며 중성점 접지 여부와는 직접적인 관련이 없습니다.

    오답 노트
    이상 전압 억제: 접지를 통해 전위 상승 억제
    과도 안정도 증진: 지락 사고 시 전압 회복 속도 향상
    보호 계전기 동작: 지락 전류 통로를 확보하여 검출 용이
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33. 한 상의 대지 정전 용량 0.4[F], 주파수 60[Hz]인 3상 송전선이 있다. 이 선로에 소호 리액터를 설치하려 한다. 소호 리액터의 공진 리액턴스는 약 몇 [Ω]인가?

  1. 565[Ω]
  2. 1370[Ω]
  3. 1770[Ω]
  4. 2217[Ω]
(정답률: 15%)
  • 소호 리액터의 공진 조건은 리액턴스와 대지 정전 용량에 의한 리액턴스가 서로 상쇄되어 전류가 0이 되는 상태를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $X_{L} = \frac{1}{3 \omega C}$
    ② [숫자 대입] $X_{L} = \frac{1}{3 \times 2 \pi \times 60 \times 0.4 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $X_{L} = 2210.49$
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34. 단로기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 소호장치가 있어서 아크를 소멸시킨다.
  2. 회로를 분리하거나, 계통의 접속을 바꿀 때 사용한다.
  3. 고장전류는 물론 부하전류의 개폐에도 사용할 수 없다.
  4. 배전용의 단로기는 보통 디스커넥팅바로 개폐한다.
(정답률: 23%)
  • 단로기는 부하 전류나 고장 전류를 차단하는 능력이 없으며, 단순히 회로를 물리적으로 분리하기 위한 장치입니다. 따라서 아크를 소멸시키기 위한 소호장치가 없습니다.

    오답 노트
    회로 분리 및 접속 변경: 단로기의 기본 목적
    부하/고장전류 개폐 불가: 단로기의 특성
    디스커넥팅바 사용: 배전용 단로기의 일반적 형태
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35. 코로나 방지에 가장 효과적인 방법은?

  1. 선로의 절연을 강화한다.
  2. 선간거리를 증가시킨다.
  3. 복도체를 사용한다.
  4. 선로의 높이를 가급적 낮춘다.
(정답률: 29%)
  • 코로나 현상은 전선 표면의 전위경도가 임계전압 이상일 때 발생합니다. 복도체를 사용하면 전선 1본일 때보다 등가 반지름이 증가하여 전선 표면의 전위경도를 낮출 수 있으므로 코로나 방지에 가장 효과적입니다.
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36. 소호원리에 따른 차단기의 종류와 그 특성의 연결이 바르지 못한 것은?

  1. 가스차단기 - 고성능 절연 특성을 가진 SF 가스를 소호 매질로 이용하는 차단기로 소호 능력이 공기의 100배 이상이며, 차단시 소음은 문제가 되지 않는다.
  2. 공기차단기 - 압축된 공기를 아크에 불어 넣어서 소호하는 차단기로 압력이 높아짐에 따라 절연 내력이 증가하며, 차단시 소음이 작다.
  3. 유입차단기 - 절연 내력이 높은 절연유를 이용하여 차단시에 발생하는 아크를 소호시키는 방식으로 탱크형 과 애자형이 있다.
  4. 진공차단기 - 진공 중에 차단동작을 하는 개폐기로 절연 내력이 높고 화재 위험이 없으며, 소형 경량이다.
(정답률: 23%)
  • 공기차단기는 압축 공기를 이용하여 아크를 소호하는 방식으로, 고압의 공기를 방출할 때 발생하는 소음이 매우 크다는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    공기차단기: 차단 시 소음이 매우 큼
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37. 전선에 교류가 흐를 때의 표피효과에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전선은 굵을수록, 도전율 및 투자율은 작을수록, 주파수는 높을수록 커진다.
  2. 전선은 굵을수록, 도전율 및 투자율은 클수록, 주파수는 높을수록 커진다.
  3. 전선은 가늘수록, 도전율 및 투자율은 작을수록, 주파수는 높을수록 커진다.
  4. 전선은 가늘수록, 도전율 및 투자율은 클수록, 주파수는 높을수록 커진다.
(정답률: 23%)
  • 표피효과는 교류 전류가 도체의 표면으로 쏠려 흐르는 현상으로, 전선의 지름이 굵을수록, 도전율과 투자율이 클수록, 그리고 주파수가 높을수록 전류가 표면에 집중되는 경향이 강해져 표피효과가 커집니다.
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38. 수력발전소의 댐을 설계하거나 저수지의 용량 등을 결정하는데 가장 적당한 것은?

  1. 유량도
  2. 적산유량곡선
  3. 유황곡선
  4. 수위유량곡선
(정답률: 23%)
  • 적산유량곡선은 일정 기간 동안 흐른 유량의 누적 합계를 나타낸 곡선으로, 저수지의 필요한 용량을 결정하거나 댐의 설계 규모를 산정하는 데 핵심적인 자료로 활용됩니다.
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39. 과전류계전기는 그 용도에 따라 적절한 동작 시한(time limit)이 있는 것을 선정하여야 하는바 그림에서 반한 시형으로 가장 알맞은 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 24%)
  • 과전류계전기의 반한시 특성은 전류가 증가할수록 동작 시간이 감소하는 특성을 말합니다. 제시된 그래프 에서 동작 전류가 증가함에 따라 동작 시간이 급격히 감소하는 곡선인 ④번이 가장 적절한 반한시 특성을 나타냅니다.
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40. 정격전압 7.2kV, 차단용량 100MVA인 3상 차단기의 정격 차단전류는 약 몇 [kA]인가?

  1. 4[kA]
  2. 6[kA]
  3. 7[kA]
  4. 8[kA]
(정답률: 23%)
  • 3상 차단기의 차단용량 공식을 이용하여 정격 차단전류를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{P}{\sqrt{3} \times V}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{100 \times 10^{6}}{\sqrt{3} \times 7.2 \times 10^{3}}$
    ③ [최종 결과] $I = 8.019 \text{ kA}$
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3과목: 전기기기

41. 주파수가 정격보다 3[%] 상승하고 동시에 전압이 정격보다 3[%] 저하한 전원에서 운전되는 변압기가 있다. 철손이 fBm2(f:주파수, 8m:자속밀도 최대치)에 비례한다면 이 변압기 철손은 정격상태에 비하여 어떻게 달라지는가?

  1. 약 3.1[%] 증가
  2. 약 3.1[%] 감소
  3. 약 8.7[%] 증가
  4. 약 8.7[%] 감소
(정답률: 13%)
  • 변압기의 철손은 전압의 제곱에 비례하고 주파수에 반비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $P_{loss} = \frac{V^{2}}{f}$
    ② [숫자 대입] $P_{loss} = \frac{0.97^{2}}{1.03}$
    ③ [최종 결과] $P_{loss} = 0.913$
    정격 상태(1) 대비 $0.913$이 되었으므로, $(0.913 - 1) \times 100 = -8.7\%$ 즉, 약 $8.7\%$ 감소합니다.
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42. 3상 직권정류자 전동기의 특성으로 옳지 않은 것은?

  1. 직권특성의 변속도 전동기이다.
  2. 토크는 거의 전류의 제곱에 비례하고 기동토크가 크다.
  3. 역률은 동기속도 이상에서 저하되며 80%정도이다.
  4. 효율은 고속에서는 거의 일정하며 동기속도 근처에서 가장 좋다.
(정답률: 19%)
  • 3상 직권정류자 전동기는 동기속도 이하에서 역률이 저하되며, 동기속도 근처에서 역률이 가장 좋고 효율이 최대가 되는 특성을 가집니다. 따라서 역률이 동기속도 이상에서 저하된다는 설명은 옳지 않습니다.
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43. 서보 전동기로 사용되는 전동기와 제어방식의 종류가 아닌 것은?

  1. 직류기의 전압 제어
  2. 릴럭턴스기의 전압 제어
  3. 유도기의 전압 제어
  4. 동기 기기의 주파수 제어
(정답률: 20%)
  • 서보 전동기는 정밀한 위치 및 속도 제어가 필요하며, 일반적으로 직류기의 전압 제어, 유도기의 전압 제어, 동기 기기의 주파수 제어 방식이 사용됩니다. 릴럭턴스기의 전압 제어는 일반적인 서보 제어 방식에 해당하지 않습니다.
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44. 직류 전동기의 속도 제어법에서 정출력 제어에 속하는 것은?

  1. 계자 제어법
  2. 전기자 저항 제어법
  3. 전압 제어법
  4. 워드 레오나드 제어법
(정답률: 22%)
  • 직류 전동기의 속도 제어에서 계자 제어법은 계자 전류를 조절하여 자속을 변화시킴으로써 속도를 제어하는 방식으로, 출력은 일정하게 유지하면서 속도를 변화시키는 정출력 제어 특성을 가집니다.
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45. 4극, 60[Hz]의 유도전동기가 슬립 5[%]로 전부하 운전하고 있을 때 2차 권선의 손실이 94.25[W]라고 하면 토크는 약 몇 [N·m]인가?

  1. 1.02
  2. 2.04
  3. 10.0
  4. 20.0
(정답률: 18%)
  • 2차 권선 손실과 슬립의 관계를 통해 2차 입력(전부하 출력)을 구하고, 동기 속도를 이용하여 토크를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{P_{loss}}{s}, \quad N = \frac{120f}{p}, \quad T = 9.55 \times \frac{P}{N}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{94.25}{0.05}, \quad N = \frac{120 \times 60}{4}, \quad T = 9.55 \times \frac{1885}{1800}$
    ③ [최종 결과] $T = 10.0\ N\cdot m$
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46. 반도체 소자 중 3단자 사이리스터가 아닌 것은?

  1. SCS
  2. SCR
  3. GTO
  4. TRIAC
(정답률: 24%)
  • 사이리스터는 게이트 단자를 통해 전류 흐름을 제어하는 소자로, SCR, GTO, TRIAC 등이 대표적인 3단자 소자입니다. 반면 SCS(Silicon Controlled Switch)는 4단자 소자이므로 3단자 사이리스터가 아닙니다.
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47. 3상 권선형 유도전동기의 전부하 슬립이 4[%], 2차 1상의 저항이 0.3[Ω]이다. 이 유도전동기의 기동 토크를 전부하 토크와 같도록 하기 위해 외부에서 2차에 삽입해야 할 저항의 크기는?

  1. 2.8[Ω]
  2. 3.5[Ω]
  3. 4.8[Ω]
  4. 7.2[Ω]
(정답률: 17%)
  • 기동 토크를 전부하 토크와 같게 하려면, 기동 시의 슬립 $s'=1$일 때의 저항값이 전부하 슬립 $s$일 때의 저항비와 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{r}{s} = \frac{r + R}{s'}$
    ② [숫자 대입] $\frac{0.3}{0.04} = \frac{0.3 + R}{1}$
    ③ [최종 결과] $R = 7.2\ \Omega$
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48. 농형 유도전동기의 기동방법으로 옳지 않은 것은?

  1. Y -△ 기동
  2. 2차 저항에 의한 기동
  3. 전전압 기동
  4. 리액터 기동
(정답률: 25%)
  • 농형 유도전동기는 회전자가 구리 막대로 단락된 구조이므로 외부에서 저항을 조절할 수 없습니다. 2차 저항에 의한 기동은 회전자에 권선이 감겨 있는 권선형 유도전동기에서만 가능한 방법입니다.
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49. 어떤 단상 변압기의 2차 무부하 전압이 240[V]이고, 정격 부하시의 2차 단자 전압이 230[V]이다. 전압 변동률은 약 얼마인가?

  1. 4.35[%]
  2. 5.15[%]
  3. 6.65[%]
  4. 7.35[%]
(정답률: 24%)
  • 전압 변동률은 무부하 전압과 정격 부하 전압의 차이를 정격 부하 전압으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{V_0 - V_n}{V_n} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{240 - 230}{230} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 4.35$
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50. 정류자형 주파수 변환기를 동일한 전원에 연결된 유도 전동기의 축과 직결해서 사용하고 있다. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 농형 유동전동기의 2차 여자를 할 수 있다.
  2. 권선형 유도전동기의 속도제어 및 역률개선을 할 수 있다.
  3. 유도전동기의 속도제어범위가 동기속도 상하 10~15%정도이다.
  4. 유도전동기가 동기속도 이하에서는 2차 전력이 변압기를 통해 전원으로 반환된다.
(정답률: 18%)
  • 정류자형 주파수 변환기는 권선형 유도전동기의 2차 회로에 연결하여 속도 제어 및 역률 개선을 수행하는 장치입니다. 농형 유도전동기는 2차 회로가 단락되어 있어 외부에서 2차 여자를 할 수 있는 구조가 아닙니다.
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51. 병렬운전 중의 A, B 두 동기발전기에서 A 발전기의 여자를 B 발전기보다 강하게 하면 A 발전기는?

  1. 90°진상 전류가 흐른다.
  2. 90°지상 전류가 흐른다.
  3. 동기화 전류가 흐른다.
  4. 부하 전류가 흐른다.
(정답률: 18%)
  • 동기발전기 병렬운전 중 특정 발전기의 여자를 강하게 하면, 해당 발전기는 무효전력을 공급하게 되어 지상 전류가 흐르게 됩니다. 이때 여자 전류가 과도하면 전압이 상승하며 $90^{\circ}$ 지상 전류가 흐르는 특성을 보입니다.
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52. 직류기의 전기자 반작용의 영향이 아닌 것은?

  1. 전기적 중성축이 이동한다.
  2. 주자속이 감소한다.
  3. 정류자편 사이의 전압이 불균일하게 된다.
  4. 자기여자 현상이 생기며 국부적으로 전압이 낮아진다.
(정답률: 17%)
  • 전기자 반작용은 주자속을 왜곡시키거나 감소시켜 전기적 중성축을 이동시키고, 정류자편 사이의 전압을 불균일하게 만들어 정류 불량을 일으키는 현상입니다.

    오답 노트
    자기여자 현상이 생기며 국부적으로 전압이 낮아진다: 이는 전기자 반작용의 직접적인 영향이 아닙니다.
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53. 변압기의 전압 변동률에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 일반적으로 부하변동에 대하여 2차 단자전압의 변동이 작을수록 좋다.
  2. 전부하시와 무부하시의 2차 단자전압이 서로 다른 정도를 표사하는 것이다.
  3. 전압 변동률은 전등의 광도, 수명, 전동기의 출력 등에 영향을 미친다.
  4. 인가전압이 일정한 상태에서 무부하 2차 단자 전압에 반비례한다.
(정답률: 18%)
  • 전압 변동률은 무부하 2차 단자 전압과 전부하 2차 단자 전압의 차이를 무부하 전압에 대한 비율로 나타낸 것입니다. 따라서 인가전압이 일정할 때 무부하 2차 단자 전압이 분모에 위치하므로, 수식적으로는 무부하 2차 단자 전압에 반비례하는 관계가 성립하는 것이 맞으나, 전압 변동률의 정의와 특성상 인가전압이 일정할 때 무부하 전압이 변한다고 하여 변동률이 결정되는 것이 아니라 내부 임피던스에 의해 결정됩니다.
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54. 정격 5[kW], 100[V]의 타여자 직류전동기가 어떤 부하를 가지고 회전하고 있다. 전기자전류 20[A], 회전수 1500[rpm], 전기자저항이 0.2[Ω]이다. 발생 토크는 약 몇 [kg·m]인가?

  1. 1.00
  2. 1.15
  3. 1.25
  4. 1.35
(정답률: 17%)
  • 전동기의 발생 토크는 출력과 회전수의 관계식을 이용하며, 이때 출력은 단자전압에서 전압강하를 뺀 유기기전력과 전류의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = 0.975 \times \frac{(V - I a R_{a}) I_{a}}{N}$
    ② [숫자 대입] $T = 0.975 \times \frac{(100 - 20 \times 0.2) \times 20}{1500}$
    ③ [최종 결과] $T = 1.25\text{ kg\cdot m}$
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55. 정격전압이 6000[V], 정격출력 12000[kVA], 매상의 동기 임피던스가 3[Ω]인 3상 동기 발전기의 단락비는?

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.3
  4. 1.5
(정답률: 16%)
  • 단락비는 정격 전압과 동기 임피던스의 관계를 통해 구할 수 있으며, 기본적으로 동기 임피던스의 역수로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $K_{s} = \frac{V}{\sqrt{3} I_{n} Z_{s}}$
    ② [숫자 대입] $K_{s} = \frac{6000}{\sqrt{3} \times \frac{12000}{\sqrt{3} \times 6000} \times 3}$
    ③ [최종 결과] $K_{s} = 1.0$
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56. 정격 출력이 7.5[kW]의 3상 유도 전동기가 전부하 운전에서 2차 저항손이 300[W]이다. 슬립은 약 몇 [%]인가?

  1. 3.85
  2. 4.61
  3. 7.51
  4. 9.42
(정답률: 19%)
  • 슬립은 2차 동손과 2차 입력(출력 + 2차 동손)의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $s = \frac{P_{c}}{P_{o} + P_{c}}$
    ② [숫자 대입] $s = \frac{300}{7500 + 300}$
    ③ [최종 결과] $s = 3.85\%$
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57. 단상 변압기의 임피던스 와트를 구하기 위하여 어느 시험이 필요한가?

  1. 무부하시험
  2. 단락시험
  3. 유도시험
  4. 반환부하시험
(정답률: 17%)
  • 변압기의 임피던스 와트와 동손을 측정하기 위해서는 2차 측을 단락시킨 상태에서 시험하는 단락시험이 필요합니다.

    오답 노트
    무부하시험: 철손, 여자 어드미턴스 측정
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58. 유도 전동기의 슬립(slip) S 의 범위는?

  1. 1> S> 0
  2. 0> S> -1
  3. 2> S> 1
  4. -1> S> 1
(정답률: 26%)
  • 유도 전동기가 정상적으로 운전되기 위해서는 회전자의 속도가 동기 속도보다 약간 느려야 하며, 이때 발생하는 속도 차이의 비율인 슬립은 항상 0보다 크고 1보다 작은 범위에서 형성됩니다.
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59. 3상 6극 슬롯수 54의 동기발전기가 있다. 어떤 전기자 코일의 두 변이 제1슬롯과 제8슬롯에 들어 있다면 단절권계수는 약 얼마인가?

  1. 0.9397
  2. 0.8367
  3. 0.7306
  4. 0.6451
(정답률: 15%)
  • 단절권계수를 구하기 위해 먼저 극간격과 코일간격을 계산하여 단절각 $\beta$를 구한 뒤 사인 함수를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $K = \sin(\frac{\beta \pi}{2}), \beta = \frac{\text{코일간격}}{\text{극간격}}$
    ② [숫자 대입] $K = \sin(\frac{7}{9} \times \frac{180^\circ}{2})$
    ③ [최종 결과] $K = 0.9397$
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60. 동기 발전기의 전기자 권선법 중 분포권의 특징이 아닌 것은?

  1. 슬롯 간격은 상수에 반비례한다.
  2. 집중권에 비해 합성 유기 기전력이 크다.
  3. 집중권에 비해 기전력의 고조파가 감소한다.
  4. 집중권에 비해 권선의 리액턴스가 감소한다.
(정답률: 16%)
  • 분포권은 권선을 여러 슬롯에 나누어 배치하는 방식으로, 고조파를 제거하여 기전력의 파형을 개선하고 리액턴스를 감소시키지만, 집중권에 비해 합성 유기 기전력은 감소하는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    집중권에 비해 합성 유기 기전력이 크다: 분포권 계수 $k_d$가 1보다 작으므로 기전력은 오히려 감소합니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 인 전압을 RL 직렬회로에 가할 때 제3고조파 전류의 실효치는? (단, R = 4[Ω],wL = 1[Ω]이다.)

  1. 15[A]
  2. 15√2[A]
  3. 20[A]
  4. 20√2[A]
(정답률: 20%)
  • 전압 식 $e = 100\sqrt{2}\sin\omega t + 75\sqrt{2}\sin3\omega t + 20\sqrt{2}\sin5\omega t$에서 제3고조파 전압의 실효값은 $75\text{ V}$이며, 제3고조파 시의 유도 리액턴스는 $3\omega L$이 됩니다. 옴의 법칙을 이용하여 전류의 실효치를 구합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{\sqrt{R^2 + (3\omega L)^2}}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{75}{\sqrt{4^2 + (1 \times 3)^2}}$
    ③ [최종 결과] $I = 15\text{ A}$
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62. R = 100[Ω], L = 1[H]의 직렬회로에 직류전압 E =100[V]를 가햇을 때, t = 0.01[s]후의 전류 it[A]는 약 얼마인가?

  1. 0.362[A]
  2. 0.632[A]
  3. 3.62[A]
  4. 6.32[A]
(정답률: 22%)
  • RL 직렬회로에 직류전압을 가했을 때, 시간에 따른 전류의 변화를 나타내는 과도현상 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $i = \frac{E}{R}(1 - e^{-\frac{R}{L}t})$
    ② [숫자 대입] $i = \frac{100}{100}(1 - e^{-\frac{100}{1} \times 0.01})$
    ③ [최종 결과] $i = 0.632\text{ A}$
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63. 60[Hz], 120[V] 정격인 단상유도 전동기의 출력은 3[HP]이고 효율은 90[%]이며 역률은 80[%]이다. 역률을 100[%]로 개선하기 위한 병렬 콘덴서의 용량은 약 몇[VA]인가? (단, 1[HP] = 746[W]이다.)

  1. 1865[VA]
  2. 2252[VA]
  3. 2667[VA]
  4. 3156[VA]
(정답률: 13%)
  • 역률 개선을 위한 콘덴서 용량은 부하의 유효전력과 역률의 변화량을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q_C = \frac{P}{\cos\theta_1} \times \tan\theta_1$
    ② [숫자 대입] $Q_C = \frac{746 \times 3}{0.9} \times \frac{0.6}{0.8}$
    ③ [최종 결과] $Q_C = 1865\text{ VA}$
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64. ejwt의 라플라스 변환은?

  1. 1/s-jw
  2. 1/s+jw
  3. 1/s2+w2
  4. w/s2+w2
(정답률: 21%)
  • 지수함수 $e^{at}$의 라플라스 변환은 $\frac{1}{s-a}$입니다. 여기서 $a = j\omega$이므로 $\frac{1}{s-j\omega}$가 됩니다.
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65. 다음과 같이 1개의 콘덴서와 2개의 코일이 직렬로 접속 된 회로에 300[Hz]의 주파수가 공진한다고 한다. C = 30[㎌], L1= L2= 4[mH]이면 상호인덕턴스 M 값은 약 몇 [mH]인가? (단, 코일은 동일 축 상에 같은 방향으로 감겨져 있다.)

  1. 2.8[mH]
  2. 1.4[mH]
  3. 0.7[mH]
  4. 0.4[mH]
(정답률: 12%)
  • 공진 시 유도 리액턴스와 용량 리액턴스는 동일하며, 가동접속된 두 코일의 합성 인덕턴스는 $L_1 + L_2 + 2M$입니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{1}{(2\pi f)^2 C}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{1}{(2\pi \times 300)^2 \times 30 \times 10^{-6}} = 9.38$
    ③ [최종 결과] $M = \frac{9.38 - 4 - 4}{2} = 0.69 \approx 0.7\text{ mH}$
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66. 4단자 정수 A, B, C, D 중에서 어드미턴스 차원을 가진 정수는?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 26%)
  • 4단자 정수에서 $A$와 $D$는 무차원, $B$는 임피던스 차원, $C$는 어드미턴스 차원을 가집니다.
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67. 다음 회로를 테브낭(Thevenin)의 등가회로로 변환 할 때 테브낭의 등가저항 RT[Ω]와 등가전압 VT[V]는?

  2. RT=8, VT=12
  3. RT=8, VT=16
(정답률: 16%)
  • 테브낭 등가회로를 구하기 위해 출력단 $a, b$에서 바라본 등가저항과 개방 전압을 계산합니다.
    등가저항 $R_T$는 전류원을 개방했을 때 $a, b$ 단자 사이의 저항이므로 $8\Omega$만 남게 됩니다.
    등가전압 $V_T$는 $a, b$ 단자가 개방되었을 때 $8\Omega$ 저항에 걸리는 전압입니다.
    ① [기본 공식] $V_T = I \times R$
    ② [숫자 대입] $V_T = 2 \times 8$
    ③ [최종 결과] $R_T = 8\Omega, V_T = 16\text{V}$
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68. 정격전압에서 1[kW]의 전력을 소비하는 저항에 정격의 80[%]의 전압을 가할 때의 전력은?

  1. 320[W]
  2. 540[W]
  3. 640[W]
  4. 860[W]
(정답률: 24%)
  • 전력은 전압의 제곱에 비례합니다. 전압이 $80\%$($0.8$배)로 감소하면 전력은 $0.8^2$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_2 = P_1 \times (\frac{V_2}{V_1})^2$
    ② [숫자 대입] $P_2 = 1000 \times (0.8)^2$
    ③ [최종 결과] $P_2 = 640\text{ W}$
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69. 피상전력이 22[kVA]인 부하의 역률이 0.8이라면 무효 전력[Var]은?

  1. 18600[Var]
  2. 16600[Var]
  3. 15200[Var]
  4. 13200[Var]
(정답률: 23%)
  • 피상전력과 역률이 주어졌을 때, 무효전력은 피상전력에 역률의 보각인 $\sin\theta$를 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = S \times \sqrt{1 - \cos^{2}\theta}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = 22000 \times \sqrt{1 - 0.8^{2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 13200$$
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70. 내부 임피던스가 0.3 + j2[Ω]인 발전기에 임피던스가 1.7 + j3[Ω]인 선로를 연결하여 전력을 공급한다. 부하 임피던스가 몇 [Ω]일 때 최대전력이 전달되겠는가?

  1. 2[Ω]
  2. √29[Ω]
  3. 2-j5[Ω]
  4. 2+j5[Ω]
(정답률: 21%)
  • 최대전력 전달 조건은 부하 임피던스가 전원 측 전체 임피던스의 켤레 복소수(Complex Conjugate)가 될 때입니다. 전원 임피던스와 선로 임피던스의 합을 먼저 구한 뒤 켤레 복소수를 취합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z_{L} = (Z_{g} + Z_{line})^{*}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z_{L} = ((0.3 + j2) + (1.7 + j3))^{*} = (2 + j5)^{*}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Z_{L} = 2 - j5$$
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71. 다음의 논리 회로를 간단히 하면?

  1. X=AB
(정답률: 19%)
  • 회로의 논리식을 단계별로 분석하면, 첫 번째 NOR 게이트의 출력은 $\overline{A+B}$이고, 이것이 다시 $B$와 함께 NOR 게이트를 통과하므로 최종 출력 $X$는 $\overline{\overline{A+B} + B}$가 됩니다.
    드모르간의 법칙을 적용하여 정리하면 다음과 같습니다.
    $$X = (A+B) \cdot \overline{B} = A\overline{B} + B\overline{B} = A\overline{B}$$
    따라서 정답은 입니다.
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72. 다음 중 f(t)=e-at의 Z-변환은?

(정답률: 16%)
  • 지수함수 $f(t) = e^{-at}$의 Z-변환 공식에 의해, 시간 영역의 지수함수는 Z-영역에서 다음과 같은 분수 형태로 변환됩니다.
    $$\frac{z}{z - e^{-a}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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73. 의 나이퀴스트 선도를 도시한 것은? (단, K>0 이다.)

(정답률: 20%)
  • 주어진 전달함수 $G(j\omega) = \frac{K}{j\omega(j\omega+1)}$의 주파수 응답을 분석합니다.
    1. $\omega \to 0$ 일 때: $\frac{K}{j\omega}$ 형태가 되어 크기는 $\infty$, 위상은 $-90^\circ$에서 시작합니다.
    2. $\omega \to \infty$ 일 때: $\frac{K}{(j\omega)^2}$ 형태가 되어 크기는 $0$, 위상은 $-180^\circ$로 수렴합니다.
    따라서 위상이 $-90^\circ$에서 시작하여 $-180^\circ$로 끝나는 궤적을 가진 가 정답입니다.
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74. 특성방정식이 인 경우, S2+2S2+2S+40=0인 경우, 양의 실수부를 갖는 근은 몇 개인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 18%)
  • 루스-허위츠(Routh-Hurwitz) 판별법을 사용하여 우반평면(양의 실수부)에 존재하는 근의 개수를 찾습니다.
    특성방정식 $s^3+2s^2+2s+40=0$ (문제의 $S^2$ 오타 수정)의 루스 표를 작성하면 다음과 같습니다.
    $$s^3 : 1, 2$$
    $$s^2 : 2, 40$$
    $$s^1 : \frac{(2 \times 2) - (1 \times 40)}{2} = -18$$
    $$s^0 : 40$$
    루스 표의 1열 부호 변화는 $+ \rightarrow + \rightarrow - \rightarrow +$로 총 2번 발생합니다. 부호 변화 횟수는 양의 실수부를 갖는 근의 개수와 같으므로 정답은 2개입니다.
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75. 그림과 같은 신호흐름 선도에서 전달함수 C(s)/R(s)는?

(정답률: 14%)
  • 신호흐름 선도에서 전달함수는 메이슨의 이득 공식(Mason's Gain Formula)을 사용하여 구합니다.
    전체 경로 이득은 $\frac{1}{s+a} \times \frac{1}{s} \times K \times 1 = \frac{K}{s(s+a)}$이며, 루프 이득은 $\frac{1}{s} \times K \times (-0.1) = -0.1\frac{K}{s}$ 입니다.
    전달함수 공식에 대입하면 다음과 같습니다.
    $$\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{\frac{K}{s(s+a)}}{1 - (-0.1\frac{K}{s})} = \frac{\frac{K}{s(s+a)}}{\frac{s+0.1K}{s}} = \frac{K}{(s+a)(s+0.1K)}$$
    제시된 정답 이미지 의 수식 형태와 일치함을 확인할 수 있습니다.
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76. 다음 중 일 때 근 궤적의 수는?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 22%)
  • 근궤적의 수는 개루프 전달함수 $G(s)H(s)$의 극점(Pole)의 개수와 동일합니다.
    주어진 식 $\frac{K(s+2)}{s(s+1)(s+3)}$에서 분모를 0으로 만드는 $s$ 값은 $s=0, -1, -3$으로 총 3개입니다.
    따라서 근궤적의 수는 3입니다.
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77. 상태방정식 이라면 이라면 A의 고유값은?

  1. 1, -8
  2. 1, -5
  3. 2, -8
  4. 2, -5
(정답률: 18%)
  • 행렬 $A$의 고유값은 특성방정식 $\det(A - \lambda I) = 0$을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\det \begin{bmatrix} -6-\lambda & 7 \\ 2 & -1-\lambda \end{bmatrix} = 0$
    ② [숫자 대입] $(-6-\lambda)(-1-\lambda) - (7 \times 2) = \lambda^2 + 7\lambda + 6 - 14 = \lambda^2 + 7\lambda - 8 = 0$
    ③ [최종 결과] $(\lambda - 1)(\lambda + 8) = 0 \rightarrow \lambda = 1, -8$
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78. 그림과 같은 블록 선도로 표시되는 계는 무슨 형인가?

  1. 0형
  2. 1형
  3. 2형
  4. 3형
(정답률: 15%)
  • 계의 형(Type)은 개루프 전달함수 $G(s)H(s)$의 원점에서의 극점(분모의 $s$ 항)의 개수로 결정합니다.
    주어진 블록 선도에서 개루프 전달함수는 다음과 같습니다.
    $$G(s)H(s) = \frac{s+1}{s^2(s+3)} \times \frac{s}{s+2} = \frac{s+1}{s(s+3)(s+2)}$$
    분모에 단독 $s$ 항이 1개 존재하므로 이 계는 1형입니다.
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79. 다음 중 어떤 계통의 피라미터가 변할 때 생기는 특성방정식의 근의 움직임으로 시스템의 안정도를 판별 하는 방법은?

  1. 보드 선도법
  2. 나이퀴스트 판별법
  3. 근 궤적법
  4. 루드-후르비쯔 판별법
(정답률: 18%)
  • 근 궤적법은 시스템의 파라미터 변화에 따라 특성방정식의 근(Pole)이 복소평면상에서 어떻게 이동하는지를 그려서 시스템의 안정도를 판별하는 방법입니다.
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80. 그림과 같은 벡터 궤적을 갖는 계의 주파수 전달함수는?

  1. 1/jw+1
  2. 1/j2w+1
  3. jw+1/j2w+1
  4. j2w+1/jw+1
(정답률: 14%)
  • 제시된 벡터 궤적 $\langle\text{img src='https://cbtbank.kr/images/ni/ni20100307/ni20100307m80.gif'}\rangle$을 분석하면, $\omega=0$일 때 값은 $1$이고 $\omega=\infty$일 때 값은 $2$이며, 궤적이 반원 형태를 그리므로 분모의 시정수가 분자의 시정수보다 큰 1차 진상 필터 형태의 전달함수입니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 금속 덕트 공사에 의한 저압 옥내배선 공사 중 적합하지 않은 것은?

  1. 금속 덕트에 넣은 전선의 단면적의 합계가 덕트의 내부 단면적의 20[%] 이하가 되게 하여야 한다.
  2. 덕트 상호간은 견고하고 전기적으로 완전하게 접속 하여야 한다.
  3. 덕트를 조영재에 붙이는 경우에는 덕트의 지지점간 거리를 8[m] 이하로 하여야 한다.
  4. 저압 옥내배선의 사용전압이 400[V] 미만인 경우 덕트에 제3종 접지공사를 하여야 한다.
(정답률: 22%)
  • 금속 덕트 공사 시 덕트를 조영재에 붙여 시설하는 경우, 지지점 간의 거리는 $3\text{m}$이하로 하여 견고하게 고정해야 합니다.
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82. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 지선의 시설기준에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 지선의 안전율은 2.5 이상일 것
  2. 소선 4조 이상의 연선일 것
  3. 지중 부분 및 지표상 100[cm]까지의 부분은 철봉을 사용할 것
  4. 도로를 횡단하여 시설하는 지선의 높이는 지표상 4.5[m] 이상으로 할 것
(정답률: 23%)
  • 가공 전선로 지선의 시설기준에 따라 지선의 안전율은 $2.5$이상으로 유지하여 충분한 기계적 강도를 확보해야 합니다.

    오답 노트
    소선 4조 이상 $\rightarrow$ 3조 이상의 연선일 것
    지표상 100cm $\rightarrow$ 지표상 60cm까지의 부분은 철봉 사용
    지표상 4.5m $\rightarrow$ 지표상 5m 이상으로 할 것
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83. 쇼윈도내의 배선에 사용전압 400[V] 미만에 사용하는 캡타이어 케이블의 단면적은 최소 몇 [mm2]인가?

  1. 1.25
  2. 1.0
  3. 0.75
  4. 0.5
(정답률: 24%)
  • 쇼윈도 내의 배선에 사용전압 $400\text{V}$ 미만의 캡타이어 케이블을 사용할 경우, 최소 단면적은 $0.75\text{mm}^2$이상이어야 합니다.
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84. 가공전선로에 사용되는 특고압 전선용의 애자장치에 대한 갑종풍압하중은 그 구성재의 수직투명면적 1m2에 대한 풍압으로 몇 Pa를 기초로 계산하여야 하는가?

  1. 588
  2. 745
  3. 660
  4. 1039
(정답률: 17%)
  • 가공전선로의 애자장치에 적용되는 갑종풍압하중은 규정에 따라 수직투영면적 $1\text{m}^2$당 $1039\text{Pa}$를 기초로 계산합니다.
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85. 사용 전압이 154kV인 가공 송전선의 시설에서 전선과 식물과의 이격거리는 일반적인 경우에 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 2.8
  2. 3.2
  3. 3.6
  4. 4.2
(정답률: 20%)
  • 가공 송전선에서 전선과 식물 사이의 이격거리는 $60\text{kV}$를 초과하는 경우, 기본 $2\text{m}$에 $60\text{kV}$를 초과하는 $10\text{kV}$ 또는 그 단수마다 $0.12\text{m}$를 더하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = 2 + 0.12 \times \frac{V - 60}{10}$
    ② [숫자 대입] $L = 2 + 0.12 \times \frac{154 - 60}{10}$
    ③ [최종 결과] $L = 3.2$
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86. 백열전등 또는 방전등 및 이에 부속하는 전선은 사람이 접촉할 우려가 없는 경우 대지 전압은 최대 몇[V]인가?

  1. 100V
  2. 150V
  3. 300V
  4. 450V
(정답률: 26%)
  • 백열전등, 방전등 및 그 부속 전선이 사람이 접촉할 우려가 없는 장소에 시설될 경우, 허용되는 최대 대지 전압은 $300\text{V}$입니다.
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87. 합성수지관공사에 의한 저압 옥내배선에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 합성수지관 안에 전선의 접속점이 있어도 된다.
  2. 전선은 반드시 옥외용 비닐절연전선을 사용한다.
  3. 기계적 충격을 받을 우려가 없도록 시설하여야 한다.
  4. 관의 지지점간의 거리는 3m 이하로 한다.
(정답률: 24%)
  • 합성수지관공사는 관의 재질 특성상 외부 충격에 취약하므로, 기계적 충격을 받을 우려가 없도록 시설하는 것이 기본 원칙입니다.

    오답 노트
    합성수지관 안에 전선의 접속점이 있어도 된다: 관 내부에서 전선을 접속해서는 안 됨
    전선은 반드시 옥외용 비닐절연전선을 사용한다: 옥내배선 규격에 맞는 전선을 사용해야 함
    관의 지지점간의 거리는 3m 이하로 한다: 지지점 간 거리는 1.5m 이하로 시설해야 함
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88. 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선과 고압 가공 전선 사이의 이격거리는 몇 [cm] 이상이어야 하는가?

  1. 120
  2. 100
  3. 75
  4. 60
(정답률: 19%)
  • 가공전선로 지지물에 시설하는 통신선과 고압 가공 전선 사이의 안전 이격거리를 묻는 문제입니다. 규정된 최소 이격거리는 $60\text{cm}$이상입니다.
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89. 일정 용량 이상의 조상기에는 그 내부에 고장이 생긴 경우에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 하여야 하는데 그 용량은 몇 [kVA] 이상인가?

  1. 15000
  2. 20000
  3. 35000
  4. 40000
(정답률: 26%)
  • 조상기의 내부 고장 시 전로로부터 자동 차단 장치를 설치해야 하는 기준 용량을 묻는 문제입니다. 관련 규정에 따라 그 용량은 $15000\text{kVA}$이상일 때 설치해야 합니다.
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90. 154kV 가공전선로를 제1종 특고압보안공사에 의하여 시설하는 경우 사용 전선은 인장강도 58.84kN 이상의 연선 또는 단면적 몇 [mm2]의 경동연선이어야 하는가?

  1. 38
  2. 55
  3. 100
  4. 150
(정답률: 15%)
  • 제1종 특고압보안공사 기준에 따라 154kV 가공전선로에 사용하는 경동연선의 최소 단면적 규정을 묻는 문제입니다. 해당 기준에 따라 단면적은 $150\text{mm}^2$이상이어야 합니다.
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91. 빙설이 많은 지방의 특고압 가공 전선 주위에 부착되는 빙설의 두께 [mm]와 비중은?

  1. 6[mm], 0.9
  2. 6[mm], 1.0
  3. 8[mm], 0.9
  4. 8[mm], 1.0
(정답률: 16%)
  • 특고압 가공 전선로의 설계 시 빙설 하중을 고려하기 위한 기준 수치입니다. 규정에 따라 빙설의 두께는 $6\text{mm}$, 비중은 $0.9$를 적용합니다.
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92. 시가지에 시설하는 통신선을 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하고자 하는 경우 통신선은?

  1. 2.6mm 이상의 절연전선
  2. 4mm 이상의 절연전선
  3. 5mm 이상의 절연전선
  4. 5.5mm 이상의 절연전선
(정답률: 16%)
  • 시가지에서 특고압 가공전선로의 지지물에 통신선을 시설하는 경우, 안전을 위해 4 $\text{mm}$이상의 절연전선을 사용해야 합니다.
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93. 터널내에 3300V 전선로를 케이블공사로 시행하려고 한다. 케이블을 조영재의 옆면 또는 아래면에 따라 붙일 경우에 케이블의 지지점간의 거리는 몇 [m]이하로 하여야 하는가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 15%)
  • 터널 내에서 케이블을 조영재의 옆면 또는 아래면에 따라 붙여 시설할 때, 케이블의 지지점 간 거리는 2 $\text{m}$이하로 유지해야 합니다.
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94. 특고압 계기용변성기의 2차측 전로의 접지공사는?

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 17%)
  • 특고압 계기용 변성기의 2차측 전로는 감전 사고 방지를 위해 제1종 접지공사를 시행해야 합니다.


    오답 노트
    고압 계기용 변성기는 제3종 접지공사를 적용합니다.
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95. 전식 방지를 위한 귀선의 시설 방법에 해당되지 않는 것은?

  1. 귀선은 부극성으로 할 것
  2. 이음매 하나의 저항은 그 레일의 길이 5[m]의 저항에 상당하는 값 이하인 것
  3. 특수한 곳을 제외하고 귀선용 레일은 길이 30[[m] 이상일 것
  4. 용접용 본드는 단면적 22[mm2] 이상, 길리 60[cm] 이상의 연동 연선일 것
(정답률: 12%)
  • 전식 방지를 위한 귀선의 시설 기준 중 용접용 본드의 규격이 잘못되었습니다.

    오답 노트
    용접용 본드는 단면적 $35\text{mm}^2$이상, 길이 $60\text{cm}$이상의 연동 연선을 사용해야 합니다.
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96. 특고압 가공전선로의 지지물로 사용하는 목주의 풍압하중에 대한 안전율은 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 1.2 이상
  2. 1.5 이상
  3. 2.0 이상
  4. 2.5 이상
(정답률: 15%)
  • 특고압 가공전선로의 지지물로 사용하는 목주의 경우, 풍압하중에 견디기 위한 안전율은 1.5 이상으로 규정되어 있습니다.
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97. 변압기에 의하여 특고압전로에 결합되는 고압전로에는 사용전압의 3배 이하의 전압이 가하여진 경우에 방전하는 피뢰기를 어느 곳에 시설할 때, 방전장치를 생략할 수 있는가?

  1. 변압기의 단자
  2. 변압기 단자의 1극
  3. 고압전로의 모선의 각상
  4. 특고압 전로의 1극
(정답률: 21%)
  • 변압기에 의해 특고압 전로에 결합되는 고압 전로에서, 사용전압의 3배 이하의 전압이 가해진 경우 방전하는 피뢰기를 고압전로의 모선의 각상에 시설하면 방전장치를 생략할 수 있습니다.
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98. 사용전압이 20kV인 변전소에 울타리·담 등을 시설하고자 할 때 울타리·담 등의 높이는 몇 [m] 이상이어야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 5
  4. 6
(정답률: 15%)
  • 사용전압이 $20\text{kV}$인 변전소의 울타리 또는 담의 높이는 지면으로부터 $2\text{m}$이상으로 시설해야 합니다.
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99. 특고압 전로와 고압 전로를 결합하는 변압기에 설치하는 방전장치의 접지저항은 몇 [Ω]이하로 유지하여야 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 10
(정답률: 17%)
  • 전기설비기술기준에 따라 특고압 전로와 고압 전로를 결합하는 변압기에 설치하는 방전장치의 접지저항은 $10\Omega$이하로 유지해야 합니다.
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100. 발전기, 전동기, 조상기, 기타 회전기(회전 변류기 제외)의 절연 내력 시험시 전압은 어느 곳에 가하면 되는가?

  1. 권선과 대지사이
  2. 외함부분과 전선사이
  3. 외함부분과 대지사이
  4. 회전자와 고정자사이
(정답률: 23%)
  • 발전기, 전동기 등 회전기의 절연 내력 시험은 전기적 절연 상태를 확인하기 위해 권선과 대지 사이에 전압을 가하여 측정합니다.
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