전기공사기사 필기 기출문제복원 (2013-03-10)

전기공사기사 2013-03-10 필기 기출문제 해설

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전기공사기사
(2013-03-10 기출문제)

목록

1과목: 전기응용 및 공사재료

1. 지름 40[㎝]의 완전 확상성 구형 글로브의 중심에 모든 방향의 광도가 균일하게 되도록 120[cd]의 전구를 넣고, 탁상 2[m]의 높이에서 점등하였다. 이 전등 아래의 탁상면 조도[lx]는? (단, 글로브 내면의 반사율은 40[%], 투과율은 50[%]이다.)

  1. 25
  2. 30
  3. 35
  4. 40
(정답률: 53%)
  • 글로브의 반사율과 투과율을 고려한 효율을 먼저 구한 뒤, 거리 역제곱 법칙을 이용하여 탁상면의 조도를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{효율} = \frac{\tau}{1-\rho}$$
    $$E = \frac{I}{r^2} \times \text{효율}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{효율} = \frac{0.5}{1-0.4}$$
    $$E = \frac{120}{2^2} \times 0.833$$
    ③ [최종 결과]
    $$E = 25$$
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2. 선정 주파수에 따라 선택가열이 가능한 가열 방식은?

  1. 저항 가열
  2. 아크 가열
  3. 유도 가열
  4. 유전 가열
(정답률: 60%)
  • 가열 방식에 따른 주파수 특성을 구분하는 문제입니다. 유도 가열은 주로 상용 주파수를 사용하며, 유전 가열은 선정 주파수를 사용하여 선택적으로 가열이 가능합니다.
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3. 열차저항에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 주행저항은 차륜의 구름마찰, 베어링 부분의 기계적 마찰, 공기저항 등이다.
  2. 열차가 곡선구간을 달리면 곡선의 반지름에 비례하여 받는 저항을 곡선저항이라 한다.
  3. 경사궤도를 운전시 중력에 의해 발생하는 저항을 구배저항이라 한다.
  4. 열차 가속시 발생하는 저항을 가속저항이라 한다.
(정답률: 77%)
  • 곡선저항은 원심력으로 인해 바퀴와 레일 사이의 마찰이 증가하여 발생하며, 곡선 반지름이 작을수록(급곡선일수록) 저항이 커지므로 곡선 반지름에 반비례합니다.
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4. 전기차량의 구동용 주전동기의 특성을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 직류 직권 전동기의 회전수는 단자전압에 비례하고 부하전류에 반비례한다.
  2. 직류 직권 전동기의 토크는 전류의 2승에 비례한다.
  3. 유도 전동기는 VVVF 인버터 장치가 필요하다.
  4. 유도 전동기 2차 전류는 자속과 슬립 주파수에 반비례한다.
(정답률: 64%)
  • 유도 전동기의 2차 전류는 자속과 슬립 주파수에 비례하여 증가하는 특성을 가집니다.

    오답 노트

    직류 직권 전동기의 회전수: 단자전압에 비례, 부하전류(자속)에 반비례함
    직류 직권 전동기의 토크: 전류의 2승에 비례함
    유도 전동기: 속도 및 주파수 제어를 위해 VVVF 인버터가 필수적임
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5. 투명의 네온관등에 등적색의 광색을 내기 위해 사용하는 봉입가스는?

  1. 아르곤과 수은
  2. 네온
  3. 아르곤
  4. 헬륨
(정답률: 71%)
  • 네온관등에서 투명한 유리관을 사용하고 내부에 네온 가스를 봉입하면 특유의 적색 광색이 나타납니다.

    오답 노트

    아르곤과 수은: 청색
    아르곤: 황록색
    헬륨: 백색
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6. 전기철도에서 귀선의 누설전류에 의해 전식이 일어나는 곳은?

  1. 궤도에서 전류가 유출하는 곳
  2. 지중관로로 전류가 유입하는 곳
  3. 지중관로에서 전류가 유출하는 곳
  4. 궤도로 전류가 유입하는 곳
(정답률: 81%)
  • 전식은 누설 전류가 금속체에서 대지로 유출되는 지점에서 전기화학적 반응에 의해 금속이 부식되는 현상입니다. 따라서 지중관로에서 전류가 유출하는 곳에서 발생합니다.
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7. 아크 전류 200[A], 전극간 전압 20[V]일 때 발열량[Kcal]은? (문제 오류로 실제 시험에서는 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 3456
  2. 3890
  3. 4116
  4. 4345
(정답률: 81%)
  • 전력에 의한 발열량 계산 문제입니다. 전력 $P = V \times I$이며, $1\text{kW}$가 1시간 동안 발열하는 양은 $860\text{kcal}$ (또는 $0.24\text{kcal/s}$)임을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $Q = 0.24 \times \frac{V \times I}{1000} \times t$
    ② [숫자 대입] $Q = 0.24 \times \frac{20 \times 200}{1000} \times 3600$
    ③ [최종 결과] $Q = 3456$
    단, 문제에서 시간 조건이 누락되어 실제 시험에서는 모두 정답 처리되었으나, 1시간 기준 계산 시 3456 $\text{kcal}$가 도출됩니다.
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8. 다음 중 사이리스터의 응용에 대한 설명이 잘못된 것은?

  1. AC-DC 변환이 가능하다.
  2. 위상제어에 의해 AC 전력 제어가 된다.
  3. AC 전원에서 가변주파수 AC 변환이 가능하다.
  4. DC 전력의 증폭인 컨버터가 가능하다.
(정답률: 85%)
  • 사이리스터는 AC-DC 변환, 위상제어를 통한 AC 전력 제어, 가변주파수 AC 변환 등에 사용됩니다. 하지만 DC 전력의 증폭 및 변환(DC-DC 컨버터)은 사이리스터가 아닌 쵸퍼(Chopper)의 역할입니다.
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9. 전지의 자기방전이 일어나는 국부작용의 방지대책이 아닌 것은?

  1. 고순도의 전극재료를 사용한다.
  2. 전해액에 불순물 혼입을 억제시킨다.
  3. 순환전류를 발생시킨다.
  4. 전극에 수은도금(아말감)을 한다.
(정답률: 85%)
  • 국부작용은 전극 내의 불순물과 전극 재료가 국부 전지를 형성하여 단락전류가 흐름으로써 자기방전이 발생하는 현상입니다. 이를 방지하기 위해서는 고순도의 전극재료 사용, 전해액 내 불순물 억제, 전극의 수은도금(아말감) 처리가 필요합니다.

    오답 노트

    순환전류를 발생시킨다: 국부작용을 방지하는 대책이 아니며, 오히려 전류 흐름을 유발하여 방전에 영향을 줄 수 있습니다.
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10. 직류 직권 전동기는 어느 부하에 적당한가?

  1. 변출력 부하
  2. 정속도 부하
  3. 정출력 부하
  4. 정토크 부하
(정답률: 70%)
  • 직류 전동기의 특성에 따른 부하 적합성을 묻는 문제입니다. 직류 직권 전동기는 토크가 전류의 제곱에 비례하여 기동 토크가 매우 크기 때문에 정출력 부하에 가장 적합합니다.

    오답 노트

    정속도 부하: 직류 분권 전동기에 적합함
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11. 고온에서 내유성이 가장 강한 절연테이프는?

  1. 면 테이프
  2. 염화비닐 테이프
  3. 고무 테이프
  4. 리노 테이프
(정답률: 84%)
  • 리노 테이프는 면 바이어스 테이프에 와니스를 여러 번 발라 건조시킨 것으로, 접착성은 없으나 절연성, 내온성, 내유성이 매우 뛰어나 고온 및 기름기가 있는 환경에 적합합니다.
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12. 배관공사, 금속 덕트, 케이블 랙 등을 사용한 간선방식에서 전선을 당기기 위해 배관거리 몇 [m]를 넘는 직선거리 마다 풀 박스를 사용하는가?(2021년 변경된 KEC 규정 적용)

  1. 15[m]
  2. 20[m]
  3. 25[m]
  4. 30[m]
(정답률: 52%)
  • KEC 규정 개정에 따라 배관공사, 금속 덕트, 케이블 랙 등을 사용한 간선방식에서 전선을 당기기 위해 설치하는 풀 박스의 직선거리 기준은 $25\text{m}$입니다.
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13. 상향 광속과 하향 광속이 거의 동일하므로 하향 광속으로 직접 작업면에 직사시키고 상향 광속이 반사광으로 작업면의 조도를 증가시키는 조명기구는?

  1. 반직접 조명기구
  2. 간접 조명기구
  3. 전반확산 조명기구
  4. 직접 조명기구
(정답률: 81%)
  • 상향 광속과 하향 광속이 거의 동일하여, 하향 광속은 직접 작업면에 쏘고 상향 광속은 반사광으로 조도를 높이는 방식은 전반확산 조명기구입니다.

    오답 노트

    반직접 조명기구: 빛의 60~90%가 아래로 향함
    간접 조명기구: 상향 광속이 90~100%를 차지함
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14. 경질 자기제 상하에 연결금구를 시멘트로 접착시켜 만든 것으로 전압에 따라 필요한 개수 만큼 연결해서 사용하는 애자는?

  1. 핀 애자
  2. 내무 애자
  3. 현수 애자
  4. 장간 애자
(정답률: 81%)
  • 경질 자기제 상하에 연결금구를 시멘트로 접착시켜 전압에 따라 필요한 개수만큼 연결하여 사용하는 애자는 현수 애자입니다.

    오답 노트

    핀 애자: 33kV 이하 전선로의 직선 부분 지지
    내무 애자: 해안이나 공장 등 절연내력이 저하되는 곳에 사용
    장간 애자: 표면 누설길이가 길고 경년열화가 적은 곳에 사용
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15. 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: 89%)
  • 접지 저감재는 접지 저항을 낮추기 위해 사용하는 재료이므로, 전기가 잘 통하는 양도체여야 합니다. 따라서 전기적인 부도체일 것이라는 설명은 잘못된 것입니다.
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16. 저압에서만 사용되는 케이블은?

  1. 알루미늄피 케이블
  2. 가교 폴리에틸렌 절연 비닐시스 케이블
  3. 콤바인덕트(CD) 케이블
  4. EP고무절연 클로로프렌시스 케이블
(정답률: 42%)
  • 케이블의 사용 전압 범위를 구분하는 문제입니다. EP고무절연 클로로프렌시스 케이블은 저압 전용 케이블입니다.

    오답 노트

    알루미늄피 케이블, 가교 폴리에틸렌 절연 비닐시스 케이블, 콤바인덕트(CD) 케이블: 고압 및 특고압에서도 사용 가능
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17. 기계기구의 단자와 전선의 접속에 사용되는 재료는?

  1. 터미널러그
  2. 슬리브
  3. 와이어커넥터
  4. T형 커넥터
(정답률: 65%)
  • 전선 접속 재료의 용도를 구분하는 문제입니다. 터미널러그는 기계 기구의 단자와 전선을 접속할 때 사용합니다.

    오답 노트

    슬리브: 연선 접속용
    와이어커넥터: 전선과 전선 연결용
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18. 가공전선로의 지지물 중 가공배전선로에 주로 사용되는 지지물은 어떤 것인가?

  1. 철근콘크리트주
  2. 배전용 강관주
  3. 철주
  4. 철탑
(정답률: 83%)
  • 전력 계통의 용도에 따른 지지물 구분 문제입니다. 배전선로에는 주로 철근콘크리트주를 사용하며, 송전선로에는 철탑을 사용합니다.
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19. 금속관 배선에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 교류회로에서 단상3선식과 3상3선식인 경우 동일관내에 2선을 넣는 것을 원칙으로 한다.
  2. 교류회로에서 전선을 병렬로 사용하는 경우 관내에 전자적 불평형이 생기지 않도록 한다.
  3. 굵기가 다른 전선을 동일관내에 넣는 경우 전선의 피복 절연물을 포함한 단면적의 총 합계가 관내 단면적의 32% 이하가 되도록 한다.
  4. 관의 굴곡이 적고 동일 굵기의 전선(10[mm2])을 동일관내에 넣는 경우 전선의 피복절연물을 포함한 단면적의 총 합계가 관내 단면적의 48% 이하가 되도록 한다.
(정답률: 80%)
  • 금속관 배선 시 전선 수용 원칙에 관한 문제입니다. 교류회로의 경우 1회로의 전선 전부를 동일 관내에 넣는 것이 원칙이므로, 단상 3선식과 3상 3선식은 3선을 넣어야 합니다.
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20. 다음 중 단로기의 구조에서 관계가 없는 것은?

  1. 플레이트
  2. 리클로저
  3. 베이스
  4. 핀치
(정답률: 89%)
  • 단로기는 회로를 확실히 분리하기 위한 기구로 플레이트, 베이스, 핀치 등의 구조로 이루어져 있습니다. 반면 리클로저는 배전선로에서 사고 발생 시 자동으로 재폐로 동작을 수행하는 보호 장치이므로 단로기의 구조와는 관계가 없습니다.
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2과목: 전력공학

21. 연가를 해도 효과가 없는 것은?

  1. 직렬공진의 방지
  2. 통신선의 유도장해 감소
  3. 대지정전용량의 감소
  4. 선로정수의 평형
(정답률: 23%)
  • 연가는 전선들을 꼬아 배치하여 선로정수를 평형하게 만들고 유도장해를 줄이는 방법입니다. 하지만 전선과 대지 사이의 거리나 구조가 근본적으로 변하는 것이 아니므로 대지정전용량을 감소시키는 효과는 없습니다.
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22. 단락 보호용 계전기의 범주에 가장 적합한 것은?

  1. 한시 계전기
  2. 탈조 보호 계전기
  3. 과전류 계전기
  4. 주파수 계전기
(정답률: 28%)
  • 단락 사고 시에는 매우 큰 고장 전류가 흐르므로, 이를 감지하여 차단기를 동작시키는 과전류 계전기가 가장 적합합니다.
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23. 현수애자 4개를 1련으로 한 66[kV] 송전선로가 있다. 현수애자 1개의 절연저항이 2000[MΩ]이라면, 표준경간을 200[m]로 할 때 1[km]당의 누설 컨덕턴스[℧]는?

  1. 0.63×10-9
  2. 0.93×10-9
  3. 1.23×10-9
  4. 1.53×10-9
(정답률: 15%)
  • 전체 절연저항의 역수가 누설 컨덕턴스가 되며, 1km당 누설 컨덕턴스는 경간 수(1km / 표준경간)를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{1}{R \times n} \times \frac{1000}{L}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{1}{2000 \times 10^{6} \times 4} \times \frac{1000}{200}$
    ③ [최종 결과] $G = 0.63 \times 10^{-9}$
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24. 배전선로에서 사고범위의 확대를 방지하기 위한 대책으로 적당하지 않은 것은?

  1. 배전계통의 루프화
  2. 선택접지계전방식 채택
  3. 구분개폐기 설치
  4. 선로용 콘덴서 설치
(정답률: 20%)
  • 배전선로의 사고 범위 확대를 방지하려면 계통을 분리하거나 사고 지점을 빠르게 차단하는 대책이 필요합니다. 선로용 콘덴서 설치는 전압 강하 보상 및 역률 개선을 위한 설비이며, 사고 범위 확대 방지와는 직접적인 관계가 없습니다.

    오답 노트

    배전계통의 루프화, 선택접지계전방식 채택, 구분개폐기 설치: 모두 사고 구간을 분리하거나 전원 공급 경로를 변경하여 정전 범위를 최소화하는 대책입니다.
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25. 직류송전방식에 비하여 교류송전방식의 가장 큰 이점은?

  1. 선로의 리액턴스에 의한 전압강하가 없으므로 장거리 송전에 유리하다.
  2. 변압이 쉬워 고압송전에 유리하다.
  3. 같은 절연에서 송전전력이 크게 된다.
  4. 지중송전의 경우, 충전전류와 유전체손을 고려하지 않아도 된다.
(정답률: 24%)
  • 교류송전방식은 변압기를 이용하여 전압을 쉽게 높이거나 낮출 수 있어, 고압 송전을 통한 전력 손실 감소에 매우 유리합니다.

    오답 노트

    리액턴스에 의한 전압강하 없음, 절연 대비 송전전력 증대, 지중송전 시 충전전류 무시 등은 모두 직류송전방식의 장점입니다.
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26. 개폐장치 중에서 고장전류의 차단능력이 없는 것은?

  1. 진공차단기
  2. 유입개폐기
  3. 리클로저
  4. 전력퓨즈
(정답률: 20%)
  • 유입개폐기는 부하 전류를 개폐하는 장치로, 사고 시 발생하는 거대한 고장전류를 스스로 차단할 수 있는 능력이 없습니다.
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27. 전력계통의 안정도 향상 대책으로 옳지 않은 것은?

  1. 전압변동을 크게 한다.
  2. 고속도 재폐로 방식을 채용한다.
  3. 계통의 직렬 리액턴스를 낮게 한다.
  4. 고속도 차단 방식을 채용한다.
(정답률: 27%)
  • 전력계통의 안정도를 높이기 위해서는 전압 변동을 최소화하여 전압을 일정하게 유지해야 합니다.

    오답 노트

    고속도 재폐로 및 차단 방식 채용, 직렬 리액턴스 감소는 모두 계통 안정도를 향상시키는 올바른 대책입니다.
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28. 부하전력, 선로길이 및 선로손실이 동일할 경우 전선동량이 가장 적은 방식은?

  1. 3상 3선식
  2. 3상 4선식
  3. 단상 3선식
  4. 단상 2선식
(정답률: 23%)
  • 동일 조건에서 전선동량은 전압이 높을수록, 상수가 효율적일수록 감소합니다. 3상 4선식은 전압 이용 효율이 가장 높아 전선동량을 최소화할 수 있는 방식입니다.
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29. 다음 중 동작 시간에 따른 보호 계전기의 분류와 그 설명으로 틀린 것은?

  1. 순한시 계전기는 설정된 최소 작동 전류 이상의 전류가 흐르면 즉시 작동하는 것으로 한도를 넘은 양과는 관계가 없다.
  2. 정한시 계전기는 설정된 값 이상의 전류가 흘렀을 때 작동 전류의 크기와는 관계없이 항상 일정한 시간 후에 작동하는 계전기이다.
  3. 반한시 계전기는 작동시간이 전류값의 크기에 따라 변하는 것으로 전류값이 클수록 느리게 동작하고 반대로 전류값이 작아질수록 빠르게 작동하는 계전기이다.
  4. 반한시성 정한시 계전기는 어느 전류값까지는 반한시성이지만 그 이상이 되면 정한시로 작동하는 계전기이다.
(정답률: 26%)
  • 반한시 계전기는 전류값이 클수록 동작 시간이 짧아지고(빠르게 작동), 전류값이 작을수록 동작 시간이 길어지는(느리게 작동) 특성을 가진 계전기입니다.
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30. 동기조상기(A)와 전력용콘덴서(B)를 비교한 것으로 옳은 것은?

  1. 조정 : (A)는 계단적, (B)는 연속적
  2. 전력손실 : (A)가 (B)보다 적음
  3. 무효전력 : (A)는 진상·지상 양용, (B)는 진상용
  4. 시송전 : (A)는 불가능, (B)는 가능
(정답률: 28%)
  • 동기조상기는 여자전류를 조절하여 진상과 지상 무효전력을 모두 공급할 수 있는 양용 장치인 반면, 전력용 콘덴서는 오직 진상 무효전력만을 공급할 수 있습니다.

    오답 노트

    조정: 동기조상기는 연속적, 전력용 콘덴서는 계단적 조정
    전력손실: 동기조상기가 전력용 콘덴서보다 큼
    시송전: 동기조상기는 가능, 전력용 콘덴서는 불가능
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31. 발전기 출력 PG[kW], 연료 소비량 B[kg], 연료의 발열량 H[kcal/kg]일 때 이 화력발전의 열효율은 몇 [%]인가?

(정답률: 24%)
  • 화력발전의 열효율은 공급된 총 열량(연료 소비량 $\times$ 발열량) 대비 실제 발전된 전기 에너지의 비율로 계산합니다. 이때 $1\text{kW}$는 $860\text{kcal/h}$이므로 이를 반영하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{효율} = \frac{860 P_G}{H \cdot B} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{효율} = \frac{860 P_G}{H \cdot B} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{}$
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32. 그림과 같은 회로에 있어서의 합성 4단자 정수에서 Bo의 값은?

(정답률: 18%)
  • 4단자 정수 $A, B, C, D$를 갖는 회로 뒤에 임피던스 $Z_{tr}$이 직렬로 연결된 경우, 합성 4단자 정수 $B_0$는 기존 $B$ 값에 전압강하 성분인 $A Z_{tr}$을 더한 값이 됩니다.
    ① [기본 공식] $B_0 = B + A Z_{tr}$
    ② [숫자 대입] $B_0 = B + A Z_{tr}$
    ③ [최종 결과] $\text{}$
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33. 감속재의 온도 계수란?

  1. 감속재의 시간에 대한 온도 상승률
  2. 반응에 아무런 여향을 주지 않는 계수
  3. 감속재의 온도 1[℃] 변화에 대한 반응도의 변화
  4. 열중성자로에서 양(+)의 값을 갖는 계수
(정답률: 28%)
  • 감속재의 온도 계수란 감속재의 온도가 $1\text{℃}$ 변화할 때 반응도가 얼마나 변화하는지를 나타내는 척도를 의미합니다.
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34. 반지름이 1.2[㎝]인 전선 1선을 왕로로 하고 대지를 귀로로 하는 경우 왕복회로의 총 인덕턴스는 약 몇 [mH/km]인가?(단, 등가대지면의 깊이는 600[m]이다.)

  1. 2.4025[mH/km]
  2. 2.3525[mH/km]
  3. 2.2639[mH/km]
  4. 2.2139[mH/km]
(정답률: 14%)
  • 대지 귀로 전선의 인덕턴스는 전선 반지름과 등가대지면 깊이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = 0.1 + 0.4605 \log_{10} \frac{2D}{r}$
    ② [숫자 대입] $L = 0.1 + 0.4605 \log_{10} \frac{2 \times 600}{1.2 \times 10^{-2}}$
    ③ [최종 결과] $L = 2.4025$ $\text{mH/km}$
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35. 전력계통에서 인터록(interlock)의 설명으로 알맞은 것은?

  1. 부하 통전시 단로기를 열 수 있다.
  2. 차단기가 열려 있어야 단로기를 닫을 수 있다.
  3. 차단기가 닫혀 있어야 단로기를 열 수 있다.
  4. 차단기의 접점과 단로기의 접정이 기계적으로 연결되어 있다.
(정답률: 28%)
  • 인터록은 오조작으로 인한 사고를 방지하기 위한 안전 장치입니다. 단로기는 부하 전류를 차단하는 능력이 없으므로, 반드시 차단기가 열려(OFF) 무부하 상태일 때만 단로기를 조작할 수 있어야 합니다.

    오답 노트

    부하 통전시 단로기를 열 수 있다: 아크 발생으로 매우 위험함
    차단기가 닫혀 있어야 단로기를 열 수 있다: 부하 전류가 흐르는 상태이므로 금지됨
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36. 연간 전력량이 E[kWh]이고, 연간 최대전력이 W[kW]인 연부하율은 몇 [%] 인가?

(정답률: 24%)
  • 연부하율은 연간 평균전력을 연간 최대전력으로 나눈 비율입니다. 연간 평균전력은 연간 전력량을 1년의 총 시간인 $8760$시간으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{연부하율} = \frac{E / 8760}{W} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{연부하율} = \frac{E}{8760 \times W} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\frac{E}{8760W} \times 100$
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37. 수전단을 단락한 경우 송전다에서 본 임피던스는 300[Ω]이고 수전단을 개방한 경우에는 1200[Ω]이었다. 이 선로의 특성임피던스는?

  1. 600[Ω]
  2. 900[Ω]
  3. 1200[Ω]
  4. 1500[Ω]
(정답률: 18%)
  • 선로의 특성임피던스는 단락 임피던스($Z_s$)와 개방 임피던스($Z_o$)의 기하평균으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Z_c = \sqrt{Z_s \times Z_o}$
    ② [숫자 대입] $Z_c = \sqrt{300 \times 1200}$
    ③ [최종 결과] $Z_c = 600$ $\Omega$
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38. 3상용 차단기의 정격 차단용량은?

  1. √3×정격전압×정격차단전류
  2. √3×정격전압×정격전류
  3. 3×정격전압×정격차단전류
  4. 3×정격전압×정격전류
(정답률: 28%)
  • 3상 전력 계통에서 차단기의 정격 차단용량은 3상 전압과 정격 차단전류의 곱으로 계산하며, 3상 전압은 선간전압 기준 $\sqrt{3}V$를 적용합니다.
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39. 수차의 조속기가 너무 예민하면 어떤 형상이 발생되는가?

  1. 전압변동이 작게 된다.
  2. 수압상승률이 크게 된다.
  3. 속도변동률이 작게 된다.
  4. 탈조를 일으키게 된다.
(정답률: 26%)
  • 수차의 조속기가 너무 예민하면 부하 변동에 대해 과도하게 반응하여 회전 속도가 심하게 진동하게 되고, 결국 발전기가 계통의 동기를 잃고 정지하는 탈조 현상이 발생할 수 있습니다.
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40. 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: 27%)
  • 무부하 송전선로를 개로(차단)할 때, 선로의 정전용량에 의해 축적된 전하가 방전되지 못하고 전압이 중첩되어 매우 높은 이상전압(개폐 서지)이 발생하기 쉽습니다.
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3과목: 전기기기

41. 3상 유도전동기에서 2차측 저항을 2배로 하면 그 최대 토크는 어떻게 되는가?

  1. 2배로 된다.
  2. 1/2로 줄어든다.
  3. √2배가 된다.
  4. 변하지 않는다.
(정답률: 25%)
  • 3상 유도전동기의 최대 토크는 2차 저항의 크기와 관계없이 일정하며, 2차 저항의 변화는 최대 토크가 발생하는 슬립 지점만을 변화시킵니다.
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42. 동기 전동기에서 전기자 반작용을 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 공급전압보다 앞선 전류는 감자작용을 한다.
  2. 공급전압보다 뒤진 전류는 감자작용을 한다.
  3. 공급전압보다 앞선 전류는 교차자화작용을 한다.
  4. 공급전압보다 뒤진 전류는 교차자화작용을 한다.
(정답률: 23%)
  • 동기 전동기에서 전기자 전류가 공급전압보다 앞선 진상 전류일 때는 주자속을 감소시키는 감자작용이 발생하며, 반대로 뒤진 지상 전류일 때는 증자작용이 발생합니다.
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43. 동기기의 권선법 중 기전력의 파형이 좋게되는 권선법은?

  1. 단절권, 분포권
  2. 단절권, 집중권
  3. 전절권, 집중권
  4. 전절권, 2층권
(정답률: 26%)
  • 기전력의 파형을 개선하여 고조파를 제거하기 위해서는 권선을 분산시키고 코일의 간격을 조절해야 합니다. 단절권은 고조파 제거에 효과적이며, 분포권은 권선을 여러 슬롯에 나누어 배치함으로써 파형을 정현파에 가깝게 만들어 줍니다.
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44. 6600/210[V]인 단상변압기 3대를 △-Y 로 결선하여 1상 18[kW] 전열기의 전원으로 사용하다가 이것을 △-△로 결선했을 때, 이 전열기의 소비전력[kW]은 얼마인가?

  1. 31.2
  2. 10.4
  3. 2.0
  4. 6.0
(정답률: 14%)
  • 결선 방식 변경에 따른 2차측 전압 변화와 그에 따른 소비전력 변화를 계산하는 문제입니다.
    $\Delta-Y$ 결선 시 2차 전압은 $V_Y = \frac{210}{\sqrt{3}}$ V 이고, $\Delta-\Delta$ 결선 시 2차 전압은 $V_{\Delta} = 210$ V 가 됩니다. 하지만 문제에서 변압기 3대를 $\Delta-Y$로 결선하여 사용하다가 $\Delta-\Delta$로 변경했다는 것은 2차측 전압이 $\frac{1}{\sqrt{3}}$ 배가 되었음을 의미합니다. (일반적으로 1차 전압이 동일할 때 $Y$결선 2차 전압은 $\Delta$결선보다 $\sqrt{3}$배 높음)
    전력 $P$는 전압의 제곱에 비례하므로, 전압이 $\frac{1}{\sqrt{3}}$ 배가 되면 전력은 $(\frac{1}{\sqrt{3}})^2 = \frac{1}{3}$ 배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{new} = P_{old} \times (\frac{V_{new}}{V_{old}})^2$
    ② [숫자 대입] $P_{new} = 18 \times (\frac{1}{\sqrt{3}})^2$
    ③ [최종 결과] $P_{new} = 6.0$
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45. 단상 변압기에 있어서 부하역률 80[%]의 지상 역률에서 전압변동률 4[%]이고, 부하역률 100[%]에서 전압변동률 3[%]라고 한다. 이 변압기의 퍼펙트 리액턴스는 약 몇 [%]인가?

  1. 2.7
  2. 3.0
  3. 3.3
  4. 3.6
(정답률: 17%)
  • 전압변동률 공식 $\epsilon = p \cos \phi + q \sin \phi$를 이용하여 퍼센트 리액턴스 $q$를 구하는 문제입니다.
    부하역률 $100\%$ ($\cos \phi = 1, \sin \phi = 0$) 일 때 $\epsilon = 3\%$이므로 퍼센트 저항 $p = 3\%$ 입니다.
    부하역률 $80\%$ ($\cos \phi = 0.8, \sin \phi = 0.6$) 일 때 $\epsilon = 4\%$ 임을 이용하여 $q$를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = p \cos \phi + q \sin \phi$
    ② [숫자 대입] $4 = 3 \times 0.8 + q \times 0.6$
    ③ [최종 결과] $q = 2.67 \approx 2.7$
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46. 원통형 회전자(비철극기)를 가진 동기발전기는 부하각 δ가 몇 도[° ]일 때 최대출력을 낼 수 있는가?

  1. 30°
  2. 60°
  3. 90°
(정답률: 24%)
  • 원통형 회전자(비철극기)는 공극이 일정하여 전기자 반작용에 의한 리액턴스 변화가 거의 없습니다. 이 경우 출력 식 $P = \frac{V E}{X_{s}} \sin \delta$에 의해 부하각 $\delta$가 $90^{\circ}$ 일 때 최대 출력이 발생합니다.
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47. 유도 전동기에서 권선형 회전자에 비해 농형 회전자의 특성이 아닌 것은?

  1. 구조가 간단하고 효율이 좋다.
  2. 견고하고 보수가 용이하다.
  3. 대용량에서 기동이 용이하다.
  4. 중, 소형 전동기에 사용된다.
(정답률: 26%)
  • 농형 회전자는 구조가 단순하고 견고하며 보수가 쉽고 효율이 좋지만, 회전자 저항을 조절할 수 없어 기동 전류가 크고 기동 토크가 낮습니다. 따라서 대용량에서 기동이 용이하다는 설명은 권선형 회전자의 특징이며 농형의 특성이 아닙니다.
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48. 제9차 고조파에 의한 기자력이 회전방향 및 속도는 기본파 회전 자계와 비교할 때 다음 중 적당한 것은?

  1. 기본파와 역방향이고 9배의 속도
  2. 기본파와 역방향이고 1/9배의 속도
  3. 회전자계를 발생하지 않는다.
  4. 기본파와 동방향이고 9배의 속도
(정답률: 19%)
  • 고조파의 차수 $n$이 3의 배수(3, 6, 9...)인 경우, 기본파와 동일한 방향의 회전 자계를 만들지 못하고 상쇄되어 결과적으로 회전자계를 발생시키지 않습니다. 제9차 고조파는 3의 배수이므로 회전자계를 발생시키지 않습니다.
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49. 무부하의 장거리 송전선로에 동기발전기를 접속하는 경우, 송전선로의 자기여자현상을 방지하기 위해서 동기조상기를 사용하였다. 이때 동기조상기의 계자전류를 어떻게 하여야 하는가?

  1. 계자전류를 0으로 한다.
  2. 부족여자로 한다.
  3. 과여자로 한다.
  4. 역률이 1인 상태에서 일정하게 한다.
(정답률: 19%)
  • 장거리 송전선로의 정전용량으로 인해 발생하는 페란티 현상(자기여자현상)으로 전압이 상승하는 것을 억제하려면, 진상 전류를 흡수하는 지상 운전이 필요합니다. 이를 위해 동기조상기를 부족여자로 운전하여 지상 무효전력을 공급해야 합니다.
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50. 농형 유도전동기에 주로 사용되는 속도제어법은?

  1. 2차 저항제어법
  2. 극수 변환법
  3. 종속 접속법
  4. 2차 여자제어법
(정답률: 23%)
  • 농형 유도전동기는 회전자가 구리 막대로 단락되어 있어 2차 저항을 조절할 수 없습니다. 따라서 전원 측의 주파수를 바꾸거나 극수를 변경하여 속도를 제어하는 극수 변환법을 주로 사용합니다.

    오답 노트

    2차 저항제어법: 권선형 유도전동기에서 사용하는 방식입니다.
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51. 직류 발전기를 전동기를 사용하고자 한다. 이 발전기의 정격 전압 120[V], 정격 전류 40[A], 전기자 저항 0.15[Ω]이며, 전부하일 때 발전기와 같은 속도로 회전시키려면 단자 전압은 몇 [V]를 공급하여야 하는가? (단, 전기자 반작용 및 여자 전류는 무시한다.)

  1. 114[V]
  2. 126[V]
  3. 132[V]
  4. 138[V]
(정답률: 14%)
  • 발전기로 사용할 때의 유기기전력은 전동기로 사용할 때의 역기전력과 같습니다. 전동기 동작 시 단자 전압은 역기전력에 전기자 저항에 의한 전압 강하를 더한 값입니다.
    ① [기본 공식] $V = E + I \times R$
    ② [숫자 대입] $V = 120 + 40 \times 0.15$
    ③ [최종 결과] $V = 126$
    ※ 참고: 문제의 정답이 132V로 제시되어 있으나, 주어진 수치(120V, 40A, 0.15Ω)를 기반으로 한 정확한 계산 결과는 126V입니다. 하지만 지정 정답 132V를 도출하기 위해서는 발전기 시의 전압 강하를 고려한 유기기전력 $E = 120 + (40 \times 0.15) = 126\text{V}$를 먼저 구하고, 이를 다시 전동기 단자 전압에 대입하여 $V = 126 + (40 \times 0.15) = 132\text{V}$가 되는 논리가 적용된 것입니다.
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52. 직류발전기의 유기기전력이 230[V], 극수가 4, 정류자 편수가 162인 정류자 편간 평균전압은 약 몇 [V]인가? (단, 권선법은 중권이다.)

  1. 5.68
  2. 6.28
  3. 9.42
  4. 10.2
(정답률: 22%)
  • 중권 방식에서 병렬 회로수 $a$는 극수 $P$와 같으며, 정류자 편간 평균전압은 전체 유기기전력을 정류자 편수로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $V_{avg} = \frac{V}{K}$
    ② [숫자 대입] $V_{avg} = \frac{230}{162}$
    ③ [최종 결과] $V_{avg} = 1.42$
    ※ 참고: 제시된 정답 5.68은 중권의 병렬 회로수 $a=4$를 곱한 값($1.42 \times 4$ )으로 계산된 결과입니다.
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53. 단상 유도전동기 중 콘덴서 기동형 전동기의 특성은?

  1. 회전 자계는 타원형이다.
  2. 기동 전류가 크다.
  3. 기동 회전력이 작다.
  4. 분상 기동형의 일종이다.
(정답률: 15%)
  • 콘덴서 기동형 전동기는 기동 권선에 콘덴서를 직렬로 연결하여 위상차를 만드는 방식으로, 넓은 의미에서 분상 기동형 전동기의 한 종류에 해당합니다.
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54. 변압기에 사용하는 절연유가 갖추어야할 성질이 아닌 것은?

  1. 절연내력이 클 것
  2. 인화점이 높을 것
  3. 유동성이 풍부하고 비열이 커서 냉각효과가 클 것
  4. 응고점이 높을 것
(정답률: 28%)
  • 변압기 절연유는 낮은 온도에서도 얼지 않고 유동성을 유지해야 하므로 응고점이 낮아야 합니다.

    오답 노트

    절연내력: 전기를 차단하는 능력이 커야 함
    인화점: 화재 예방을 위해 높아야 함
    유동성 및 비열: 냉각 효율을 위해 풍부하고 커야 함
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55. 정류 회로에서 상의 수를 크게 했을 경우 옳은 것은?

  1. 맥동 주파수와 맥동률이 증가한다.
  2. 맥동률과 맥동 주파수가 감소한다.
  3. 맥동 주파수는 증가하고 맥동률은 감소한다.
  4. 맥동률과 주파수는 감소하나 출력이 증가한다.
(정답률: 25%)
  • 정류 회로에서 상의 수를 늘리면 리플(맥동)이 더 촘촘해지고 크기는 작아집니다. 따라서 맥동 주파수는 증가하고, 전압의 변동 폭을 나타내는 맥동률은 감소하게 됩니다.
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56. 단상 변압기가 전부하시 2차 전압은 115[V] 이고, 전압 변동률은 2% 일 때 단자전압은 몇 [V]인가? (단, 권선비는 20:1 이다.)

  1. 2356[V]
  2. 2346[V]
  3. 2336[V]
  4. 2326[V]
(정답률: 27%)
  • 권수비와 전압 변동률을 고려하여 1차측 단자전압을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $V = a V_{2} (1 + \epsilon)$
    ② [숫자 대입] $V = 20 \times 115 \times (1 + 0.02)$
    ③ [최종 결과] $V = 2346$
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57. 직류 발전기의 병렬 운전에서 부하 분담의 방법은?

  1. 계자전류와 무관하다.
  2. 계자전류를 증가하면 부하분담은 증가한다.
  3. 계자전류를 감소하면 부하분담은 증가한다.
  4. 계자전류를 증가하면 부하분담은 감소한다.
(정답률: 21%)
  • 직류 발전기의 병렬 운전 시 계자 전류를 증가시키면 유기 기전력이 상승하게 되며, 이에 따라 해당 발전기가 분담하는 부하 전류가 증가하게 됩니다.
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58. 스테핑 모터의 속도-토크특성에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 무부하 상태에서 이 값보다 빠른 입력 펄스주파수에서는 기동시킬 수가 없게 되는 주파수를 최대 자기동주파수라 한다.
  2. 탈출(풀 아웃)토크와 인입(풀 인)토크에 의해 둘러 쌓인 영역을 슬루(slew)영역이라 한다.
  3. 슬루영역에서는 펄스레이트를 변화시켜도 오동작이나 공진을 일으키지 않는 안정한 영역이다.
  4. 무부하시 이 주파수 이상의 펄스를 인가하여도 모터가 응답할 수 없는 것을 최대 응답주파수라 한다.
(정답률: 18%)
  • 슬루 영역은 탈출 토크와 인입 토크 사이의 영역으로, 이 영역에서는 펄스 레이트의 변화에 따라 공진 현상이 발생하여 불안정한 동작을 보일 수 있는 구간입니다.
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59. 3150/210[V]의 단상변압기 고압측에 100[V]의 전압을 가하면 가극성 및 감극성일 때에 전압계 지시는 각각 몇[V]인가?

  1. 가극성 : 106.7, 감극성 : 93.3
  2. 가극성 : 93.3, 감극성 : 106.7
  3. 가극성 : 126.7, 감극성 : 96.3
  4. 가극성 : 96.3, 감극성 : 126.7
(정답률: 23%)
  • 변압기의 권수비에 의해 유도되는 2차 전압을 구한 뒤, 가극성은 입력 전압과 합산하고 감극성은 차감하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $V_{2} = \frac{V_{1}}{a}$
    $V_{add} = V_{1} + V_{2}, V_{sub} = V_{1} - V_{2}$
    ② [숫자 대입]
    $a = \frac{3150}{210} = 15$
    $V_{2} = \frac{100}{15} = 6.67$
    ③ [최종 결과]
    $V_{add} = 100 + 6.67 = 106.7 V$
    $V_{sub} = 100 - 6.67 = 93.3 V$
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60. 다음 전동기 중 역률이 가장 좋은 전동기는?

  1. 동기 전동기
  2. 반발 기동 전동기
  3. 농형 유도 전동기
  4. 교류 정류자 전동기
(정답률: 25%)
  • 동기 전동기는 여자 전류를 조절하여 역률을 1로 만들거나 진상, 지상으로 자유롭게 조정할 수 있어 전동기 중 역률 제어 능력이 가장 뛰어나고 효율적인 운전이 가능합니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. RL 직렬회로에 직류전압 5[V]를 t=0에서 인가하였더니 [mA](t≥0)이었다. 이 회로의 저항을 처음 값의 2배로 하면 시정수는 얼마가 되겠는가?

  1. 10[msec]
  2. 40[msec]
  3. 5[sec]
  4. 25[sec]
(정답률: 18%)
  • RL 직렬회로의 시정수 $\tau$는 $L/R$로 정의되며, 전류 식 $i(t) = I_0(1 - e^{-t/\tau})$에서 지수항의 계수를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]- 기존 시정수 $$\tau = \frac{1}{\text{지수 계수}}$$
    ② [숫자 대입]- 기존 시정수 $$\tau = \frac{1}{20 \times 10^{-3}} = 50\text{ sec}$$
    ③ [최종 결과]- 저항이 2배가 되면 시정수는 $\frac{1}{2}$배가 되므로 $$50 \div 2 = 25\text{ sec}$$
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62. 저항 R과 리액턴스 ×를 병렬로 연결할 때의 역률은?

(정답률: 17%)
  • 저항 $R$과 리액턴스 $X$가 병렬로 연결된 회로의 역률을 구하는 문제입니다. 병렬 회로에서는 어드미턴스 $Y$를 기준으로 하며, 역률은 전체 어드미턴스에 대한 컨덕턴스의 비율로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{역률} = \frac{G}{\sqrt{G^2 + B^2}}$
    ② [숫자 대입] $\text{역률} = \frac{\frac{1}{R}}{\sqrt{(\frac{1}{R})^2 + (\frac{1}{X})^2}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{X}{\sqrt{R^2 + X^2}}$
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63. 회로망 출력단자 a-b에서 바라본 등가 임피던스는? (단, V1=6[V], V2=3[V], I1=10[A], R1=15[Ω], R2=10[Ω], L=2[H], jw=s 이다.)

  1. 1/s+3
  2. s+15
  3. 3/s+2
  4. 2s+6
(정답률: 20%)
  • 출력 단자 a-b에서 바라본 등가 임피던스를 구하는 문제입니다. 전원 $V_1, V_2$와 전류원 $I_1$은 모두 제거(전압원은 단락, 전류원은 개방)하고 임피던스 성분만 분석합니다. 분석 결과 $R_2$와 $L$이 직렬로 연결된 구조가 됩니다.
    ① [기본 공식] $Z = R_2 + sL$
    ② [숫자 대입] $Z = 10 + s \times 2$
    ③ [최종 결과] $Z = 2s + 10$
    ※ 제시된 정답 $2s+6$은 $R_2$ 값이 $6\Omega$일 때 도출되는 결과이나, 문제 조건 $R_2=10\Omega$을 적용하면 $2s+10$이 됩니다. 다만, 공식 지정 정답인 $2s+6$을 따릅니다.
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64. 그림과 같은 회로에서 a-b 사이의 전위차[V]는?

  1. 10[V]
  2. 8[V]
  3. 6[V]
  4. 4[V]
(정답률: 18%)
  • 밀만(Millman)의 정리를 사용하여 여러 개의 전압원과 저항이 병렬로 연결된 회로의 전위차를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{\sum \frac{V_n}{R_n}}{\sum \frac{1}{R_n}}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{\frac{5}{30} + \frac{10}{10} + \frac{5}{30}}{\frac{1}{30} + \frac{1}{10} + \frac{1}{30}}$
    ③ [최종 결과] $V = 8\text{ V}$
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65. 그림의 전기회로에서 전달함수 는?

(정답률: 22%)
  • 전압 분배 법칙을 이용하여 출력 전압 $E_2(s)$와 입력 전압 $E_1(s)$의 비를 구하는 문제입니다. 회로에서 $L$과 $C$가 직렬로 연결되어 있고, 그 뒤에 $R$이 병렬로 연결된 구조입니다.
    ① [기본 공식] $\frac{E_2(s)}{E_1(s)} = \frac{R}{R + (sL + \frac{1}{sC})}$
    ② [숫자 대입] $\frac{E_2(s)}{E_1(s)} = \frac{R}{sL + \frac{1}{sC} + R}$
    ③ [최종 결과] $\frac{RCs}{LCs^2 + RCs + 1}$
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66. 각 상의 임피던스가 R+jX[Ω]인 것을 Y 결선으로 한 평형 3상 부하에 선간전압 E[V]를 가하면 선전류는 몇 [A]가 되는가?

(정답률: 20%)
  • Y 결선 평형 3상 부하에서 선전류를 구하는 문제입니다. Y 결선에서는 선전류 $I_L$과 상전류 $I_p$가 같으며, 상전압 $V_p$는 선간전압 $E$의 $\frac{1}{\sqrt{3}}$ 배입니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V_p}{Z} = \frac{E / \sqrt{3}}{\sqrt{R^2 + X^2}}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{E}{\sqrt{3} \times \sqrt{R^2 + X^2}}$
    ③ [최종 결과] $I = \frac{E}{\sqrt{3(R^2 + X^2)}}$
    따라서 정답은 입니다.
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67. 그림과 같은 π형 회로에서 4단자 정수 B는?

  1. Z2
(정답률: 22%)
  • $\pi$형 회로의 4단자 정수 $B$는 전송 임피던스를 의미하며, 회로 구성상 직렬로 연결된 임피던스 성분만으로 결정됩니다.
    제시된 회로에서 직렬 임피던스는 $Z_2$ 뿐이므로, 4단자 정수 $B = Z_2$가 됩니다.
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68. 다음에서 fe(t)는 우함수, fo(t)는 기함수를 나타낸다. 주기함수 f(t)=fe(t)+fo(t)에 대한 다음의 서술 중 바르지 못한 것은?

(정답률: 18%)
  • 함수의 우함수와 기함수 분리 원리를 묻는 문제입니다. 임의의 주기함수 $f(t)$는 우함수 성분 $f_e(t)$와 기함수 성분 $f_o(t)$의 합으로 나타낼 수 있으며, 각각의 정의는 다음과 같습니다.
    우함수 성분: $f_e(t) = \frac{1}{2}[f(t) + f(-t)]$
    기함수 성분: $f_o(t) = \frac{1}{2}[f(t) - f(-t)]$


    오답 노트

    : 우함수 $f_e(t)$를 구하는 식에서 두 함수의 합이 아닌 차로 표기되어 틀렸습니다.
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69. 파형이 톱니파 일 경우 파형률은?

  1. 1.155
  2. 1.732
  3. 1.414
  4. 0.577
(정답률: 19%)
  • 파형률은 실효값에 대한 최대값의 비를 의미합니다. 톱니파(삼각파)의 경우 실효값은 $\frac{V_{max}}{\sqrt{3}}$이므로, 파형률은 $\frac{V_{max}}{V_{max}/\sqrt{3}} = \sqrt{3} \approx 1.732$가 되어야 하나, 공식 지정 정답인 1.155는 정현파의 파형률에 해당합니다. (제시된 정답 1.155 기준 작성)
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70. 다음 파형의 라플라스 변환은?

(정답률: 20%)
  • 시간 $T$에서 시작하여 기울기가 $-\frac{E}{T}$인 램프 함수 $f(t) = -\frac{E}{T}(t-T)u(t-T)$의 라플라스 변환을 구하는 문제입니다.
    기본 램프 함수 $t \cdot u(t)$의 변환은 $\frac{1}{s^2}$이며, 시간 이동 정리 $f(t-T)u(t-T) \leftrightarrow e^{-Ts}F(s)$를 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\mathcal{L}\{a(t-T)u(t-T)\} = a \frac{e^{-Ts}}{s^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\mathcal{L}\{-\frac{E}{T}(t-T)u(t-T)\} = -\frac{E}{T} \frac{e^{-Ts}}{s^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$-\frac{E}{Ts^2}e^{-Ts}$$
    따라서 정답은 입니다.
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71. 자동제어의 분류에서 제어량의 종류에 의한 분류가 아닌것은?

  1. 서보 기구
  2. 추치 제어
  3. 프로세스 제어
  4. 자동조정
(정답률: 18%)
  • 자동제어의 분류 중 제어량의 종류(무엇을 제어하는가)에 따른 분류에는 서보 기구(위치, 방향), 프로세스 제어(온도, 압력, 유량), 자동조정 등이 포함됩니다.
    추치 제어는 제어량의 종류가 아니라 제어 방식이나 목적에 따른 분류에 해당하므로 적절하지 않습니다.
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72. 그림과 같은 회로망은 어떤 보상기로 사용될 수 있는가? (단, 11C인 경우로 한다.)

  1. 지연 보상기
  2. 지·진상 보상기
  3. 지상 보상기
  4. 진상 보상기
(정답률: 23%)
  • 제시된 회로 는 커패시터 $C_1$과 저항 $R_1$이 병렬로 연결되어 직렬로 배치되고, 다시 저항 $R_2$와 병렬로 구성된 형태입니다.
    조건 $1 < R_1 C_1$ (또는 $R_1$이 $C_1$과 병렬로 연결되어 고주파 이득을 높이는 구조)인 경우, 이 회로는 위상을 앞서게 하여 시스템의 응답 속도를 높이고 안정도를 개선하는 진상 보상기로 작동합니다.
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73. 미분방정식이 일 때i(t)는? (단, t=0에서 i(0)=0 이다.) (문제 오류로 실제 시험에서는 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 가번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

(정답률: 20%)
  • 미분방정식 $\frac{di(t)}{dt} + 2i(t) = 1$을 풀이하여 전류 $i(t)$를 구하는 문제입니다. 초기조건 $i(0)=0$ 인 1차 선형 미분방정식의 일반해는 $i(t) = \frac{1}{2}(1 - e^{-2t})$ 형태가 되어야 하나, 본 문제는 문제 오류로 인해 실제 시험에서 모두 정답 처리되었으며, 가 정답으로 지정되었습니다.
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74. s3 + 11s2 + 2s + 40 = 0 에는 양의 실수부를 갖는 근은 몇 개 있는가?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 22%)
  • 특성방정식의 계수 부호 변화 횟수를 통해 우반평면(양의 실수부)의 근의 개수를 판별하는 루스-허위츠(Routh-Hurwitz) 판별법을 사용합니다.
    특성방정식: $s^3 + 11s^2 + 2s + 40 = 0$
    루스 배열표 작성 시 $s^1$ 행의 계산 값은 $\frac{11 \times 2 - 1 \times 40}{11} = \frac{22 - 40}{11} = -\frac{18}{11}$로 음수가 됩니다.
    루스 배열표의 첫 번째 열 부호 변화는 $(+1) \rightarrow (+11) \rightarrow (-18/11) \rightarrow (+40)$으로 총 2번 발생하므로, 양의 실수부를 갖는 근은 2개입니다.
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75. 2차계의 주파수 응답과 시간 응답간의 관계 중 잘못된 것은?

  1. 안정된 제어계에서 높은 대역폭은 큰 공진 첨두값과 대응된다.
  2. 최대 오버슈트와 공진 첨두값은 ζ(감쇠율)만의 함수로 나타낼 수 있다.
  3. ωn(고유주파수) 일정시 ζ(감쇠율)가 증가하면 상승 시간과 대역폭은 증가한다.
  4. 대역폭은 영 주파수 이득보다 3[dB]떨어지는 주파수로 정의된다.
(정답률: 16%)
  • 고유주파수 $\omega_n$이 일정할 때, 감쇠율 $\zeta$가 증가하면 시스템의 응답 속도가 느려져 상승 시간은 증가하지만, 주파수 응답 특성에서는 대역폭이 감소하게 됩니다.

    오답 노트

    안정된 제어계에서 높은 대역폭은 빠른 응답을 의미하며, 이는 일반적으로 작은 공진 첨두값과 대응됩니다.
    최대 오버슈트와 공진 첨두값은 모두 감쇠율 $\zeta$에 의해 결정되는 함수입니다.
    대역폭은 저주파 이득(영 주파수 이득)보다 $3\text{dB}$ 감소하는 지점의 주파수로 정의하는 것이 맞습니다.
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76. 다음 블록선도에서 C/R는?

(정답률: 25%)
  • 블록선도의 전달함수는 전향 경로 이득을 $1 + (\text{전향 경로 이득} \times \text{피드백 경로 이득})$으로 나누어 구합니다. 주어진 회로에서 전향 경로는 $G_1$과 $G_2$의 조합이며, 피드백 경로는 $H_1$과 $G_2$의 루프가 존재합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{C}{R} = \frac{G_1 G_2}{1 + G_2 - H_1}$ (단, 부호 확인 필요)
    ② [숫자 대입] 주어진 이미지 분석 시, $G_1$과 $H_1$이 합산되어 $G_2$로 들어가고 $G_2$의 출력이 다시 마이너스 피드백되므로 $$\frac{C}{R} = \frac{G_2(G_1 + H_1)}{1 + G_2}$$
    ③ [최종 결과]
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77. Z 변환법을 사용한 샘플치 제어계가 안정되려면 1 + GH(Z) = 0의 근의 위치는?

  1. Z 평면의 좌반면에 존재하여야 한다.
  2. Z 평면의 우반면에 존재하여야 한다.
  3. |Z| = 1인 단위 원내에 존재하여야 한다.
  4. |Z| = 1인 단위 원밖에 존재하여야 한다.
(정답률: 24%)
  • Z 변환을 이용한 이산 제어계에서 시스템이 안정하기 위해서는 특성방정식 $1 + GH(Z) = 0$의 모든 근이 Z 평면의 단위 원 $|Z| = 1$ 내부에 존재해야 합니다.
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78. 계의 특성상 감쇠계수가 크면 위상여유가 크고, 감쇠성이 강하여 ( A )는(은) 좋으나 (B)는(은) 나쁘다. A, B를 바르게 묶은 것은?

  1. 안정도, 응답성
  2. 응답성, 이득여유
  3. 오프셋, 안정도
  4. 이득여유, 안정도
(정답률: 22%)
  • 감쇠계수가 크면 시스템의 진동이 빠르게 억제되어 안정도는 높아지지만, 목표값에 도달하는 속도인 응답성은 떨어지게 됩니다.
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79. 제어량을 일정한 목표값으로 유지하는 것을 목적으로 하는 제어법은?

  1. 추종제어
  2. 비율제어
  3. 프로그램제어
  4. 정치제어
(정답률: 19%)
  • 제어량을 외부의 방해에도 불구하고 일정한 목표값으로 유지시키는 제어 방식을 정치제어라고 합니다.

    오답 노트

    추종제어: 목표값이 시간에 따라 변할 때 이를 따라가게 하는 제어
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80. 전달함수 에 ω = 0.1 인 정현파 입력을 주었을 때 보드선도의 이득은?

  1. -40[dB]
  2. -20[dB]
  3. 0[dB]
  4. 20[dB]
(정답률: 15%)
  • 전달함수 $G(s) = \frac{1}{s(s+10)}$의 보드선도 이득(Gain)을 구하는 문제입니다. $\omega = 0.1$ 일 때의 이득 $20\log_{10}|G(j\omega)|$를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Gain = 20\log_{10} | \frac{1}{j\omega(j\omega+10)} |$
    ② [숫자 대입] $Gain = 20\log_{10} | \frac{1}{0.1 \times \sqrt{0.1^{2}+10^{2}}} | \approx 20\log_{10} | \frac{1}{0.1 \times 10} |$
    ③ [최종 결과] $Gain = 20\log_{10}(1) = 0\text{ dB}$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 옥내에 시설하는 전동기가 과전류로 소손될 우려가 있을 경우 자동적으로 이를 저지하거나 경보하는 장치를 하여야 한다. 정격출력이 몇 [kW] 이하인 전동기에는 이와 같은 과부하 보호장치를 시설하지 않아도 되는가?

  1. 0.2
  2. 0.75
  3. 3
  4. 5
(정답률: 24%)
  • 옥내 시설 전동기의 과부하 보호장치는 원칙적으로 설치해야 하나, 정격출력이 $0.2\text{kW}$이하인 소형 전동기의 경우에는 시설을 생략할 수 있습니다.
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82. 특고압 가공전선로의 경간은 지지물이 철탑인 경우 및 [m] 이하여야 하는가? (단, 단주가 아닌 경우이다.)

  1. 400
  2. 500
  3. 600
  4. 700
(정답률: 22%)
  • 특고압 가공전선로에서 지지물이 철탑인 경우(단주 제외), 경간은 $600\text{m}$이하여야 합니다.
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83. 가공 케이블 시설시 고압 가공전선에 케이블을 사용하는 경우 조가용선은 단면적이 몇 [mm2] 이상인 아연도 강연선이어야 하는가?

  1. 8
  2. 14
  3. 22
  4. 30
(정답률: 26%)
  • 고압 가공전선에 케이블을 사용하는 가공 케이블 시설 시, 조가용선은 단면적이 $22\text{mm}^2$이상인 아연도 강연선을 사용해야 합니다.
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84. 점검할 수 없는 은폐된 장소로 400[V] 미만의 건조한 장소의 옥내배선 공사로 알맞은 것은?

  1. 금속 덕트 공사
  2. 플로어 덕트 공사
  3. 라이팅 덕트 공사
  4. 버스 덕트 공사
(정답률: 18%)
  • 점검할 수 없는 은폐된 장소이면서 $400\text{V}$ 미만의 건조한 장소에 적합한 옥내배선 공사 방법은 플로어 덕트 공사입니다.
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85. 440[V]의 저압 배선을 사람의 접촉 우려가 없는 경우에 금속관 공사를 하였을 때 금속관에는 어떤 접지 공사를 해야 하는가?

  1. 제1종
  2. 제2종
  3. 제3종
  4. 특별 제3종
(정답률: 16%)
  • 저압 배선에서 사람의 접촉 우려가 없는 경우의 금속관 접지 공사는 제3종 접지 공사를 적용하는 것이 원칙입니다.
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86. 154[kV] 가공전선로를 시가지에 시설하는 경우 특고압 가공전선에 지락 또는 단락이 생기면 몇 초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 45
(정답률: 25%)
  • 시가지에 시설하는 $154\text{kV}$ 특고압 가공전선로에서 지락 또는 단락 사고가 발생했을 때, 사고 확산을 막기 위해 $1$초 이내에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설해야 합니다.
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87. 변전소의 주요 변압기에 시설하지 않아도 되는 계측장치는?

  1. 역률
  2. 전압
  3. 전력
  4. 전류
(정답률: 27%)
  • 변전소의 주요 변압기에는 전력 계통의 상태를 감시하기 위해 전압, 전류, 전력의 3가지 핵심 계측장치를 반드시 시설해야 합니다.

    오답 노트

    역률: 변압기 주요 시설 계측장치(V, I, P)에 포함되지 않습니다.
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88. 직류 귀선의 궤도 근접 부분이 금속제 지중 관로와 1[km]안에 접근하는 경우 금속제 지중관로에 대한 전식작용의 장해를 방지하기 위한 귀선의 시설방법으로 옳은 것은?

  1. 귀선은 정극성으로 할 것
  2. 귀선의 궤도 근접 부분에 1년간의 평균 전류가 통할 때에 생기는 전위차는 그 구간안의 어느 2점 사이에서도 2[V] 이하일 것
  3. 귀선용 레일은 특수한 곳 이외에는 길이 50[m] 이상이 되도록 연속하여 용접할 것
  4. 귀선용 레일의 이음매의 저항을 합친 값은 그 구간의 레일 자체의 저항의 30% 이하로 유지할 것
(정답률: 16%)
  • 금속제 지중 관로의 전식작용 장해를 방지하기 위해, 귀선의 궤도 근접 부분에 1년간의 평균 전류가 통할 때 발생하는 전위차는 해당 구간 내 어느 2점 사이에서도 $2\text{V}$이하로 유지해야 합니다.
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89. 저압 가공전선 또는 고압 가공전선이 건조물과 접근상태로 시설되는 경우 상부 조영재의 옆쪽과의 이격거리는 각각 몇 [m]인가?

  1. 저압 : 1.2[m], 고압 : 1.2[m]
  2. 저압 : 1.2[m], 고압 : 1.5[m]
  3. 저압 : 1.5[m], 고압 : 1.5[m]
  4. 저압 : 1.5[m], 고압 : 2.0[m]
(정답률: 17%)
  • 저압 가공전선 및 고압 가공전선이 건조물과 접근상태로 시설될 때, 상부 조영재의 옆쪽과의 이격거리는 저압과 고압 모두 $1.2\text{m}$이상으로 규정되어 있습니다.
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90. 특고압 전선로에 사용되는 애자장치에 대한 갑종 풍압하중은 그 구성재의 수직투영면적 1[m2]에 대한 풍압하중을 몇 Pa 를 기초로 하여 계산한 것인가?

  1. 592
  2. 668
  3. 946
  4. 1038
(정답률: 22%)
  • 특고압 전선로 애자장치의 풍압하중 계산 시, 갑종 풍압하중은 수직투영면적 $1\text{m}^2$ 당 $1038\text{Pa}$를 기초로 하여 산출합니다.
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91. 발전소 또는 변전소로부터 다른 발전소 또는 변전소를 거치지 아니하고 전차선로에 이르는 전선을 무엇이라 하는가?

  1. 급전선
  2. 전기철도용 급전선
  3. 급전선로
  4. 전기철도용 급전선로
(정답률: 21%)
  • 발전소 또는 변전소로부터 다른 발전소나 변전소를 거치지 않고 전차선로에 직접 전력을 공급하는 전선을 전기철도용 급전선이라고 정의합니다.
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92. 고압 또는 특고압과 저압의 혼촉에 의한 위험방지시설로 가공공동지선을 설치하여 2 이상의 시설 장소에 제2종 접지공사를 할 때, 가공공동지선은 지름 몇 [mm] 이상의 경동선을 사용하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 3.5
  4. 4
(정답률: 18%)
  • 고압 또는 특고압과 저압의 혼촉 방지를 위해 설치하는 가공공동지선은 기계적 강도와 전기적 안전성을 위해 지름 $4\text{mm}$이상의 경동선을 사용해야 합니다.
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93. 옥내에 시설하는 저압전선으로 나전선을 사용할 수 없는 공사는?

  1. 전개된 곳의 애자 사용 공사
  2. 금속 덕트 공사
  3. 버스 덕트 공사
  4. 라이팅 덕트 공사
(정답률: 21%)
  • 옥내 저압전선 공사 시 나전선 사용 가능 여부는 공사 방법에 따라 결정됩니다. 금속 덕트 공사는 전선을 보호하기 위한 밀폐 구조이므로 나전선을 사용할 수 없습니다.

    오답 노트

    전개된 곳의 애자 사용 공사, 버스 덕트 공사, 라이팅 덕트 공사는 나전선 사용이 가능합니다.
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94. 3300[V] 고압 가공전선을 교통이 번잡한 도로를 횡단하여 시설하는 경우 지표상 높이를 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가?

  1. 5.0
  2. 5.5
  3. 6.0
  4. 6.5
(정답률: 22%)
  • 전기설비기술기준에 따라 고압 가공전선이 교통이 번잡한 도로를 횡단하는 경우, 안전 확보를 위해 지표상 높이를 $6.0\text{m}$이상으로 시설해야 합니다.
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95. 특고압 가공전선로 및 선로길이 몇 [km] 이상의 고압 가공전선로에는 보안상 특히 필요한 경우에 가공 전선로의 적당한 곳에서 통화할 수 있도록 휴대용 또는 이동용의 전력보안 통신용 전화설비를 시설하여야 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 7
(정답률: 17%)
  • 전력보안 통신용 전화설비는 특고압 가공전선로 및 선로길이 $5\text{km}$이상의 고압 가공전선로 중 보안상 특히 필요한 경우에 시설하여야 합니다.
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96. 저압 가공인입선 시설시 사용할 수 없는 전선은?

  1. 절연전선, 다심형 전선, 케이블
  2. 경간 20m 이하인 경우 지름 2mm 이상의 인입용 비닐절연전선
  3. 지름 2.6mm 이상의 인입용 비닐절연전선
  4. 사람 접촉우려가 없도록 시설하는 경우 옥외용 비닐절연전선
(정답률: 14%)
  • 저압 가공인입선으로 인입용 비닐절연전선을 사용할 때는 경간에 따라 굵기 기준이 다릅니다. 경간 $15\text{m}$이하일 때 지름 $2\text{mm}$이상을 사용해야 하므로, 경간 $20\text{m}$이하인 경우 지름 $2\text{mm}$이상을 사용한다는 설명은 기준에 맞지 않아 사용할 수 없습니다.
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97. 최대사용전압이 154[kV]인 중성점 직접접지식 전로의 절연내력 시험전압은 몇 [V] 인가?

  1. 110880
  2. 141680
  3. 169400
  4. 192500
(정답률: 22%)
  • 중성점 직접접지식 전로의 절연내력 시험전압은 최대사용전압에 $0.72$를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_{max} \times 0.72$
    ② [숫자 대입] $V = 154000 \times 0.72$
    ③ [최종 결과] $V = 110880$
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98. 사용전압이 22.9[kV]인 가공전선과 그 지지물사이의 이격거리는 일반적으로 몇 [㎝] 이상이어야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 20%)
  • 사용전압이 $22.9\text{kV}$인 가공전선과 그 지지물 사이의 이격거리는 전기설비기술기준에 따라 일반적으로 $20\text{cm}$이상을 유지해야 합니다.
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99. 25[kV]이하의 특고압 가공전선로가 상호간 접근 또는 교차하는 경우 사용전선이 양쪽 모두 나전선인 경우 이격거리는 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 1.0[m]
  2. 1.2[m]
  3. 1.5[m]
  4. 1.75[m]
(정답률: 18%)
  • 특고압 가공전선로가 상호 접근 또는 교차할 때, 사용전선이 양쪽 모두 나전선이거나 어느 한쪽이 나전선인 경우에는 $1.5\text{m}$이상의 이격거리를 확보해야 합니다.

    오답 노트

    양쪽 모두 특고압 절연전선인 경우: $1\text{m}$
    한쪽이 케이블이고 다른 한쪽이 케이블 또는 특고압 절연전선인 경우: $0.5\text{m}$
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100. 정격전류 35[A]인 과전류 차단기로 보호되는 저압 옥내전로에 사용되는 연동선의 굵기[mm2]는? (단, 분기점에서 하나의 소켓 또는 하나의 콘센트 등에 이르는 부분의 전선은 제외한다.)

  1. 2.5
  2. 4.0
  3. 6.0
  4. 10
(정답률: 12%)
  • 과전류 차단기의 정격전류에 따른 연동선의 최소 굵기 기준을 적용하는 문제입니다.
    정격전류 $35\text{A}$인 차단기를 사용할 때, 허용전류 기준에 따라 전선의 굵기는 $10\text{mm}^2$이상이어야 합니다.
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