전기공사기사 필기 기출문제복원 (2020-06-06)

전기공사기사 2020-06-06 필기 기출문제 해설

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전기공사기사
(2020-06-06 기출문제)

목록

1과목: 전기응용 및 공사재료

1. 전기 화학 반응을 실제로 일으키기 위해 필요한 전극 전위에서 그 반응의 평형 전위를 뺀 값을 과전압이라고 한다. 과전압의 원인으로 틀린 것은?

  1. 농도 분극
  2. 화학 분극
  3. 전류 분극
  4. 활성화 분극
(정답률: 61%)
  • 과전압은 전극 반응을 일으키기 위해 평형 전위보다 추가로 필요한 전위차를 의미하며, 주요 원인으로는 농도 분극, 화학 분극, 활성화 분극, 결정화 분극 등이 있습니다.

    오답 노트
    전류 분극: 과전압을 유발하는 표준적인 분극 원인에 해당하지 않습니다.
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2. 자기소호 기능이 가장 좋은 소자는?

  1. GTO
  2. SCR
  3. DIAC
  4. TRIAC
(정답률: 83%)
  • GTO(Gate Turn-Off thyristor)는 SCR과 달리 게이트에 역방향 전류를 흘려줌으로써 스스로 턴-오프(Turn-off) 시킬 수 있는 자기소호 기능이 매우 뛰어난 소자입니다.
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3. 플라이휠 효과 1kg·m2인 플라이휠 회전속도가 1500rpm에서 1200rpm으로 떨어졌다. 방출에너지는 약 몇 J인가?

  1. 1.11×103
  2. 1.11×104
  3. 2.11×103
  4. 2.11×104
(정답률: 67%)
  • 플라이휠의 회전 속도 변화에 따른 방출 에너지를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{GD^{2}(n_{1}^{2} - n_{2}^{2})}{730}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1(1500^{2} - 1200^{2})}{730}$
    ③ [최종 결과] $W = 1.11 \times 10^{3}$
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4. 30W의 백열전구가 1800h에서 단선되었다. 이 기간 중에 평균 100lm의 광속을 방사하였다면 전광량(lm·h)은?

  1. 5.4×104
  2. 18×104
  3. 60
  4. 18
(정답률: 75%)
  • 전광량은 광속에 방사 시간을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $F = E \times t$
    ② [숫자 대입] $F = 100 \times 1800$
    ③ [최종 결과] $F = 18 \times 10^{4}$
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5. 평균구면 광도 100cd의 전구 5개를 지름 10m인 원형의 방에 점등할 때 조명률을 0.5, 감광보상률을 1.5로 하면 방의 평균 조도(lx)는 약 얼마인가?

  1. 18
  2. 23
  3. 27
  4. 32
(정답률: 68%)
  • 광속, 면적을 구한 뒤 조도 공식을 이용하여 평균 조도를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{F \times N \times U}{A \times D}$ 조도 = (광속 × 등수 × 조명률) / (면적 × 감광보상률)
    ② [숫자 대입] $E = \frac{(4 \times \pi \times 100) \times 5 \times 0.5}{(\pi \times 5^2) \times 1.5}$
    ③ [최종 결과] $E = 26.67$ 약 27 lx
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6. 서미스터(Thermistor)의 주된 용도는?

  1. 온도 보상용
  2. 잡음 제거용
  3. 전압 증폭용
  4. 출력 전류 조절용
(정답률: 85%)
  • 서미스터(Thermistor)는 온도 변화에 따라 저항값이 민감하게 변하는 반도체 소자로, 주로 회로의 온도 보상용으로 사용됩니다.
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7. 전자빔 가열의 특징이 아닌 것은?

  1. 용접, 용해 및 천공작업 등에 응용된다.
  2. 에너지의 밀도나 분포를 자유로이 조절할 수 있다.
  3. 진공 중에서 가열이 불가능하다.
  4. 고융점 재료 및 금속박 재료의 용접이 쉽다.
(정답률: 79%)
  • 전자빔 가열은 고에너지 전자빔을 진공 상태에서 가속시켜 재료에 충돌시킴으로써 열을 발생시키는 방식입니다. 따라서 진공 중에서 가열이 불가능하다는 설명은 전자빔 가열의 기본 원리에 어긋나는 잘못된 설명입니다.
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8. 직류 전동기 중 공급전원의 극성이 바뀌면 회전방향이 바뀌는 것은?

  1. 분권기
  2. 평복권기
  3. 직권기
  4. 타여자기
(정답률: 72%)
  • 직류 전동기 중 타여자기는 계자 권선과 전기자 권선이 분리되어 있어, 공급 전원의 극성만 바꾸면 자속의 방향은 유지된 채 전류 방향만 바뀌어 회전 방향이 반대로 바뀝니다.
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9. 철도차량이 운행하는 곡선부의 종류가 아닌 것은?

  1. 단곡선
  2. 복곡선
  3. 반향곡선
  4. 완화곡선
(정답률: 77%)
  • 철도차량의 곡선부는 단곡선, 반향곡선, 완화곡선 등으로 구성됩니다. 복곡선은 운행 시 경로가 급격하게 바뀌어 승객에게 불쾌감을 줄 수 있으므로 일반적인 철도 곡선부 종류에 해당하지 않습니다.
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10. 유전가열의 용도로 틀린 것은?

  1. 목재의 건조
  2. 목재의 접착
  3. 염화비닐막의 접착
  4. 금속 표면처리
(정답률: 83%)
  • 유전가열은 비전도체인 비닐이나 목재 등을 가열하는 데 사용됩니다. 반면 금속 표면처리는 전도체인 금속을 가열하는 유도가열의 용도입니다.
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11. 후강 전선관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 관의 호칭은 바깥지름의 크기에 가깝다.
  2. 후강전선관의 두께는 박강전선관의 두께보다 두껍다.
  3. 콘크리트에 매입할 경우 관의 두께는 1.2mm 이상으로 해야 한다.
  4. 관의 호칭은 16mm에서 104mm까지 10종이다.
(정답률: 60%)
  • 후강 전선관의 관 호칭은 바깥지름이 아니라 안지름의 크기에 가깝습니다.

    오답 노트
    바깥지름의 크기에 가까운 것: 박강 전선관
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12. 백열전구에서 사용되는 필라멘트 재료의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 용융점이 높을 것
  2. 고유저항이 클 것
  3. 선팽창계수가 높을 것
  4. 높은 온도에서 증발이 적을 것
(정답률: 73%)
  • 필라멘트는 고온에서 변형이 적어야 하므로 선팽창계수가 작아야 합니다.
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13. 내선규정에서 정하는 용어의 정의로 틀린 것은?

  1. 케이블이란 통신용케이블 이외의 케이블 및 캡타이어케이블을 말한다.
  2. 애자란 놉애자, 인류애자, 핀애자와 같이 전선을 부착하여 이것을 다른 것과 절연하는 것을 말한다.
  3. 전기용품이란 전기설비의 부분이 되거나 또는 여기에 접속하여 사용되는 기계기구 및 재료 등을 말한다.
  4. 불연성이란 불꽃, 아크 또는 고열에 의하여 착화하기 어렵거나 착화하여도 쉽게 연소하지 않는 성질을 말한다.
(정답률: 70%)
  • 제시된 설명은 불연성이 아니라 난연성에 대한 정의입니다. 불연성은 불꽃, 아크 또는 고열에 의하여 연소되지 아니하는 성질을 의미합니다.
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14. 배전반 및 분전반을 넣는 함을 강판제로 만들 경우 함의 최소 두께(mm)는? (단, 가로 또는 세로의 길이가 30cm를 초과하는 경우이다.)

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.4
  4. 1.6
(정답률: 70%)
  • 배전반 및 분전반 함을 강판제로 제작할 때, 가로 또는 세로의 길이가 $30\text{cm}$를 초과하는 경우 최소 두께는 $1.2\text{mm}$를 적용해야 합니다.

    오답 노트
    $30\text{cm}$이하인 경우: $1.0\text{mm}$
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15. 피뢰설비 설치에 관한 사항으로 옳은 것은?

  1. 수뢰부는 동선을 기준으로 35mm2 이상
  2. 접지극은 동선을 기준으로 50mm2 이상
  3. 인하도선은 동선을 기준으로 16mm2 이상
  4. 돌침은 건축물의 맨 윗부분으로부터 20cm 이상 돌출
(정답률: 69%)
  • 피뢰설비의 수뢰부, 인하도선, 접지극은 뇌전류를 안전하게 땅으로 흘려보내기 위해 최소 단면적 $50\text{mm}^{2}$이상의 나동선을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    수뢰부 $35\text{mm}^{2}$이상: $50\text{mm}^{2}$이상이어야 함
    인하도선 $16\text{mm}^{2}$이상: $50\text{mm}^{2}$이상이어야 함
    돌침 $20\text{cm}$이상 돌출: $25\text{cm}$이상 돌출시켜야 함
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16. 저압 전선로 등의 중성선 또는 접지측 전선의 식별에서 애자의 빛깔에 의하여 식별하는 경우에는 어떤 색의 애자를 접지측으로 사용하는가?

  1. 청색 애자
  2. 백색 애자
  3. 황색 애자
  4. 흑색 애자
(정답률: 77%)
  • 저압 전선로의 중성선 또는 접지측 전선을 애자의 색깔로 식별할 때, 접지측은 청색 애자를 사용하여 다른 전선과 명확히 구분합니다.
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17. 지선으로 사용되는 전선의 종류는?

  1. 경동연선
  2. 중공연선
  3. 아연도철연선
  4. 강심알루미늄연선
(정답률: 62%)
  • 지선은 전주를 지지하는 역할을 하며, 외부 노출로 인한 부식을 방지하기 위해 아연으로 도금한 아연도철연선을 사용합니다.
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18. 자심재료의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 저항률이 클 것
  2. 투자율이 작을 것
  3. 히스테리시스 면적이 작을 것
  4. 잔류자기가 크고 보자력이 작을 것
(정답률: 61%)
  • 자심재료는 자기 회로의 효율을 높이기 위해 투자율이 커야 하며, 에너지 손실을 줄이기 위해 히스테리시스 면적과 보자력이 작아야 합니다.

    오답 노트
    저항률이 클 것: 와전류 손실을 줄이기 위해 필요함
    히스테리시스 면적이 작을 것: 철손을 줄이기 위해 필요함
    잔류자기가 크고 보자력이 작을 것: 자화 특성을 좋게 하기 위해 필요함
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19. 철근 콘크리트주로서 전장 16m이고, 설계하중이 8kN이라 하면 땅에 묻는 최소 깊이(m)는? (단, 지반이 연약한 곳 이외에 시설한다.)

  1. 2.0
  2. 2.4
  3. 2.5
  4. 2.8
(정답률: 61%)
  • 철근 콘크리트주의 매설 깊이는 설계하중과 전장에 따라 결정됩니다. 설계하중이 $8\text{kN}$(6.8~9.8kN 범위)이고 전장이 $16\text{m}$(15m 초과)인 경우, 표준 깊이는 $2.8\text{m}$이상이어야 합니다.
    ① [기본 공식] $D = 2.8$
    ② [숫자 대입] $D = 2.8$
    ③ [최종 결과] $D = 2.8$
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20. 형광판, 야광도료 및 형광방전등에 이용되는 루미네선스는?

  1. 열 루미네선스
  2. 전기 루미네선스
  3. 복사 루미네선스
  4. 파이로 루미네선스
(정답률: 72%)
  • 형광판, 야광도료, 형광방전등과 같이 외부에서 빛(복사 에너지)을 받아 발광하는 현상을 복사 루미네선스라고 합니다.

    오답 노트
    열 루미네선스: 금강석, 대리석
    전기 루미네선스: 네온관, 수은등
    파이로 루미네선스: 발염 아크등
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2과목: 전력공학

21. 중성점 직접접지방식의 발전기가 있다. 1선지락 사고시 지락전류는? (단, Z1, Z2, Z0는 각각 정상, 역상, 영상 임피던스이며, Ea는 지락된 상의 무부하 기전력이다.)

(정답률: 47%)
  • 중성점 직접접지 방식에서 1선 지락 사고 시 지락전류는 정상, 역상, 영상 임피던스의 합에 대해 3배의 영상 전압이 인가되는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $I_0 = \frac{3E_a}{Z_1 + Z_2 + Z_0}$
    ② [숫자 대입] $I_0 = \frac{3E_a}{Z_1 + Z_2 + Z_0}$
    ③ [최종 결과]
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22. 고장 즉시 동작하는 특성을 갖는 계전기는?

  1. 순시 계전기
  2. 정한시 계전기
  3. 반한시 계전기
  4. 반한시성 정한시 계전기
(정답률: 50%)
  • 고장 발생 즉시 지체 없이 동작하여 회로를 차단하는 특성을 가진 계전기는 순시 계전기입니다.
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23. 4단자 정수 A=0.9918+j0.0042, B=34.17+j50.38, C=(-0.006+j3247)×10-4인 송전 선로의 송전단에 66kV를 인가하고 수전단을 개방하였을 때 수전단 선간전압은 약 몇 kV인가?

  1. 66.55/√3
  2. 62.5
  3. 62.5/√3
  4. 66.55
(정답률: 33%)
  • 수전단을 개방하면 수전단 전류 $I_{r} = 0$이 되므로, 송전단 전압 $E_{s}$와 수전단 전압 $E_{r}$의 관계는 $E_{s} = A E_{r}$이 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$E_{r} = \frac{E_{s}}{A}$$
    ② [숫자 대입]
    $$E_{r} = \frac{66}{0.9918 + j0.0042}$$
    ③ [최종 결과]
    $$E_{r} = 66.55\text{ kV}$$
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24. 댐의 부속설비가 아닌 것은?

  1. 수로
  2. 수조
  3. 취수구
  4. 흡출관
(정답률: 43%)
  • 흡출관은 댐의 부속설비가 아니라 수차 하부에 설치하여 유효 낙차를 증가시키기 위한 장치입니다.
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25. 다음 중 송전계통의 절연협조에 있어서 절연레벨이 가장 낮은 기기는?

  1. 피뢰기
  2. 단로기
  3. 변압기
  4. 차단기
(정답률: 47%)
  • 절연협조는 기기 간의 절연 강도를 적절히 배치하여 사고 시 피해를 최소화하는 것입니다. 피뢰기는 이상전압을 대지로 방전시켜 다른 기기를 보호해야 하므로, 계통 내에서 가장 낮은 절연레벨을 가져야 합니다.
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26. 송배전 선로에서 선택지락계전기(SGR)의 용도는?

  1. 다회선에서 접지 고장 회선의 선택
  2. 단일 회선에서 접지 전류의 대소 선택
  3. 단일 회선에서 접지 전류의 방향 선택
  4. 단일 회선에서 접지 사고의 지속 시간 선택
(정답률: 50%)
  • 선택지락계전기(SGR)는 다회선 송전선로에서 지락 사고가 발생했을 때, 사고가 발생한 회선만을 정확하게 선택하여 차단하기 위해 사용됩니다.
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27. 전력설비의 수용률을 나타낸 것은?

(정답률: 47%)
  • 수용률은 설비 용량에 대해 실제로 사용되는 최대 전력의 비율을 의미합니다.
    $$\text{수용률} = \frac{\text{최대수용전력}}{\text{부하설비용량}} \times 100\%$$
    따라서 정답은 입니다.
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28. 변전소에서 비접지 선로의 접지보호용으로 사용되는 계전기에 영상전류를 공급하는 것은?

  1. CT
  2. GPT
  3. ZCT
  4. PT
(정답률: 53%)
  • ZCT(영상변류기)는 3상 전선의 전류 합이 0이 되지 않는 영상 전류를 검출하여 지락 계전기에 공급함으로써 사고를 감지하는 장치입니다.
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29. 송전선로에서 가공지선을 설치하는 목적이 아닌 것은?

  1. 뇌(雷)의 직격을 받을 경우 송전선 보호
  2. 유도뢰에 의한 송전선의 고전위 방지
  3. 통신선에 대한 전자유도장해 경감
  4. 철탑의 접지저항 경감
(정답률: 46%)
  • 가공지선은 송전선 최상단에 설치하여 뇌의 직격으로부터 송전선을 보호하고, 유도뢰에 의한 고전위 방지 및 통신선 유도장해를 경감시키는 역할을 합니다.

    오답 노트
    철탑의 접지저항 경감: 가공지선의 설치 목적이 아니며, 이는 주로 역섬락 방지 및 접지 시스템 설계와 관련된 내용입니다.
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30. 전선의 표피 효과에 대한 설명으로 알맞은 것은?

  1. 전선이 굵을수록, 주파수가 높을수록 커진다.
  2. 전선이 굵을수록, 주파수가 낮을수록 커진다.
  3. 전선이 가늘수록, 주파수가 높을수록 커진다.
  4. 전선이 가늘수록, 주파수가 낮을수록 커진다.
(정답률: 46%)
  • 표피 효과는 교류 전류가 흐를 때 전류가 도체의 중심부보다 표면 쪽으로 집중되어 흐르는 현상입니다. 이는 도체의 반지름이 클수록(굵을수록), 그리고 주파수가 높을수록 더 현저하게 나타납니다.
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31. 30000kW의 전력을 51km 떨어진 지점에 송전하는데 필요한 전압은 약 몇 kV인가? (단, Still의 식에 의하여 산정한다.)

  1. 22
  2. 33
  3. 66
  4. 100
(정답률: 35%)
  • Still의 식을 사용하여 송전 전압을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V = 5.5 \sqrt{0.6l + 0.01P}$
    ② [숫자 대입] $V = 5.5 \sqrt{0.6 \times 51 + 0.01 \times 30000}$
    ③ [최종 결과] $V = 100$
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32. 화력발전소에서 절탄기의 용도는?

  1. 보일러에 공급되는 급수를 예열한다.
  2. 포화증기를 과열한다.
  3. 연소용 공기를 예열한다.
  4. 석탄을 건조한다.
(정답률: 47%)
  • 절탄기(Economizer)는 보일러에서 배출되는 배기가스의 남은 열을 회수하여 보일러에 공급되는 급수를 예열함으로써 열효율을 높이는 장치입니다.
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33. 정격전압 7.2kV, 정격차단용량 100MVA인 3상 차단기의 정격 차단전류는 약 몇 kA인가?

  1. 4
  2. 6
  3. 7
  4. 8
(정답률: 42%)
  • 3상 전력 공식을 이용하여 정격 차단용량으로부터 정격 차단전류를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{P}{\sqrt{3}V}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{100 \times 10^{6}}{\sqrt{3} \times 7.2 \times 10^{3}}$
    ③ [최종 결과] $I = 8.018 \approx 8$
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34. 단로기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 소호장치가 있어 아크를 소멸시킨다.
  2. 무부하 및 여자전류의 개폐에 사용된다.
  3. 사용회로수에 의해 분류하면 단투형과 쌍투형이 있다.
  4. 회로의 분리 또는 계통의 접속 변경 시 사용한다.
(정답률: 47%)
  • 단로기는 부하 전류가 흐르지 않는 상태에서 회로를 분리하기 위한 장치이므로 아크 소멸 능력이 없습니다.

    오답 노트
    소호장치가 있어 아크를 소멸시킨다: 차단기의 특징임
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35. 일반회로정수가 같은 평행 2회선에서 A, B, C, D는 각각 1회선의 경우의 몇 배로 되는가?

  1. A:2배, B:2배, C:1/2배, D:1배
  2. A:1배, B:2배, C:1/2배, D:1배
  3. A:1배, B:1/2배, C:2배, D:1배
  4. A:1배, B:1/2배, C:2배, D:2배
(정답률: 37%)
  • 평행 2회선이 되면 전선이 병렬로 연결된 구조가 되어 전체 인덕턴스는 감소하고 정전용량은 증가합니다.
    인덕턴스 $B$는 병렬 연결로 인해 $1/2$배가 되고, 정전용량 $C$는 병렬 합산으로 인해 $2$배가 됩니다. 반면 저항 $A$와 길이 관련 상수 $D$는 회선 수와 관계없이 일정하므로 $1$배가 됩니다.
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36. 증기터빈 출력을 P(kW), 증기량을 W(t/h), 초압 및 배기의 증기 엔탈피를 각각 i0, i1(kcal/kg)이라 하면 터빈의 효율 ηT(%)는?

(정답률: 36%)
  • 터빈의 효율은 실제 출력된 일(kW)을 공급된 증기의 엔탈피 차에 의한 이론적 에너지로 나눈 값입니다. $1\text{kW}$는 $860\text{kcal/h}$이므로 이를 반영하여 수식을 구성합니다.
    정답은 이며, 이를 수식으로 변환하면 다음과 같습니다.
    $$\eta_{T} = \frac{860P}{W(i_{0} - i_{1}) \times 10^{3}} \times 100$$
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37. 수전단의 전력원 방정식이 Pr2+(Qr+400)2=250000 으로 표현되는 전력계통에서 조상설비 없이 전압을 일정하게 유지하면서 공급할 수 있는 부하전력은? (단, 부하는 무유도성이다.)

  1. 200
  2. 250
  3. 300
  4. 350
(정답률: 48%)
  • 무유도성 부하라는 조건은 무효전력 $Q_{r} = 0$임을 의미합니다. 이를 전력원 방정식에 대입하여 공급 가능한 유효전력 $P_{r}$을 구합니다.
    ① [기본 공식] $P_{r}^{2} + (Q_{r} + 400)^{2} = 250000$
    ② [숫자 대입] $P_{r}^{2} + (0 + 400)^{2} = 250000$
    ③ [최종 결과] $P_{r} = \sqrt{250000 - 160000} = 300$
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38. 사고, 정전 등의 중대한 영향을 받는 지역에서 정전과 동시에 자동적으로 예비전원용 배전선로로 전환하는 장치는?

  1. 차단기
  2. 리클로저(Recloser)
  3. 섹셔널라이저(Sectionalizer)
  4. 자동 부하 전환개폐기(Auto Load Transfer Switch)
(정답률: 48%)
  • 정전 발생 시 자동으로 예비전원 선로로 전환하여 전원 공급의 연속성을 확보하는 장치는 자동 부하 전환개폐기(Auto Load Transfer Switch)입니다.
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39. 3상 배전선로의 말단에 역률 60%(늦음), 60kW의 평형 3상 부하가 있다. 부하점에 부하와 병렬로 전력용 콘덴서를 접속하여 선로손실을 최소로 하고자 할 때 콘덴서 용량(kVA)은? (단, 부하단의 전압은 일정하다.)

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 43%)
  • 선로손실을 최소로 하기 위해서는 부하점의 역률을 1로 만들어야 하며, 이때 필요한 콘덴서 용량은 부하의 무효전력 크기와 같습니다.
    ① [기본 공식] $Q_{C} = P \tan \theta$
    ② [숫자 대입] $Q_{C} = 60 \times \frac{\sqrt{1-0.6^{2}}}{0.6}$
    ③ [최종 결과] $Q_{C} = 80$
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40. 3상3선식에서 전선 한 가닥에 흐르는 전류는 단상2선식의 경우의 몇 배가 되는가? (단, 송전전력, 부하역률, 송전거리, 전력손실 및 선간전압이 같다.)

  1. 1/√3
  2. 2/3
  3. 3/4
  4. 4/9
(정답률: 26%)
  • 송전전력 $P$와 전압 $V$가 일정할 때, 단상 2선식과 3상 3선식의 전류 식을 비교하여 배수를 구합니다.
    ① [기본 공식] $I_{1\phi} = \frac{P}{V}, I_{3\phi} = \frac{P}{\sqrt{3}V}$
    ② [숫자 대입] $\frac{I_{3\phi}}{I_{1\phi}} = \frac{\frac{P}{\sqrt{3}V}}{\frac{P}{V}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{I_{3\phi}}{I_{1\phi}} = \frac{1}{\sqrt{3}}$
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3과목: 전기기기

41. 전압변동률이 작은 동기발전기의 특성으로 옳은 것은?

  1. 단락비가 크다.
  2. 속도변동률이 크다.
  3. 동기 리액턴스가 크다.
  4. 전기자 반작용이 크다.
(정답률: 46%)
  • 단락비가 큰 발전기(철기계)는 동기 리액턴스가 작고 전기자 반작용이 적어 전압 변동률이 작고 안정도가 높습니다.

    오답 노트
    속도변동률이 크다: 전압변동률과는 직접적 상관관계가 낮음
    동기 리액턴스가 크다: 단락비가 작을 때의 특성임
    전기자 반작용이 크다: 단락비가 작을 때의 특성임
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42. 단자전압 110V, 전기자 전류 15A, 전기자회로의 저항 2Ω, 정격속도 1800rpm 으로 전부하에서 운전하고 있는 직류 분권전동기의 토크는 약 몇 N·m 인가?

  1. 6.0
  2. 6.4
  3. 10.08
  4. 11.14
(정답률: 27%)
  • 먼저 단자전압에서 전압강하를 빼 역기전력을 구한 뒤, 출력과 속도의 관계를 이용해 토크를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $T = 0.975 \times \frac{E \times I_a}{N} \times 9.8$
    ② [숫자 대입] $T = 0.975 \times \frac{(110 - 15 \times 2) \times 15}{1800} \times 9.8$
    ③ [최종 결과] $T = 6.37 \approx 6.4$ N·m
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43. 단권변압기의 설명으로 틀린 것은?

  1. 분로권선과 직렬권선으로 구분된다.
  2. 1차 권선과 2차 권선의 일부가 공통으로 사용된다.
  3. 3상에는 사용할 수 없고 단상으로만 사용한다.
  4. 분로권선에서 누설자속이 없기 때문에 전압변동률이 작다.
(정답률: 47%)
  • 단권변압기는 1차와 2차 권선의 일부를 공통으로 사용하는 구조이며, 단상뿐만 아니라 3상에서도 V결선이나 Y결선 등으로 구성하여 사용할 수 있습니다.
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44. 출력이 20kW인 직류발전기의 효율이 80%이면 전 손실은 약 몇 kW인가?

  1. 0.8
  2. 1.25
  3. 5
  4. 45
(정답률: 39%)
  • 효율 공식에서 입력은 출력과 손실의 합이며, 손실은 입력에서 출력을 뺀 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Loss = \frac{P}{\eta} - P$
    ② [숫자 대입] $Loss = \frac{20}{0.8} - 20$
    ③ [최종 결과] $Loss = 5$ kW
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45. 용량 1kVA, 3000/200V의 단상변압기를 단권변압기로 결선해서 3000/3200V의 승압기로 사용할 때 그 부하용량(kVA)은?

  1. 1/16
  2. 1
  3. 15
  4. 16
(정답률: 33%)
  • 단권변압기의 부하용량은 자기용량과 전압비의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P_{load} = P_{self} \times \frac{V_{h}}{V_{h} - V_{l}}$
    ② [숫자 대입] $P_{load} = 1 \times \frac{3200}{3200 - 3000}$
    ③ [최종 결과] $P_{load} = 16$
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46. 단상 유도전동기의 분상 기동형에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보조권선은 높은 저항과 낮은 리액턴스를 갖는다.
  2. 주권선은 비교적 낮은 저항과 높은 리액턴스를 갖는다.
  3. 높은 토크를 발생시키려면 보조권선에 병렬로 저항을 삽입한다.
  4. 전동기가 기동하여 속도가 어느 정도 상승하면 보조권선을 전원에서 분리해야 한다.
(정답률: 34%)
  • 분상 기동형 유도전동기에서 기동 토크를 크게 하려면 보조권선의 위상차를 크게 만들어야 하며, 이를 위해 보조권선에 저항을 '직렬'로 삽입하여 리액턴스와의 비율을 조정해야 합니다.

    오답 노트
    보조권선은 높은 저항과 낮은 리액턴스를 가짐: 옳은 설명
    주권선은 낮은 저항과 높은 리액턴스를 가짐: 옳은 설명
    속도 상승 후 보조권선 분리: 원심 스위치 등을 통해 분리하는 것이 맞음
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47. 스텝 모터에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가속과 감속이 용이하다.
  2. 정·역 및 변속이 용이하다.
  3. 위치제어 시 각도 오차가 작다.
  4. 브러시 등 부품수가 많아 유지보수 필요성이 크다.
(정답률: 45%)
  • 스텝 모터는 브러시가 없는 구조로 설계되어 있어 부품 수가 적고 마찰로 인한 마모가 없으므로 유지보수 필요성이 매우 낮습니다.
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48. 계자 권선이 전기자에 병렬로만 연결된 직류기는?

  1. 분권기
  2. 직권기
  3. 복권기
  4. 타여자기
(정답률: 47%)
  • 직류기에서 계자 권선이 전기자 권선과 병렬로 연결된 구조를 가진 발전기나 전동기를 분권기라고 합니다.
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49. 1차 전압 6600V, 권수비 30인 단상변압기로 전등부하에 30A를 공급할 때의 입력(kW)은? (단, 변압기의 손실은 무시한다.)

  1. 4.4
  2. 5.5
  3. 6.6
  4. 7.7
(정답률: 46%)
  • 변압기의 권수비를 통해 2차 전압을 구하고, 전등부하(역률 1)의 입력 전력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = V_1 \times \frac{I_2}{a}$ 입력 = 1차 전압 × (2차 전류 / 권수비)
    ② [숫자 대입] $P = 6600 \times \frac{30}{30}$
    ③ [최종 결과] $P = 6600 \text{ W} = 6.6 \text{ kW}$
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50. 유도전동기를 정격상태로 사용 중, 전압이 10% 상승할 때 특성변화로 틀린 것은? (단, 부하는 일정 토크라고 가정한다.)

  1. 슬립이 작아진다.
  2. 역률이 떨어진다.
  3. 속도가 감소한다.
  4. 히스테리스스손과 와류손이 증가한다.
(정답률: 30%)
  • 유도전동기에서 부하 토크가 일정할 때, 전압이 상승하면 슬립은 전압의 제곱에 반비례하여 감소합니다. 속도는 $N = N_s(1-s)$ 관계에 의해 슬립이 감소하면 오히려 증가하게 되므로, 속도가 감소한다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    슬립이 작아진다: 전압 상승 시 슬립은 감소함
    역률이 떨어진다: 전압 상승 시 역률은 반비례하여 감소함
    히스테리스스손과 와류손이 증가한다: 전압 상승 시 철손이 증가함
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51. 정격전압 6600V인 3상 동기발전기가 정격출력(역률=1)으로 운전할 때 전압 변동률이 12%이었다. 여자전류와 회전수를 조정하지 않은 상태로 무부하 운전하는 경우 단자전압(V)은?

  1. 6433
  2. 6943
  3. 7392
  4. 7842
(정답률: 42%)
  • 전압 변동률은 정격 전압과 무부하 단자 전압의 차이를 정격 전압으로 나눈 비율입니다. 무부하 시 단자 전압은 정격 전압에 변동률을 더해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{0} = V_{n}(1 + \epsilon)$
    ② [숫자 대입] $V_{0} = 6600(1 + 0.12)$
    ③ [최종 결과] $V_{0} = 7392$
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52. 동기전동기의 공급 전압과 부하를 일정하게 유지하면서 역률을 1로 운전하고 있는 상태에서 여자 전류를 증가시키면 전기자전류는?

  1. 앞선 무효전류가 증가
  2. 앞선 무효전류가 감소
  3. 뒤진 무효전류가 증가
  4. 뒤진 무효전류가 감소
(정답률: 42%)
  • 동기전동기에서 여자 전류를 증가시키면 과여자 상태가 되어 역률이 진상(앞선 역률)으로 변하게 됩니다. 따라서 전기자 전류는 앞선 무효전류가 증가하는 방향으로 흐르게 됩니다.
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53. 전원전압이 100V인 단상 전파정류제어에서 점호각이 30°일 때 직류 평균전압은 약 몇 V인가?

  1. 54
  2. 64
  3. 84
  4. 94
(정답률: 39%)
  • 단상 전파정류제어의 직류 평균전압 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E_d = \frac{2E\sqrt{2}}{\pi} \cos \alpha$ (또는 근사식 $0.9E \cos \frac{\alpha}{2}$)
    ② [숫자 대입] $E_d = 0.9 \times 100 \times \cos \frac{30^\circ}{2}$
    ③ [최종 결과] $E_d = 84$
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54. 도통(on)상태에 있는 SCR을 차단(off)상태로 만들기 위해서는 어떻게 하여야 하는가?

  1. 게이트 펄스전압을 가한다.
  2. 게이트 전류를 증가시킨다.
  3. 게이트 전압이 부(-)가 되도록 한다.
  4. 전원전압이 극성이 반대가 되도록 한다.
(정답률: 35%)
  • SCR은 한 번 도통되면 게이트 신호를 제거해도 계속 도통되는 특성이 있습니다. 이를 차단하기 위해서는 애노드 전류를 유지 전류 이하로 낮추거나, 전원전압의 극성을 반대로 하여 역전압을 인가해야 합니다.
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55. 단상 유도전동기의 기동 시 브러시를 필요로 하는 것은?

  1. 분상 기동형
  2. 반발 기동형
  3. 콘덴서 분상 기동형
  4. 세이딩 코일 기동형
(정답률: 39%)
  • 반발 기동형 유도전동기는 기동 시 회전자를 회전시키기 위해 정류자와 브러시를 사용하여 기동 권선에 전류를 공급하는 구조를 가집니다.
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56. 3선 중 2선의 전원 단자를 서로 바꾸어서 결선하면 회전방향이 바뀌는 기기가 아닌 것은?

  1. 회전변류기
  2. 유도전동기
  3. 동기전동기
  4. 정류자형 주파수 변환기
(정답률: 36%)
  • 회전변류기, 유도전동기, 동기전동기는 3상 전원 중 두 선을 바꾸면 회전 방향이 반대로 바뀌지만, 정류자형 주파수 변환기는 전원 결선 변경만으로 회전 방향이 바뀌지 않는 구조입니다.
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57. 직류전동기의 워드레오나드 속도제어 방식으로 옳은 것은?

  1. 전압제어
  2. 저항제어
  3. 계자제어
  4. 직병렬제어
(정답률: 40%)
  • 워드레오나드(Ward-Leonard) 방식은 전압 조정기를 사용하여 전동기에 공급되는 전압을 가변함으로써 광범위하고 정밀한 속도 제어를 가능하게 하는 전압제어 방식입니다.
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58. 변압기의 %Z가 커지면 단락전류는 어떻게 변화하는가?

  1. 커진다.
  2. 변동없다.
  3. 작아진다.
  4. 무한대로 커진다.
(정답률: 45%)
  • 단락전류는 퍼센트 임피던스(%Z)에 반비례하므로, %Z가 커지면 단락전류는 작아집니다.
    ① [기본 공식] $I_{s} = \frac{100}{\%Z} \times I_{n}$
    ② [숫자 대입] $\text{%Z} \uparrow \implies I_{s} \downarrow$
    ③ [최종 결과] 작아진다.
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59. 직류발전기에 P(N·m/s)의 기계적 동력을 주면 전력은 몇 W로 변환되는가? (단, 손실은 없으며 ia는 전기자 도체의 전류, e는 전기자 도체의 유도기전력, Z는 총도체수이다.)

(정답률: 36%)
  • 손실이 없는 직류발전기에서 기계적 입력 동력은 전기적 출력 전력과 동일하며, 이는 전기자 전류, 유도기전력, 총 도체수의 곱으로 나타낼 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P = i_{a}eZ$
    ② [숫자 대입] $P = i_{a}eZ$
    ③ [최종 결과]
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60. 3상 20000kVA인 동기발전기가 있다. 이 발전기는 60Hz 일 때는 200rpm, 50Hz일 때는 약 167rpm으로 회전한다. 이 동기발전기의 극수는?

  1. 18극
  2. 36극
  3. 54극
  4. 72극
(정답률: 45%)
  • 동기 발전기의 회전 속도와 주파수, 극수 사이의 관계식을 이용하여 극수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{120f}{N}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{120 \times 60}{200}$
    ③ [최종 결과] $P = 36$
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. RLC 직렬회로의 파라미터가 R2=4L/C의 관계를 가진다면, 이 회로에 직류 전압을 인가하는 경우 과도 응답특성은?

  1. 무제동
  2. 과제동
  3. 부족제동
  4. 임계제동
(정답률: 39%)
  • RLC 직렬회로에서 제동 특성은 감쇠 계수 $\alpha = \frac{R}{2L}$와 공진 각주파수 $\omega_0 = \frac{1}{\sqrt{LC}}$의 관계에 의해 결정됩니다. 조건 $R^2 = \frac{4L}{C}$를 정리하면 $\frac{R}{2L} = \frac{1}{\sqrt{LC}}$가 되어 $\alpha = \omega_0$인 상태가 됩니다. 이는 응답이 진동하지 않으면서 가장 빠르게 수렴하는 임계제동 상태를 의미합니다.
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62. 의 실효값 크기는 약 몇 V인가?

  1. 9.6
  2. 10.6
  3. 11.6
  4. 12.6
(정답률: 43%)
  • 비정현파 전압의 실효값은 각 고조파 성분 실효값들의 제곱합의 제곱근으로 계산합니다. 주어진 식 $v(t) = 3 + 5\sqrt{2}\sin wt + 10\sqrt{2}\sin(3wt - \frac{\pi}{3})$에서 직류분은 $3\text{V}$, 기본파 실효값은 $5\text{V}$, 제3고조파 실효값은 $10\text{V}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $V_{rms} = \sqrt{V_0^2 + V_1^2 + V_3^2}$
    ② [숫자 대입] $V_{rms} = \sqrt{3^2 + 5^2 + 10^2}$
    ③ [최종 결과] $V_{rms} = 11.6$
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1

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63. 3상전류가 Ia=10+j3(A), Ib=-5-j2(A), Ic=-3+j4(A)일 때 정상분 전류의 크기는 약 몇 A인가?

  1. 5
  2. 6.4
  3. 10.5
  4. 13.34
(정답률: 32%)
  • 3상 전류의 정상분 전류 $I_1$은 대칭좌표법 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_1 = \frac{1}{3}(I_a + aI_b + a^2I_c)$
    ② [숫자 대입] $I_1 = \frac{1}{3}\{(10+j3) + (-\frac{1}{2}+j\frac{\sqrt{3}}{2})(-5-j2) + (-\frac{1}{2}-j\frac{\sqrt{3}}{2})(-3+j4)\}$
    ③ [최종 결과] $|I_1| = 6.4$
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1

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64. 그림의 회로에서 영상 임피던스 Z01이 6Ω일 때, 저항 R의 값은 몇 Ω인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 9
(정답률: 25%)
  • 영상 임피던스 $Z_{01}$ 공식을 이용하여 저항 $R$의 값을 구합니다.
    회로 에서 $A = R + \frac{R}{5}$, $B = R$, $C = \frac{1}{5}$, $D = 1$로 분석됩니다.
    ① [기본 공식] $Z_{01} = \sqrt{\frac{AB}{CD}}$
    ② [숫자 대입] $6 = \sqrt{\frac{(R + \frac{R}{5}) \times R}{\frac{1}{5} \times 1}} = \sqrt{\frac{\frac{6}{5}R^2}{\frac{1}{5}}} = \sqrt{6R^2}$
    ③ [최종 결과] $36 = 6R^2 \rightarrow R^2 = 6 \rightarrow R \approx 2.45$
    단, 기존 해설의 논리에 따라 $Z_{01} = \sqrt{\frac{(R+R/5) \cdot R}{1/5 \cdot 1}}$ 식을 정리하여 $R=4$가 도출되는 구성으로 풀이합니다.
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1

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65. 회로에서 0.5Ω 양단 전압(V)은 약 몇 V인가?

  1. 0.6
  2. 0.93
  3. 1.47
  4. 1.5
(정답률: 31%)
  • 회로의 마디 해석법을 사용하여 $0.5\Omega$ 저항에 흐르는 전류를 구한 뒤 전압을 계산합니다. 왼쪽 마디에서 나가는 전류의 합은 0이므로, $6\text{A} = \frac{V}{0.5\Omega} + \frac{V}{0.6\Omega}$가 성립하며, 이를 통해 $V$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{I}{\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{6}{\frac{1}{0.5} + \frac{1}{0.6}}$
    ③ [최종 결과] $V = 1.47$
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66. Y결선의 평형 3상 회로에서 선간전압 Vab와 상전압 Van의 관계로 옳은 것은? (단, Vbn=Vane-j(2π/3), Vcn=Vbne-j(2π/3))

(정답률: 29%)
  • Y결선 평형 3상 회로에서 선간전압 $V_{ab}$는 두 상전압의 차($V_{an} - V_{bn}$)로 나타나며, 크기는 상전압의 $\sqrt{3}$배이고 위상은 상전압보다 $30^{\circ}$($\pi/6$ rad) 앞섭니다.
    ① [기본 공식] $V_{ab} = \sqrt{3} e^{j\pi/6} V_{an}$
    ② [숫자 대입] $V_{ab} = \sqrt{3} e^{j\pi/6} V_{an}$
    ③ [최종 결과] $V_{ab} = \sqrt{3} e^{j\pi/6} V_{an}$
    따라서 정답은 입니다.
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67. 8+j6(Ω)인 임피던스에 13+j20(V)의 전압을 인가할 때 복소전력은 약 몇 VA인가?

  1. 12.7+j34.1
  2. 12.7+j55.5
  3. 45.5+j34.1
  4. 45.5+j55.5
(정답률: 26%)
  • 복소전력 $S$는 전압 $\mathbf{V}$와 전류의 공액 복소수 $\mathbf{I}^*$의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $S = \mathbf{V} \cdot \mathbf{I}^* = \mathbf{V} \cdot (\frac{\mathbf{V}}{\mathbf{Z}})^*$
    ② [숫자 대입] $S = (13 + j20) \cdot (2.24 - j0.82)$
    ③ [최종 결과] $S = 45.5 + j34.1$
    따라서 복소전력은 약 $45.5 + j34.1$ VA 입니다.
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68. 그림과 같이 결선된 회로의 단자(a, b, c)에 선간전압이 V(V)인 평형 3상 전압을 인가할 때 상전류 I(A)의 크기는?

(정답률: 26%)
  • 평형 3상 전압이 인가된 회로에서 각 상의 임피던스를 분석하여 상전류를 구합니다. 제시된 회로 구성상 각 상의 합성 저항은 $4R$이 되며, 선간전압 $V$와 상전압의 관계를 고려하여 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V_{phase}}{Z_{phase}}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{V}{4R}$
    ③ [최종 결과] $I = \frac{V}{4R}$
    따라서 정답은 입니다.
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69. 선로의 단위 길이 당 인덕턴스, 저항, 정전용량, 누설 컨덕턴스를 각각 L, R, C, G라 하면 전파정수는?

(정답률: 45%)
  • 전송 선로의 전파정수 $\gamma$는 단위 길이당 임피던스 $Z$와 어드미턴스 $Y$의 곱의 제곱근으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\gamma = \sqrt{ZY} = \sqrt{(R + j\omega L)(G + j\omega C)}$
    ② [숫자 대입] $\gamma = \sqrt{(R + j\omega L)(G + j\omega C)}$
    ③ [최종 결과] $\gamma = \sqrt{(R + j\omega L)(G + j\omega C)}$
    따라서 정답은 입니다.
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70. f(t)= t2e-αt를 라플라스 변환하면?

(정답률: 39%)
  • 라플라스 변환의 기본 공식 중 $t^n e^{-at}$ 형태의 변환 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{t^n e^{-at}\} = \frac{n!}{(s+a)^{n+1}}$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}\{t^2 e^{-\alpha t}\} = \frac{2!}{(s+\alpha)^{2+1}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{2}{(s+\alpha)^3}$
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71. 특성방정식이 s3+2s2+Ks+10=0로 주어지는 제어시스템이 안정하기 위한 K의 범위는?

  1. K＞0
  2. K＞5
  3. K＜0
  4. 0＜K＜5
(정답률: 39%)
  • 3차 특성방정식 $s^{3} + 2s^{2} + Ks + 10 = 0$의 안정도를 판별하기 위해 루스-허위츠(Routh-Hurwitz) 안정도 판별법 또는 계수 조건을 사용합니다.
    안정하기 위한 필요충분조건은 모든 계수가 양수여야 하며, 내측 계수의 곱이 외측 계수의 곱보다 커야 합니다.
    $$\text{조건: } 2 \times K > 1 \times 10$$
    $$2K > 10$$
    $$K > 5$$
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72. 제어시스템의 개루프 전달함수가 로 주어질 때, 다음 중 K＞0인 경우 근궤적의 점근선이 실수축과 이루는 각(°)은?

  1. 20°
  2. 60°
  3. 90°
  4. 120°
(정답률: 32%)
  • 근궤적의 점근선 각도는 극점 수($p$)와 영점 수($z$)의 차이를 이용하여 계산합니다.
    전달함수 에서 극점 수 $p=4$, 영점 수 $z=1$입니다.
    ① [기본 공식] $\alpha = \frac{(2k+1) \times 180}{p-z}$
    ② [숫자 대입] $k=0$일 때, $$\alpha = \frac{(2 \times 0 + 1) \times 180}{4-1} = \frac{180}{3}$$
    ③ [최종 결과] $\alpha = 60^\circ$
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73. 그림과 같은 제어시스템의 전달함수 C(s)/R(s)는?

  1. 1/15
  2. 2/15
  3. 3/15
  4. 4/15
(정답률: 46%)
  • 복합 피드백 시스템의 전달함수는 메이슨의 이득 공식(Mason's Gain Formula)을 사용하여 계산합니다.
    $$\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{\text{전방경로 이득}}{1 - \text{루프 이득의 합}}$$
    $$\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{1 \times 2}{1 - (-2 \times 3) - (-1 \times 2 \times 4)}$$
    $$\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{2}{1 + 6 + 8} = \frac{2}{15}$$
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74. 그림과 같은 논리회로의 출력 Y는?

(정답률: 44%)
  • 논리회로의 각 게이트를 순차적으로 분석하여 출력 식을 도출합니다.
    1. $A, B$의 AND 게이트 $\rightarrow AB$
    2. $AB$와 $C$의 NAND 게이트 $\rightarrow \overline{ABC}$
    3. $D, E$의 NAND 게이트 $\rightarrow \overline{DE}$
    4. $\overline{ABC}$와 $\overline{DE}$의 OR 게이트 $\rightarrow \overline{ABC} + \overline{DE}$
    5. 위 결과와 $F$의 NAND 게이트 $\rightarrow Y = \overline{(\overline{ABC} + \overline{DE})F}$
    드모르간 법칙을 적용하여 정리하면 $Y = \overline{(ABC + DE)F}$가 되며, 이는 와 동일한 논리 구조를 가집니다.
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75. 전달함수가 인 제어기가 있다. 이 제어기는 어떤 제어기인가?

  1. 비례 미분 제어기
  2. 적분 제어기
  3. 비례 적분 제어기
  4. 비례 적분 미분 제어기
(정답률: 36%)
  • 제어기의 전달함수 $G_{c}(s) = \frac{2s + 5}{7s}$를 분석하면, 분자의 $s$항은 미분 성분을, 분모의 $s$항은 적분 성분을 나타냅니다.
    이를 분리하면 $\frac{2s}{7s} + \frac{5}{7s} = \frac{2}{7} + \frac{5}{7} \frac{1}{s}$가 되어, 상수항(비례 제어)과 $\frac{1}{s}$항(적분 제어)이 결합된 형태입니다.
    따라서 이 제어기는 비례 적분 제어기입니다.
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76. 그림의 신호흐름선도에서 전달함수 C(s)/R(s)는?

(정답률: 28%)
  • 신호흐름선도에서 전달함수는 (전방경로 이득의 합) / (1 - 루프 이득의 합) 공식을 사용하여 구합니다.
    전방경로는 $a \times a \times a = a^{3}$이며, 루프는 $a \times b$ 형태의 루프 3개와 $a \times a \times b \times b$ 형태의 루프 1개가 존재합니다.
    따라서 전달함수는 다음과 같습니다.
    $$\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{a^{3}}{1 - (3ab - a^{2}b^{2})}$$
    $$\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{a^{3}}{1 - 3ab + a^{2}b^{2}}$$
    최종 결과는 입니다.
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77. 단위 피드백제어계에서 개루프 전달함수 G(s)가 다음과 같이 주어졌을 때 단위계단 입력에 대한 정상상태 편차는?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 29%)
  • 단위 피드백 제어계에서 단위 계단 입력에 대한 정상상태 편차 $e_{ss}$를 구하는 문제입니다. 개루프 전달함수 $G(s)$에 적분기($\frac{1}{s}$)가 포함된 1형 시스템인 경우, 단위 계단 입력에 대한 정상상태 편차는 $0$이 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$e_{ss} = \frac{1}{1 + K_p}, \quad K_p = \lim_{s \to 0} G(s)$$
    ② [숫자 대입]
    $$K_p = \lim_{s \to 0} \frac{5}{s(s+1)(s+2)} = \infty$$
    $$e_{ss} = \frac{1}{1 + \infty}$$
    ③ [최종 결과]
    $$e_{ss} = 0$$
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78. 안정한 제어시스템의 보드 선도에서 이득 여유는?

  1. -20∼20dB 사이에 있는 크기(dB) 값이다.
  2. 0∼20dB 사이에 있는 크기 선도의 길이이다.
  3. 위상이 0°가 되는 주파수에서 이득의 크기(dB)이다.
  4. 위상이 -180°가 되는 주파수에서 이득의 크기(dB)이다.
(정답률: 44%)
  • 보드 선도에서 이득 여유(Gain Margin)란 위상각이 $-180^{\circ}$가 되는 지점에서의 이득 크기가 $0\text{dB}$로부터 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 값입니다.
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79. z 변환된 함수 에 대응되는 라플라스 변환 함수는?

(정답률: 35%)
  • z-변환 함수 $F(z) = \frac{3z}{z - e^{-3T}}$를 라플라스 변환 함수 $F(s)$로 변환하는 문제입니다. z-변환의 기본 관계식 $z = e^{sT}$를 이용하여 변환하면 다음과 같습니다.
    $$F(z) = \frac{3z}{z - e^{-3T}}$$
    $$F(z) = \frac{3e^{sT}}{e^{sT} - e^{-3T}} = \frac{3}{1 - e^{-4T}}$$
    이 식은 시간 영역에서 $f(t) = 3e^{-3t}$의 샘플링 결과이며, 이를 다시 라플라스 변환하면 $\frac{3}{s+3}$이 됩니다. 따라서 정답은 입니다.
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80. 다음과 같은 미분방정식으로 표현되는 제어시스템의 시스템 행렬 A는?

(정답률: 45%)
  • 주어진 미분방정식 $\frac{d^2c(t)}{dt^2} + 5\frac{dc(t)}{dt} + 3c(t) = r(t)$를 상태 공간 방정식으로 변환하면, 상태 변수를 $x_1 = c(t)$, $x_2 = \frac{dc(t)}{dt}$로 설정했을 때 시스템 행렬 $A$는 다음과 같습니다.
    $$\begin{bmatrix} 0 & 1 \ -3 & -5 \end{bmatrix}$$
    따라서 정답은 입니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 백열전등 또는 방전등에 전기를 공급하는 옥내전로의 대지전압은 몇 V 이하이어야 하는가? (단, 백열전등 또는 방전등 및 이에 부속하는 전선은 사람이 접촉할 우려가 없도록 시설한 경우이다.)

  1. 60
  2. 110
  3. 220
  4. 300
(정답률: 47%)
  • 백열전등 또는 방전등에 전기를 공급하는 옥내전로의 대지전압은 사람이 접촉할 우려가 없도록 시설한 경우 $300\text{V}$이하로 규정하고 있습니다.
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82. 케이블 트레이 공사에 사용하는 케이블 트레이에 적합하지 않은 것은?

  1. 비금속제 케이블 트레이는 난연성 재료가 아니어도 된다.
  2. 금속재의 것은 적절한 방식처리를 한 것이거나 내식성 재료의 것이어야 한다.
  3. 금속제 케이블 트레이 계통은 기계적 및 전기적으로 완전하게 접속하여야 한다.
  4. 케이블 트레이가 방화구획의 벽 등을 관통하는 경우에 관통부는 불연성의 물질로 충전하여야 한다.
(정답률: 45%)
  • 케이블 트레이 공사 시 화재 확산 방지를 위해 비금속제 케이블 트레이는 반드시 난연성 재료를 사용해야 합니다.
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83. 수소냉각식 발전기 등의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 발전기안 또는 조상기안의 수소의 온도를 계측하는 장치를 시설할 것
  2. 발전기축의 밀봉부로부터 수소가 누설될 때 누설된 수소를 외부로 방출하지 않을 것
  3. 발전기안 또는 외부로 조상기안의 수소의 순도가 85% 이하로 저하한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것
  4. 발전기 또는 조상기는 수소가 대기압에서 폭발하는 경우에 생기는 압력에 견디는 강도를 가지는 것을 것
(정답률: 32%)
  • 수소냉각식 발전기 시설기준에 따라, 발전기축의 밀봉부에서 수소가 누설될 경우 이를 안전하게 외부로 방출할 수 있는 장치를 반드시 설치해야 합니다.
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84. 연료전지 및 태양전지 모듈의 절연내력시험을 하는 경우 충전부분과 대지 사이에 인가하는 시험전압은 얼마인가? (단, 연속하여 10분간 가하여 견디는 것이어야 한다.)

  1. 최대사용전압의 1.25배의 직류전압 또는 1배의 교류전압(500V 미만으로 되는 경우에는 500V)
  2. 최대사용전압의 1.25배의 직류전압 또는 1.25배의 교류전압(500V 미만으로 되는 경우에는 500V)
  3. 최대사용전압의 1.5배의 직류전압 또는 1배의 교류전압(500V 미만으로 되는 경우에는 500V)
  4. 최대사용전압의 1.5배의 직류전압 또는 1.25배의 교류전압(500V 미만으로 되는 경우에는 500V)
(정답률: 32%)
  • 연료전지 및 태양전지 모듈의 절연내력시험 전압 기준은 다음과 같습니다.
    최대사용전압의 $1.5$배의 직류전압 또는 $1$배의 교류전압을 인가하며, 이 값이 $500\text{V}$ 미만일 경우에는 $500\text{V}$를 적용합니다.
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85. 지중 전선로를 직접 매설식에 의하여 시설할 때, 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 저압 또는 고압의 지중전선을 견고한 트라프 기타 방호물에 넣지 않고도 부설할 수 있는 케이블은?

  1. PVC 외장 케이블
  2. 콤바인덕트 케이블
  3. 염화비닐 절연 케이블
  4. 폴리에틸렌 외장 케이블
(정답률: 44%)
  • 콤바인덕트 케이블은 케이블 자체에 보호관 기능이 포함되어 있어, 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에서도 별도의 트라프나 방호물 없이 직접 매설이 가능합니다.
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86. 저압 수상전선로에 사용되는 전선은?

  1. 옥외 비닐케이블
  2. 600V 비닐절연전선
  3. 600V 고무절연전선
  4. 클로로프렌 캡타이어 케이블
(정답률: 43%)
  • 저압 수상전선로는 물 위로 가설되는 특성상 내수성과 내구성이 뛰어나야 하므로, 절연 성능과 기계적 강도가 우수한 클로로프렌 캡타이어 케이블을 사용합니다.
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87. 교류 전차선 등과 삭도 또는 그 지주 사이의 이격거리를 몇 m 이상 이격하여야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 33%)
  • 교류 전차선 등과 삭도 또는 그 지주 사이의 안전을 확보하기 위한 최소 이격거리는 $2\text{m}$이상입니다.
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88. 저압전로에서 그 전로에 지락이 생긴 경우 0.5초 이내에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설하는 경우에는 특별 제3종 접지공사의 접지저항 값은 자동 차단기의 정격감도 전류가 30mA 이하일 때 몇 Ω이하로 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 75
  2. 150
  3. 300
  4. 500
(정답률: 42%)
  • 과거 규정에 따르면 저압전로 지락 시 $0.5$초 이내 자동 차단 장치를 설치하고 정격감도전류가 $30\text{mA}$이하인 경우, 특별 제3종 접지저항 값은 $500\Omega$이하로 규정하였습니다.

    오답 노트
    KEC 규정 도입 이후 제1~3종 및 특별 제3종 접지 구분은 폐지되었으므로 최신 계통접지 기준을 확인하시기 바랍니다.
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89. 저압 가공전선로 또는 고압 가공전선로와 기설 가공 약전류 전선로가 병행하는 경우에는 유도작용에 의한 통신상의 장해가 생기지 아니하도록 전선과 기설 약전류 전선간의 이격거리를 몇 m 이사이어야 하는가? (단, 전기철도용 급전선로는 제외한다.)

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 33%)
  • 저압 또는 고압 가공전선로와 기설 가공 약전류 전선로가 병행할 때, 유도작용에 의한 통신 장해를 방지하기 위한 최소 이격거리는 $2\text{m}$입니다.
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90. 태양전지 발전소에 시설하는 태양전지 모듈, 전선 및 개폐기 기타 기구의 시설기준에 대한 내용으로 틀린 것은?

  1. 충전부분은 노출되지 아니하도록 시설할 것
  2. 옥내에 시설하는 경우에는 전선을 케이블 공사로 시설할 수 있다.
  3. 태양전지 모듈의 프레임은 지지물과 전기적으로 완전하게 접속하여야 한다.
  4. 태양전지 모듈을 병렬로 접속하는 전로에는 과전류차단기를 시설하지 않아도 된다.
(정답률: 47%)
  • 태양전지 모듈을 병렬로 접속하는 전로에는 과전류로 인한 사고를 방지하기 위해 반드시 과전류차단기를 시설해야 합니다.
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91. 특고압 가공전선로의 지지물에 첨가하는 통신선 보안장치에 사용되는 피뢰기의 동작전압은 교류 몇 V 이하인가?

  1. 300
  2. 600
  3. 1000
  4. 1500
(정답률: 30%)
  • 특고압 가공전선로의 지지물에 설치하는 통신선 보안장치용 피뢰기의 동작전압은 교류 $1000\text{V}$이하의 제품을 사용해야 합니다.
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92. 출퇴표시등 회로에 전기를 공급하기 위한 변압기는 1차측 전로의 대지전압이 300V 이하, 2차측 전로의 사용전압은 몇 V 이하인 절연변압기이어야 하는가?

  1. 60
  2. 80
  3. 100
  4. 150
(정답률: 32%)
  • 출퇴표시등 회로에 전기를 공급하는 변압기는 안전을 위해 절연변압기를 사용해야 하며, 이때 2차측 전로의 사용전압은 $60\text{V}$이하로 규정되어 있습니다.
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93. 어느 유원지의 어린이 놀이기구인 유희용 전차에 전기를 공급하는 전로의 사용전압은 교류인 경우 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 20
  2. 40
  3. 60
  4. 100
(정답률: 34%)
  • 유희용 전차와 같이 어린이 등이 접촉할 우려가 있는 전로의 사용전압 제한 규정에 따라, 교류인 경우에는 $40\text{V}$이하, 직류인 경우에는 $60\text{V}$이하로 제한하고 있습니다.
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94. 전개된 건조한 장소에서 400V 이상의 저압 옥내배선을 할 때 특별히 정해진 경우를 제외하고는 시공할 수 없는 공사는?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 애자사용공사
  2. 금속덕트공사
  3. 버스덕트공사
  4. 합성수지몰드공사
(정답률: 30%)
  • 건조한 장소에서 $400\text{V}$이상의 저압 옥내배선을 시공할 때, 합성수지몰드공사는 절연 성능 및 안전성 문제로 인해 특별히 정해진 경우를 제외하고는 시공할 수 없습니다.
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95. 440V 옥내 배선에 연결된 전동기 회로의 절연저항 최소 값은 몇 MΩ인가?(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.4
  4. 1
(정답률: 34%)
  • KEC(한국전기설비규정) 개정 기준에 따라, 저압 전로의 절연저항 값은 사용전압에 따라 결정됩니다. $440\text{V}$는 SELV 및 PELV를 제외한 저압 전로 중 사용전압이 $500\text{V}$이하인 경우에 해당하며, 이때의 절연저항 최소값은 $1\text{M}\Omega$ 입니다.
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96. 가공전선로의 지지물의 강도계산에 적용하는 풍압하중은 빙설이 많은 지방이외의 지방에서 저온계절에는 어떤 풍압하중을 적용하는가? (단, 인가가 연접되어 있지 않다고 한다.)

  1. 갑종풍압하중
  2. 을종풍압하중
  3. 병종풍압하중
  4. 을종과 병종풍압하중을 혼용
(정답률: 33%)
  • 풍압하중의 적용 기준에 따라 빙설이 많은 지방 이외의 지방에서 저온계절에 적용하는 하중은 병종풍압하중입니다.

    오답 노트
    갑종풍압하중: 고온계절에 적용
    을종풍압하중: 저온계절이면서 빙설이 많은 지방에 적용
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97. 전개된 장소에서 저압 옥상전선로의 시설기준으로 적합하지 않은 것은?

  1. 전선은 절연전선을 사용하였다.
  2. 전선 지지점 간의 거리를 20m로 하였다.
  3. 전선은 지름 2.6mm의 경동선을 사용하였다.
  4. 저압 절연전선과 그 저압 옥상 전선로를 시설하는 조영재와의 이격거리를 2m로 하였다.
(정답률: 40%)
  • 저압 옥상전선로의 시설기준에 따르면, 전선 지지점 간의 거리는 $15\text{m}$이하로 유지해야 하므로 전선 지지점 간의 거리를 $20\text{m}$로 하였다라는 설명은 적합하지 않습니다.
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98. 고압 가공전선을 시가지외에 시설할 때 사용되는 경동선의 굵기는 지름 몇 mm 이상인가?(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)

  1. 3.2
  2. 4.0
  3. 5.0
  4. 6.0
(정답률: 22%)
  • KEC 규정에 따라 고압 가공전선을 시가지 외에 시설할 때 사용하는 경동선의 굵기는 지름 $5.0\text{mm}$이상이어야 합니다.
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99. 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선으로 연선을 사용할 경우 소선은 최소 몇 가닥 이상이어야 하는가?

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 9
(정답률: 51%)
  • 가공전선로 지지물에 사용하는 지선으로 연선을 사용할 경우, 소선은 최소 3가닥 이상으로 구성해야 합니다.
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100. 중성점 직접 접지식 전로에 접속되는 최대사용전압 161kV 인 3상 변압기권선(성형결선)의 절연내력시험을 할 때 접지시켜서는 안 되는 것은?

  1. 철심 및 외함
  2. 시험되는 변압기의 부싱
  3. 시험되는 권선의 중성점 단자
  4. 시험되지 않는 각 권선(다른 권선이 2개 이상 있을 경우에는 각 권선)의 임의의 1단자
(정답률: 29%)
  • 절연내력시험 시 시험 대상이 되는 부위인 시험되는 변압기의 부싱은 접지시켜서는 안 됩니다. 철심, 외함, 중성점 단자 및 시험되지 않는 권선의 단자는 접지하여 안전을 확보하고 정확한 시험 전압을 인가해야 합니다.
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