전기공사기사 필기 기출문제복원 (2021-03-07)

전기공사기사 2021-03-07 필기 기출문제 해설

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전기공사기사
(2021-03-07 기출문제)

목록

1과목: 전기응용 및 공사재료

1. 금속의 표면 담금질에 쓰이는 가열방식은?

  1. 유도가열
  2. 유전가열
  3. 저항가열
  4. 아크가열
(정답률: 74%)
  • 금속의 표면 담금질에는 히스테리시스손과 와류손을 이용하는 유도가열 방식이 사용됩니다.

    오답 노트
    유전가열: 비닐, 목재 등 유전체 손실 이용
    저항가열: 도체 내의 저항손 이용
    아크가열: 아크열 이용
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2. 구리의 원자량은 63.54이고 원자가가 2일 때 전기화학당량은? (단, 구리 화학당량과 전기화학당량의 비는 약 96,494이다.)

  1. 0.3292 mg/C
  2. 0.03292 mg/C
  3. 0.3292 g/C
  4. 0.03292 g/C
(정답률: 66%)
  • 전기화학당량은 원자량을 원자가로 나눈 화학당량을 패러데이 상수(전기화학당량 비)로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\frac{A}{n}}{F}$ (전기화학당량 = (원자량 / 원자가) / 전기화학당량 비)
    ② [숫자 대입] $E = \frac{\frac{63.54}{2}}{96494}$
    ③ [최종 결과] $E = 0.3292\text{ mg/C}$
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3. SCR 사이리스터에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 게이트 전류에 의하여 턴온 시킬 수 있다.
  2. 게이트 전류에 의하여 턴오프 시킬 수 없다.
  3. 오프 상태에서는 순방향전압과 역방향전압 중 역방향전압에 대해서만 차단 능력을 가진다.
  4. 턴오프 된 후 다시 게이트 전류에 의하여 턴온시킬 수 있는 상태로 회복할 때까지 일정한 시간이 필요하다.
(정답률: 71%)
  • SCR은 쌍방향 전압 저지 소자로, 오프 상태에서는 순방향 전압과 역방향 전압 모두에 대해 차단 능력을 가집니다. 따라서 역방향 전압에 대해서만 차단 능력을 가진다는 설명은 틀린 것입니다.
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4. 형광등의 광색이 주광색일 때 색온도(K)는 약 얼마인가?

  1. 3,000
  2. 4,500
  3. 5,000
  4. 6,500
(정답률: 63%)
  • 주광색 형광등은 태양빛과 유사한 색온도를 가지며, 약 $6,500\text{K}$의 색온도를 나타냅니다.

    오답 노트
    백색 형광등: $4,200\text{K}$
    할로겐 전구: $3,000\text{K}$
    백열전구: $2,850\text{K}$
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5. 풍량 6,000m3/min, 전 풍압 120mmAq의 주 배기용 팬을 구동하는 전동기의 소요동력(kW)은? (단, 팬의 효율 η=60%, 여유계수 K=1.2이다.)

  1. 200
  2. 235
  3. 270
  4. 305
(정답률: 71%)
  • 송풍기의 소요동력은 풍량, 풍압, 여유계수를 곱한 값을 효율과 상수(6.1)의 곱으로 나누어 계산합니다.
    ① $P = \frac{Q \times P_t \times K}{6.1 \times \eta}$
    ② $P = \frac{6000 \times 120 \times 1.2}{6.1 \times 0.6}$
    ③ $P = 235.2$ kW
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6. 단상 반파정류회로에서 직류전압의 평균값 150V를 얻으려면 정류소자의 피크 역전압(PIV)은 약 몇 V인가? (단, 부하는 순저항 부하이고 정류소자의 전압강하(평균값)는 7V이다.)

  1. 247
  2. 349
  3. 493
  4. 698
(정답률: 53%)
  • 단상 반파 정류회로에서 피크 역전압(PIV)은 최대 전압과 같으며, 직류 평균 전압 $E_d$와 소자 전압강하 $e$의 합에 $\pi$를 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $PIV = \pi (E_d + e)$
    ② [숫자 대입] $PIV = \pi (150 + 7)$
    ③ [최종 결과] $PIV = 493.2$
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7. 전기 철도의 전동기 속도제어방식 중 주파수와 전압을 가변시켜 제어하는 방식은?

  1. 저항 제어
  2. 초퍼 제어
  3. 위상 제어
  4. VVVF 제어
(정답률: 86%)
  • VVVF 제어는 Variable Voltage Variable Frequency의 약자로, 전동기의 속도를 제어하기 위해 전압과 주파수를 동시에 가변시키는 방식입니다.
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8. 3,400lm의 광속을 내는 전구를 반경 14cm, 투과율 80%인 구형 글로브 내에서 점등시켰을 때 글로브의 평균 휘도(sb)는 약 얼마인가?

  1. 0.35
  2. 35
  3. 350
  4. 3,500
(정답률: 43%)
  • 구형 글로브 내 점광원의 평균 휘도는 광속과 글로브의 단면적, 그리고 투과율을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $B = \frac{F}{4\pi \times \pi r^{2}} \times \tau$
    ② [숫자 대입] $B = \frac{3400}{4\pi \times \pi \times 14^{2}} \times 0.8$
    ③ [최종 결과] $B = 0.35$
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9. 일반적인 농형 유도전동기의 기동법이 아닌 것은?

  1. Y - △ 기동
  2. 전전압 기동
  3. 2차 저항 기동
  4. 기동보상기에 의한 기동
(정답률: 85%)
  • 농형 유도전동기는 회전자가 구리 막대 등으로 고정된 구조이므로 전전압 기동, $\text{Y}-\Delta$ 기동, 기동보상기 기동법을 사용합니다.

    오답 노트
    2차 저항 기동: 권선형 유도전동기에서 사용하는 기동법임
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10. 물 7L를 14℃에서 100℃까지 1시간 동안 가열하고자 할 때, 전열기 용량(kW)은? (단, 전열기의 효율은 70%이다.)

  1. 0.5
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 74%)
  • 물 가열에 필요한 열량과 전열기의 효율을 고려하여 필요한 전력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{C \times m \times \Delta \theta}{860 \times \eta \times t}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{1 \times 7 \times (100 - 14)}{860 \times 0.7 \times 1}$
    ③ [최종 결과] $P = 1$
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11. 알칼리 축전지에서 소결식에 해당하는 초급방전형은?

  1. AM형
  2. AMH형
  3. AL형
  4. AH-S형
(정답률: 78%)
  • 알칼리 축전지의 방전 특성에 따른 분류를 구분하는 문제입니다. 소결식 구조이면서 초급방전형인 모델은 AH-S형입니다.

    오답 노트
    AM형: 표준형(포켓식)
    AMH형: 급방전형(포켓식)
    AL형: 완전방전형(포켓식)
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12. 장력이 걸리지 않는 개소의 알루미늄선 상호간 또는 알루미늄선과 동선의 압축접속에 사용하는 분기 슬리브는?

  1. 알루미늄 전선용 압축 슬리브
  2. 알루미늄 전선용 보수 슬리브
  3. 알루미늄 전선용 분기 슬리브
  4. 분기 접속용 동 슬리브
(정답률: 68%)
  • 알루미늄선 상호간 또는 알루미늄선과 동선의 압축접속 시, 분기 접속을 위해 사용하는 슬리브는 명칭 그대로 알루미늄 전선용 분기 슬리브를 사용합니다.
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13. 철주의 주주재로 사용하는 강관의 두께는 몇 mm 이상이어야 하는가?

  1. 1.6
  2. 2.0
  3. 2.4
  4. 2.8
(정답률: 60%)
  • 철주와 철탑의 재료 두께 기준을 구분하여 암기해야 합니다.

    오답 노트
    철탑: $2.4\text{mm}$이상
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14. 다음 중 지선에 근가를 시공할 때 사용되는 콘크리트 근가의 규격(길이)(m)은? (단, 원형지선근가는 제외한다.)(문제 오류로 가답안 발표시 2번으로 발표되었으나, 확정답안 발표시 2, 4정답처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 0.5
  2. 0.7
  3. 0.9
  4. 1.0
(정답률: 77%)
  • 지선에 사용되는 콘크리트 근가의 표준 규격 길이는 $0.7\text{m}$입니다.
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15. 가공전선로에 사용하는 애자가 구비해야 할 조건이 아닌 것은?

  1. 이상전압에 견디고, 내부이상전압에 대해 충분한 절연강도를 가질 것
  2. 전선의 장력, 풍압, 빙설 등의 외력에 의한 하중에 견딜 수 있는 기계적 강도를 가질 것
  3. 비, 눈, 안개 등에 대하여 충분한 전기적 표면저항이 있어 누설전류가 흐르지 못하게 할 것
  4. 온도나 습도의 변화에 대해 전기적 및 기계적 특성의 변화가 클 것
(정답률: 86%)
  • 애자는 전선을 지지하고 절연하는 장치이므로, 외부 환경 변화에 관계없이 안정적인 성능을 유지해야 합니다. 따라서 온도나 습도의 변화에 대해 전기적 및 기계적 특성의 변화가 작아야 합니다.
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16. 접지도체에 피뢰시스템이 접속되는 경우 접지도체의 최소 단면적(mm2)은? (단, 접지도체는 구리로 되어 있다.)

  1. 16
  2. 20
  3. 24
  4. 28
(정답률: 76%)
  • 접지도체에 피뢰시스템이 접속되는 경우, 재질이 구리일 때 최소 단면적은 $16\text{mm}^2$이상이어야 합니다.

    오답 노트
    철제 접지도체: $50\text{mm}^2$이상
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17. 셀룰러덕트의 최대 폭이 200mm를 초과할 때 셀룰러덕트의 판 두께는 몇 mm 이상이어야 하는가?

  1. 1.2
  2. 1.4
  3. 1.6
  4. 1.8
(정답률: 53%)
  • 셀룰러덕트의 판 두께는 최대 폭에 따라 결정되며, 최대 폭이 $200\text{mm}$를 초과하는 경우에는 $1.6\text{mm}$이상이어야 합니다.

    오답 노트
    $1.2\text{mm}$: 최대 폭 $150\text{mm}$이하일 때
    $1.4\text{mm}$: 최대 폭 $150\text{mm}$ 초과 $200\text{mm}$이하일 때
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18. 고압으로 수전하는 변전소에서 접지 보호용으로 사용되는 계전기의 영상전류를 공급하는 계전기는?

  1. CT
  2. PT
  3. ZCT
  4. GPT
(정답률: 89%)
  • 영상 변류기(ZCT)는 지락 사고 시 발생하는 영상 전류를 검출하여 계전기에 공급하는 역할을 합니다.

    오답 노트
    CT: 대전류를 소전류로 변성
    PT: 대전압을 소전압으로 변성
    GPT: 비접지 계통의 지락 전류 검출을 위한 접지형 계기용 변압기
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19. 상향 광속과 하향 광속이 거의 동일하므로 하향 광속으로 직접 작업면에 직사시키고 상향 광속의 반사광으로 작업면의 조도를 증가시키는 조명기구는?

  1. 간접 조명기구
  2. 직접 조명기구
  3. 반직접 조명기구
  4. 전반확산 조명기구
(정답률: 75%)
  • 상향 광속과 하향 광속이 거의 동일하여 사방으로 빛이 균일하게 비추는 조명 방식은 전반확산 조명기구입니다.

    오답 노트
    간접 조명기구: 빛이 천장이나 벽에 반사되어 비침
    직접 조명기구: 빛이 광원에서 작업면으로 바로 비침
    반직접 조명기구: 빛의 대부분(60~90%)을 직접 조명으로 이용
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20. KS C 8000에서 감전 보호와 관련하여 조명기구의 종류(등급)을 나누고 있다. 각 등급에 따른 기구의 설명이 틀린 것은?

  1. 등급 0 기구: 기초절연으로 일부분을 보호한 기구로서 접지단자를 가지고 있는 기구
  2. 등급Ⅰ기구: 기초절연만으로 전체를 보호한 기구로서 보호 접지단자를 가지고 있는 기구
  3. 등급Ⅱ 기구: 2중 절연을 한 기구
  4. 등급Ⅲ 기구: 정격전압이 교류 30V 이하인 전압의 전원에 접속하여 사용하는 기구
(정답률: 58%)
  • KS C 8000의 조명기구 감전 보호 등급에 관한 문제입니다. 등급 0 기구는 접지단자나 접지구 없이 기초절연만으로 전체가 보호된 기구를 말합니다.

    오답 노트
    등급 0 기구: 접지단자를 가지고 있다는 설명이 틀림
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2과목: 전력공학

21. 다음과 같은 유황곡선을 가진 수력지점에서 최대사용 수량 0C로 1년간 계속 발전하는데 필요한 저수지의 용량은?

  1. 면적 0CPBA
  2. 면적 0CDBA
  3. 면적 DEB
  4. 면적 PCD
(정답률: 52%)
  • 유황곡선에서 최대사용 수량 $0C$로 1년간 계속 발전하기 위해 필요한 저수지 용량을 찾는 문제입니다. 유황곡선(실제 유량)이 최대사용 수량(기준선 $CE$)보다 적은 구간의 부족분만큼 저수지에 저장해두어야 하므로, 기준선 $CE$와 유황곡선 사이의 면적인 면적 DEB가 필요 용량이 됩니다.
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22. 통신선과 평행인 주파수 60Hz의 3상 1회선 송전선이 있다. 1선 지락때문에 영상전류가 100A 흐르고 있다면 통신선에 유도되는 전자유도전압(V)은? (단, 영상전류는 전 전선에 걸쳐서 같으며, 송전선과 통신선과의 상호 인덕턴스는 0.06mH/km, 그 평행길이는 40km이다.)

  1. 156.6
  2. 162.8
  3. 230.2
  4. 271.4
(정답률: 36%)
  • 송전선 지락 시 통신선에 유도되는 전자유도전압을 구하는 문제입니다. 상호 인덕턴스와 영상전류, 병행길이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = 2 \pi f M L (3 I_0)$
    ② [숫자 대입] $E = 2 \times 3.14 \times 60 \times 0.06 \times 10^{-3} \times 40 \times (3 \times 100)$
    ③ [최종 결과] $E = 271.4$
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23. 고장전류의 크기가 커질수록 동작시간이 짧게 되는 특성을 가진 계전기는?

  1. 순한시 계전기
  2. 정한시 계전기
  3. 반한시 계전기
  4. 반한시 정한시 계전기
(정답률: 56%)
  • 고장전류의 크기와 계전기 동작시간의 관계를 묻는 문제입니다. 반한시 계전기는 고장전류가 커질수록 동작시간이 반비례하여 짧아지는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    순한시 계전기, 정한시 계전기: 전류 크기와 상관없이 동작시간이 일정함
    반한시 정한시 계전기: 전류가 커지면 시간이 짧아지다가 특정 시간 이후 일정해짐
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24. 3상 3선식 송전선에서 한 선의 저항이 10Ω, 리액턴스가 20Ω이며, 수전단의 선간전압이 60kV, 부하역률이 0.8인 경우에 전압강하율이 10%라 하면 이 송전선로는 약 몇 kW까지 수전할 수 있는가?

  1. 10,000
  2. 12,000
  3. 14,400
  4. 18,000
(정답률: 41%)
  • 수전단 전압과 전압강하율을 이용하여 수전 가능한 전력을 구하는 문제입니다. 전압강하율 $\delta$와 수전전력 $P$의 관계식을 활용합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\delta \times V^2}{R + X \tan \theta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{0.1 \times 60^2}{10 + 20 \times \frac{0.6}{0.8}}$
    ③ [최종 결과] $P = 14.4 \text{ MW} = 14,400 \text{ kW}$
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25. 기준 선간전압 23kV, 기준 3상 용량 5,000kVA, 1선의 유도 리액턴스가 15Ω일 때 % 리액턴스는?

  1. 28.36%
  2. 14.18%
  3. 7.09%
  4. 3.55%
(정답률: 53%)
  • 퍼센트 리액턴스는 기준 용량에 대한 리액턴스 전압 강하의 비율을 백분율로 나타낸 것입니다.
    ① [기본 공식] $\text{%}X = \frac{P Z}{10 V^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\text{%}X = \frac{5000 \times 15}{10 \times 23^{2}}$
    ③ [최종 결과] $\text{%}X = 14.18$
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26. 전력원선도의 가로축과 세로축을 나타내는 것은?

  1. 전압과 전류
  2. 전압과 전력
  3. 전류와 전력
  4. 유효전력과 무효전력
(정답률: 53%)
  • 전력원선도는 전력 계통의 운전 상태를 분석하기 위한 도표로, 가로축은 유효전력($P$), 세로축은 무효전력($Q$)을 나타내어 전력의 흐름과 전압 변동을 파악합니다.
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27. 화력발전소에서 증기 및 급수가 흐르는 순서는?

  1. 절탄기 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기
  2. 보일러 → 절탄기 → 과열기 → 터빈 → 복수기
  3. 보일러 → 과열기 → 절탄기 → 터빈 → 복수기
  4. 절탄기 → 과열기 → 보일러 → 터빈 → 복수기
(정답률: 47%)
  • 화력발전소의 기본 사이클은 급수를 가열하여 증기를 만들고 이를 통해 터빈을 돌리는 과정입니다. 절탄기에서 급수를 예열하고, 보일러에서 증발시킨 후, 과열기에서 온도를 더 높여 터빈으로 보내고, 마지막으로 복수기에서 다시 물로 응축시키는 순서로 흐릅니다.
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28. 연료의 발열량이 430kcal/kg일 때 화력발전소의 열효율(%)은? (단, 발전기의 출력은 PG[kW], 시간당연료의 소비량은 B[kg/h]이다.)

(정답률: 42%)
  • 화력발전소의 열효율은 공급된 열량 대비 출력 전력의 비율로 계산하며, $1\text{kcal} = 4.186\text{kJ}$ 관계를 이용하여 환산 계수 $860$을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{860 P_{G}}{B H} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{860 P_{G}}{B \times 430} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 2 \times \frac{P_{G}}{B} \times 100$
    따라서 정답은 입니다.
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29. 송전선로에서 1선 지락시에 건전상의 전압상승이 가장 적은 접지방식은?

  1. 비접지방식
  2. 직접접지방식
  3. 저항접지방식
  4. 소호리액터접지방식
(정답률: 43%)
  • 직접접지방식은 지락 사고 시 지락전류가 최대가 되는 대신, 건전상의 전위 상승이 $1.3$배 이하로 가장 적게 억제되는 방식입니다.

    오답 노트
    비접지방식: 전위 상승이 $\sqrt{3}$배 이상으로 큼
    소호리액터접지방식: 지락전류는 최소화되나 전위 상승은 최대가 됨
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30. 접지봉으로 탑각의 접지저항 값을 희망하는 접지저항 값까지 줄일 수 없을 때 사용하는 것은?

  1. 가공지선
  2. 매설지선
  3. 크로스본드선
  4. 차폐선
(정답률: 53%)
  • 접지봉만으로는 목표로 하는 접지저항 값을 달성하기 어려울 때, 접지봉과 병렬로 지중에 전선을 매설하여 접지 단면적을 넓힘으로써 저항을 낮추는 매설지선을 사용합니다.
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31. 전력 퓨즈(Power Fuse)는 고압, 특고압기기의 주로 어떤 전류의 차단을 목적으로 설치하는가?

  1. 충전전류
  2. 부하전류
  3. 단락전류
  4. 영상전류
(정답률: 54%)
  • 전력 퓨즈(Power Fuse)는 부하 전류는 통과시키고, 단락 사고 시 발생하는 매우 큰 단락전류를 신속하게 차단하여 기기를 보호하는 것이 주 목적입니다.
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32. 정전용량이 C1이고, V1의 전압에서 Qr의 무효전력을 발생하는 콘덴서가 있다. 정전용량을 변화시켜 2배로 승압된 전압(2V1)에서도 동일한 무효전력 Qr을 발생시키고자 할 때, 필요한 콘덴서의 정전용량(C2)은?

  1. C2=4C1
  2. C2=2C1
  3. C2=(1/2)C1
  4. C2=(1/4)C1
(정답률: 34%)
  • 콘덴서의 무효전력은 정전용량과 전압의 제곱에 비례합니다. 전압이 2배가 되면 무효전력은 4배가 되므로, 동일한 무효전력을 유지하기 위해서는 정전용량을 1/4로 줄여야 합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \omega C V^{2}$
    ② [숫자 대입] $Q_{r} = \omega C_{2} (2V_{1})^{2} = \omega C_{2} \cdot 4V_{1}^{2}$
    ③ [최종 결과] $C_{2} = \frac{1}{4}C_{1}$
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33. 송전선로에서의 고장 또는 발전기 탈락과 같은 큰 외란에 대하여 계통에 연결된 각 동기기가 동기를 유지하면서 계속 안정적으로 운전할 수 있는지를 판별하는 안정도는?

  1. 동태안정도(dynamic stability)
  2. 정태안정도(steady-state stability)
  3. 전압안정도(voltage stability)
  4. 과도안정도(transient stability)
(정답률: 47%)
  • 송전선로의 고장이나 발전기 탈락과 같은 급격하고 큰 외란이 발생했을 때, 계통의 동기기가 동기를 유지하며 안정적으로 운전될 수 있는지를 판별하는 능력은 과도안정도(transient stability)입니다.
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34. 송전선로의 고장전류계산에 영상 임피던스가 필요한 경우는?

  1. 1선 지락
  2. 3상 단락
  3. 3선 단선
  4. 선간 단락
(정답률: 55%)
  • 고장전류 계산 시 대칭 좌표법을 사용하며, 지락 사고와 같이 중성점이나 대지를 통해 전류가 흐르는 경우에는 영상분 전류가 발생하므로 영상 임피던스가 반드시 필요합니다.

    오답 노트
    3상 단락: 정상분만 존재
    선간 단락: 정상분과 역상분만 존재
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35. 배전선로의 주상변압기에서 고압측-저압측에 주로 사용되는 보호장치의 조합으로 적합한 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 49%)
  • 주상변압기의 보호장치는 고압측에는 과전류 차단 및 회로 분리를 위한 컷아웃 스위치를 설치하고, 저압측에는 과부하 보호를 위한 캐치홀더(퓨즈)를 설치하는 것이 표준입니다.
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36. 용량 20kVA인 단상 주상 변압기에 걸리는 하루 동안의 부하가 처음 14시간 동안은 20kW, 다음 10시간 동안은 10kW일 때, 이 변압기에 의한 하루 동안의 손실량(Wh)은? (단, 부하의 역률은 1로 가정하며, 변압기의 전 부하동손은 300W, 철손은 100W이다.)

  1. 6,850
  2. 7,200
  3. 7,350
  4. 7,800
(정답률: 36%)
  • 변압기의 하루 총 손실은 24시간 동안 일정하게 발생하는 철손과 부하율의 제곱에 비례하여 변하는 동손의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{손실} = 24 \times P_{i} + \sum (t \times m^{2} \times P_{c})$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{손실} = 24 \times 100 + (14 \times 1^{2} \times 300) + (10 \times 0.5^{2} \times 300)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{손실} = 7350\text{ Wh}$$
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37. 케이블 단선사고에 의한 고장점까지의 거리를 정전용량측정법으로 구하는 경우, 건전상의 정전용량이 C, 고장점까지의 정전용량이 Cx, 케이블의 길이가 ℓ일 때 고장점까지의 거리를 나타내는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 41%)
  • 케이블의 정전용량은 길이에 비례하므로, 전체 길이에 대한 전체 정전용량의 비와 고장점까지의 길이에 대한 고장점 정전용량의 비가 같다는 원리를 이용합니다.
    따라서 고장점까지의 거리 $x$는 다음과 같이 계산됩니다.
    $$\frac{C_{x}}{C} = \frac{x}{\ell}$$
    이를 $x$에 대해 정리하면 정답인 $\frac{C_{x}}{C}\ell$이 도출됩니다.
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38. 수용가의 수용률을 나타낸 식은?

  1. (합성최대수용전력[kW]/평균전력[kW])×100%
  2. (평균전력[kW]/합성최대수용전력[kW])×100%
  3. (부하설비합계[kW]/최대수용전력[kW])×100%
  4. (최대수용전력[kW]/부하설비합계[kW])×100%
(정답률: 48%)
  • 수용률은 설치된 총 부하설비 용량에 대해 실제로 동시에 사용하는 최대전력이 어느 정도인지를 나타내는 비율입니다.
    핵심 원리는 전체 설비 용량 대비 최대 사용 전력의 비를 구하는 것입니다.
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39. % 임피던스에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단위를 갖지 않는다.
  2. 절대량이 아닌 기준량에 대한 비를 나타낸 것이다.
  3. 기기 용량의 크기와 관계없이 일정한 범위의 값을 가진다.
  4. 변압기나 동기기의 내부 임피던스에만 사용할 수 있다.
(정답률: 51%)
  • % 임피던스는 변압기나 동기기 같은 기기의 내부 임피던스뿐만 아니라 전선로의 임피던스 또한 %법으로 나타내어 사용할 수 있습니다.

    오답 노트
    단위를 갖지 않는다: 무명수로 표시되어 단위 환산이 필요 없음
    기준량에 대한 비: 절대량이 아닌 기준량 대비 비율로 표시함
    일정한 범위의 값: 기기 용량의 크기와 상관없이 일정 범위 내의 값을 가짐
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40. 역률 0.8, 출력 320kW인 부하에 전력을 공급하는 변전소에 역률 개선을 위해 전력용 콘덴서 140kVA를 설치했을 때 합성역률은?

  1. 0.93
  2. 0.95
  3. 0.97
  4. 0.99
(정답률: 40%)
  • 부하의 기존 무효전력을 구한 뒤, 설치한 전력용 콘덴서의 진상 무효전력을 차감하여 합성 역률을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\cos \theta = \frac{P}{\sqrt{P^2 + (P \tan \theta - Q_C)^2}}$
    ② [숫자 대입] $\cos \theta = \frac{320}{\sqrt{320^2 + (320 \times \frac{0.6}{0.8} - 140)^2}}$
    ③ [최종 결과] $\cos \theta = 0.95$
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3과목: 전기기기

41. 전류계를 교체하기 위해 우선 변류기 2차측을 단락시켜야 하는 이유는?

  1. 측정오차 방지
  2. 2차측 절연 보호
  3. 2차측 과전류 보호
  4. 1차측 과전류 방지
(정답률: 43%)
  • 변류기 2차측을 개방하면 2차 권선에 매우 높은 고전압이 유기되어 절연 파괴의 위험이 있으므로, 이를 방지하기 위해 반드시 단락시켜 2차측 절연을 보호해야 합니다.
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42. BJT에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Bipolar Junction Thyristor의 약자이다.
  2. 베이스 전류로 컬렉터 전류를 제어하는 전류제어 스위치이다.
  3. MOSFET, IGBT 등의 전압제어스위치보다 훨씬 큰 구동전력이 필요하다.
  4. 회로기호 B, E, C는 각각 베이스(Base), 에미터(Emitter), 컬렉터(Collector)이다.
(정답률: 48%)
  • BJT는 Bipolar Junction Transistor의 약자로, 양극성 접합 트랜지스터를 의미합니다. 따라서 Bipolar Junction Thyristor라는 설명은 틀린 것입니다.
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43. 단상 변압기 2대를 병렬운전할 경우 각 변압기의 부하전류를 Ia, Ib, 1차측으로 환산한 임피던스를 Za, Zb, 백분율 임피던스 강하를 za, zb, 정격용량을 Pan, Pbn이라 한다. 이때 부하 분담에 대한 관계로 옳은 것은?

(정답률: 49%)
  • 변압기 병렬운전 시 각 변압기가 분담하는 부하전류의 비는 정격용량에 비례하고 백분율 임피던스에 반비례합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{I_{a}}{I_{b}} = \frac{z_{b}}{z_{a}} \times \frac{P_{an}}{P_{bn}}$$
    ② [숫자 대입]
    해당 문제는 공식 자체를 찾는 문제이므로 대입 과정 생략
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{I_{a}}{I_{b}} = \frac{z_{b}}{z_{a}} \times \frac{P_{an}}{P_{bn}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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44. 사이클로 컨버터(Cyclo Converter)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. DC - DC buck 컨버터와 동일한 구조이다.
  2. 출력주파수가 낮은 영역에서 많은 장점이 있다.
  3. 시멘트공장의 분쇄기 등과 같이 대용량 저속 교류전동기 구동에 주로 사용된다.
  4. 교류를 교류로 직접변환하면서 전압과 주파수를 동시에 가변하는 전력변환기이다.
(정답률: 41%)
  • 사이클로 컨버터는 교류 전원을 다른 주파수의 교류 전원으로 직접 변환하는 장치로, 주로 대용량 저속 교류전동기 구동에 사용됩니다.

    오답 노트
    DC - DC buck 컨버터와 동일한 구조이다: 사이클로 컨버터는 AC-AC 변환기이며, Buck 컨버터는 DC-DC 강압 변환기로 구조와 목적이 완전히 다릅니다.
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45. 극수 4이며 전기자 권선은 파권, 전기자 도체수가 250인 직류발전기가 있다. 이 발전기가 1,200rpm으로 회전할 때 600V의 기전력을 유기하려면 1극당 자속은 몇 Wb인가?

  1. 0.04
  2. 0.05
  3. 0.06
  4. 0.07
(정답률: 49%)
  • 직류발전기의 유기 기전력 공식을 이용하여 1극당 자속 $\Phi$를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{E \times 60 \times a}{P \times Z \times N}$
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{600 \times 60 \times 2}{4 \times 250 \times 1200}$
    ③ [최종 결과] $\Phi = 0.06$
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46. 직류발전기의 전기자 반작용에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기자 반작용으로 인하여 전기적 중성축을 이동시킨다.
  2. 정류자 편간 전압이 불균일하게 되어 섬락의 원인이 된다.
  3. 전기자 반작용이 생기면 주자속이 왜곡되고 증가하게 된다.
  4. 전기자 반작용이란, 전기자 전류에 의하여 생긴 자속이 계자에 의해 발생되는 주자속에 영향을 주는 현상을 말한다.
(정답률: 44%)
  • 전기자 반작용은 전기자 전류에 의해 생성된 자속이 주자속에 영향을 주는 현상으로, 기본적으로 주자속을 감소시키고 왜곡시키는 성질을 가집니다.

    오답 노트
    전기자 반작용이 생기면 주자속이 왜곡되고 증가하게 된다: 주자속은 감소합니다.
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47. 기전력(1상)이 Eo이고, 동기임피던스(1상)가 Zs인 2대의 3상 동기발전기를 무부하로 병렬운전시킬 때 각 발전기의 기전력 사이에 δs의 위상차가 있으면 한 쪽 발전기에서 다른 쪽 발전기로 공급되는 1상당의 전력(W)은?

(정답률: 40%)
  • 동기발전기 2대를 무부하 병렬운전할 때, 위상차 $\delta_{s}$가 발생하면 한 쪽에서 다른 쪽으로 유효전력이 이동합니다. 이때 1상당 전력은 기전력의 제곱에 비례하고 동기임피던스와 위상차의 사인 값에 영향을 받는 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\text{전력} = \frac{E_{o}^{2}}{2Z_{s}} \sin \delta_{s}$
    ② [숫자 대입] (기호로 주어진 문제이므로 대입 생략)
    ③ [최종 결과]
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48. 60Hz, 6극의 3상 권선형 유도전동기가 있다. 이 전동기의 정격 부하시 회전수가 1,140rpm일 때, 이 전동기를 같은 공급전압에서 전부하 토크로 기동하기 위한 외부저항은 몇 Ω인가? (단, 회전자 권선은 Y결선이며, 슬립링간의 저항은 0.1Ω이다.)

  1. 0.5
  2. 0.85
  3. 0.95
  4. 1
(정답률: 34%)
  • 전부하 토크로 기동하기 위해서는 기동 시의 슬립($s=1$)에서의 토크가 정격 부하 시의 토크와 같아야 하므로, 외부저항 $R$은 정격 슬립 $s$와 회전자 한 상의 저항 $r$을 이용하여 계산합니다.
    먼저 동기 속도 $N_s$와 정격 슬립 $s$를 구합니다.
    $$N_s = \frac{120f}{p} = \frac{120 \times 60}{6} = 1200 \text{ rpm}$$
    $$s = \frac{N_s - N}{N_s} = \frac{1200 - 1140}{1200} = 0.05$$
    Y결선에서 슬립링 간 저항은 두 상의 저항 합($2r$)이므로, 한 상의 저항 $r$은 $0.1 \Omega / 2 = 0.05 \Omega$입니다.
    이제 외부저항 $R$을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$R = \frac{1-s}{s}r$$
    ② [숫자 대입]
    $$R = \frac{1-0.05}{0.05} \times 0.05$$
    ③ [최종 결과]
    $$R = 0.95$$
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49. 발전기 회전자에 유도자를 주로 사용하는 발전기는?

  1. 수차발전기
  2. 엔진발전기
  3. 터빈발전기
  4. 고주파발전기
(정답률: 41%)
  • 고주파발전기는 매우 높은 주파수를 생성해야 하므로, 일반적인 권선 구조보다 응답성이 빠르고 효율적인 유도자를 회전자에 주로 사용합니다.
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50. 3상 권선형 유도전동기 기동 시 2차측에 외부 가변저항을 넣는 이유는?

  1. 회전수 감소
  2. 기동전류 증가
  3. 기동토크 감소
  4. 기동전류 감소와 기동토크 증가
(정답률: 50%)
  • 권선형 유도전동기의 2차 회로에 외부 가변저항을 삽입하면 비례추이 원리에 의해 기동 시 슬립이 커져 기동전류는 감소하고, 최대 토크가 발생하는 지점이 저속 영역으로 이동하여 기동토크는 증가하게 됩니다.
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51. 1차 전압은 3,300V이고 1차측 무부하 전류는 0.15A, 철손은 330W인 단상 변압기의 자화전류는 약 몇 A인가?

  1. 0.112
  2. 0.145
  3. 0.181
  4. 0.231
(정답률: 32%)
  • 무부하 전류는 철손 전류와 자화 전류의 벡터 합으로 이루어집니다. 먼저 철손을 이용해 철손 전류를 구한 뒤, 피타고라스 정리를 이용하여 자화 전류를 산출합니다.
    ① $I_{\Phi} = \sqrt{I_0^2 - I_i^2}$
    ② $I_{\Phi} = \sqrt{0.15^2 - (\frac{330}{3300})^2}$
    ③ $I_{\Phi} = 0.112$ A
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52. 유도전동기의 안정운전의 조건은? (단, Tm: 전동기 토크, TL: 부하 토크, n: 회전수)

(정답률: 46%)
  • 유도전동기가 안정적으로 운전되기 위해서는 회전수 변화에 따른 전동기 토크의 변화율이 부하 토크의 변화율보다 작아야 합니다.
    $$\frac{dT_{m}}{dn} < \frac{dT_{L}}{dn}$$
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53. 전압이 일정한 모선에 접속되어 역률 1로 운전하고 있는 동기전동기를 동기조상기로 사용하는 경우 여자전류를 증가시키면 이 전동기는 어떻게 되는가?

  1. 역률은 앞서고, 전기자 전류는 증가한다.
  2. 역률은 앞서고, 전기자 전류는 감소한다.
  3. 역률은 뒤지고, 전기자 전류는 증가한다.
  4. 역률은 뒤지고, 전기자 전류는 감소한다.
(정답률: 38%)
  • 동기전동기를 동기조상기로 사용할 때 여자전류를 증가시키면 내부 유도 기전력이 커져 진상 운전 상태가 됩니다. 이로 인해 역률은 앞서게 되며, 무효전력 공급을 위해 전기자 전류는 증가하게 됩니다.
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54. 직류기에서 계자자속을 만들기 위하여 전자석의 권선에 전류를 흘리는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 보극
  2. 여자
  3. 보상권선
  4. 자화작용
(정답률: 47%)
  • 직류기에서 자속을 발생시키기 위해 계자 권선에 전류를 공급하여 자화시키는 과정을 여자라고 합니다.
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55. 동기리액턴스 Xs=10Ω, 전기자 권선저항 ra=0.1Ω, 3상 중 1상의 유도기전력 E=6400V, 단자전압 V=4000V, 부하각δ=30°이다. 비철극기인 3상 동기발전기의 출력은 약 몇 kW인가?

  1. 1,280
  2. 3,840
  3. 5,560
  4. 6,650
(정답률: 36%)
  • 3상 동기발전기의 출력은 유도기전력, 단자전압, 부하각의 사인 값에 비례하고 동기리액턴스에 반비례하는 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{3EV\sin\delta}{X_{s}}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{3 \times 6400 \times 4000 \times \sin 30^{\circ}}{10}$
    ③ [최종 결과] $P = 3840\text{ kW}$
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56. 히스테리시스 전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유도전동기와 거의 같은 고정자이다.
  2. 회전자 극은 고정자 극에 비하여 항상 각도 δh만큼 앞선다.
  3. 회전자가 부드러운 외면을 가지므로 소음이 적으며, 순조롭게 회전시킬 수 있다.
  4. 구속 시부터 동기속도만을 제외한 모든 속도 범위에서 일정한 히스테리시스 토크를 발생한다.
(정답률: 35%)
  • 히스테리시스 전동기에서 회전자 극은 고정자 극에 비해 항상 각도 $\delta_{h}$만큼 뒤처지게 됩니다. 따라서 앞선다는 설명은 틀린 것입니다.
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57. 단자전압 220V, 부하전류 50A인 분권발전기의 유도기전력은 몇 V인가? (단, 여기서 전기자 저항은 0.2Ω이며, 계자전류 및 전기자 반작용은 무시한다.)

  1. 200
  2. 210
  3. 220
  4. 230
(정답률: 44%)
  • 분권발전기의 유도기전력은 단자전압에 전기자 저항에 의한 전압강하를 더해 계산합니다.
    ① $E = V + I R$
    ② $E = 220 + 50 \times 0.2$
    ③ $E = 230$
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58. 단상 유도전압조정기에 단락권선의 역할은?

  1. 철손 경감
  2. 절연 보호
  3. 전압강하 경감
  4. 전압조정 용이
(정답률: 31%)
  • 단상 유도전압조정기에서 단락권선은 자속의 변화를 억제하여 전압 변동을 줄이는 역할을 합니다.
    핵심 원리는 렌츠의 법칙에 의해 유도되는 기전력이 전압 강하를 보상하여 전압강하 경감을 가능하게 하는 것입니다.
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59. 3상 유도전동기에서 회전자가 슬립 s로 회전하고 있을 때 2차 유기전압 E2s 및 2차 주파수 f2s와 s와의 관계로 옳은 것은? (단, E2는 회전자가 정지하고 있을 때 2차 유기기전력이며 f1은 1차 주파수이다.)

  1. E2s=sE2, f2s=sf1
  2. E2s=sE2, f2s=f1/s
  3. E2s=E2/s, f2s=f1/s
  4. E2s=(1-s)E2, f2s=(1-s)f1
(정답률: 48%)
  • 유도전동기에서 회전자가 슬립 $s$로 회전할 때, 회전자에 유기되는 전압과 주파수는 정지 시의 값에 슬립 $s$를 곱한 값과 같습니다.
    따라서 2차 유기전압 $E_{2s} = sE_2$이고, 2차 주파수 $f_{2s} = sf_1$이 성립합니다.
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60. 3,300/200V의 단상 변압기 3대를 △ - Y 결선하고 2차측 선간에 15kW의 단상 전열기를 접속하여 사용하고 있다. 결선을 △ - △ 로 변경하는 경우 이 전열기의 소비전력은 몇 kW로 되는가?

  1. 5
  2. 12
  3. 15
  4. 21
(정답률: 34%)
  • 결선 방식 변경에 따른 2차측 선간전압의 변화를 파악해야 합니다. $\Delta-Y$ 결선에서 $\Delta-\Delta$ 결선으로 변경하면 2차측 선간전압은 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배로 감소하며, 전력은 전압의 제곱에 비례하므로 $\frac{1}{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{new} = P_{old} \times \frac{1}{3}$
    ② [숫자 대입] $P_{new} = 15 \times \frac{1}{3}$
    ③ [최종 결과] $P_{new} = 5$
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 블록선도와 같은 단위 피드백 제어시스템의 상태방정식은? (단, 상태변수는 로 한다.)

(정답률: 30%)
  • 단위 피드백 시스템의 폐루프 전달함수 $C(s)/R(s) = G/(1+G)$를 이용하여 미분방정식을 도출합니다.
    전달함수 $\frac{5}{s^{2}+s+5} = \frac{C(s)}{R(s)}$에서 $5R(s) = (s^{2}+s+5)C(s)$가 되며, 이를 시간 영역의 미분방정식으로 변환하면 $5r(t) = c''(t) + c'(t) + 5c(t)$가 됩니다.
    상태변수 $\dot{x}_{1}(t) = c'(t) = x_{2}(t)$와 $\dot{x}_{2}(t) = c''(t) = -x_{2}(t) - 5x_{1}(t) + 5r(t)$로 정의되므로 가 정답입니다.
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62. 적분시간 3sec, 비례 감도가 3인 비례적분동작을 하는 제어요소가 있다. 이 제어요소에 동작신호 x(t)=2t를 주었을 때 조작량은 얼마인가? (단, 초기 조작량 y(t)는 0으로 한다.)

  1. t2+2t
  2. t2+4t
  3. t2+6t
  4. t2+8t
(정답률: 46%)
  • 비례적분(PI) 제어의 조작량 $y(t)$는 비례 동작과 적분 동작의 합으로 계산합니다. 조작량 공식은 $y(t) = K_p x(t) + \frac{K_p}{T_i} \int x(t) dt$ 입니다.
    주어진 조건에서 비례 감도 $K_p = 3$, 적분 시간 $T_i = 3$, 동작신호 $x(t) = 2t$ 입니다.
    ① [기본 공식] $y(t) = K_p x(t) + \frac{K_p}{T_i} \int_{0}^{t} x(\tau) d\tau$
    ② [숫자 대입] $y(t) = 3(2t) + \frac{3}{3} \int_{0}^{t} 2\tau d\tau = 6t + [\tau^2]_{0}^{t}$
    ③ [최종 결과] $y(t) = t^2 + 6t$
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63. 블록선도의 제어시스템은 단위 램프 입력에 대한 정상상태오차(정상편차)가 0.01이다. 이 제어시스템의 제어요소인 GC1(s)의 k는?

  1. 0.1
  2. 1
  3. 10
  4. 100
(정답률: 36%)
  • 단위 램프 입력에 대한 정상상태오차 $e_{ss}$는 속도 오차 상수 $K_v$의 역수로 계산합니다.
    전체 전달함수 $G(s) = G_{C1}(s)G_{C2}(s)G_P(s)$이며, $K_v = \lim_{s \to 0} sG(s)$ 입니다.
    ① [기본 공식] $e_{ss} = \frac{1}{K_v} = \frac{1}{\lim_{s \to 0} s G_{C1}(s) G_{C2}(s) G_P(s)}$
    ② [숫자 대입] $0.01 = \frac{1}{\lim_{s \to 0} s \cdot k \cdot \frac{1+0.1s}{1+0.2s} \cdot \frac{200}{s(s+1)(s+2)}} = \frac{1}{k \cdot 1 \cdot \frac{200}{1 \cdot 2}} = \frac{1}{100k}$
    ③ [최종 결과] $k = 1$
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64. 개루프 전달함수 G(s)H(s)로부터 근궤적을 작성할 때 실수축에서의 점근선의 교차점은?

  1. 2
  2. 5
  3. -4
  4. -6
(정답률: 49%)
  • 근궤적의 점근선 교차점은 모든 극점의 합에서 모든 영점의 합을 뺀 후, 극점 개수와 영점 개수의 차이로 나누어 구합니다.
    전달함수 $G(s)H(s) = \frac{K(s-2)(s-3)}{s(s+1)(s+2)(s+4)}$에서 극점은 $0, -1, -2, -4$이고 영점은 $2, 3$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{\sum \text{poles} - \sum \text{zeros}}{n - m}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{(0-1-2-4) - (2+3)}{4-2}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = -6$
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65. 2차 제어시스템의 감쇠율(damping ratio, ζ)이 ζ ＜ 0인 경우제어시스템의 과도응답 특성은?

  1. 발산
  2. 무제동
  3. 임계제동
  4. 과제동
(정답률: 42%)
  • 감쇠율 $\zeta$의 값에 따라 시스템의 응답 특성이 결정됩니다. $\zeta < 0$인 경우 시스템은 에너지가 계속 증가하여 진폭이 무한히 커지는 발산 특성을 보입니다.

    오답 노트
    무제동: $\zeta = 0$
    임계제동: $\zeta = 1$
    과제동: $\zeta > 1$
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66. 특성방정식이 2s4+10s3+11s2+5s+K=0 으로 주어진 제어시스템이 안정하기 위한 조건은?

  1. 0＜ K ＜ 2
  2. 0 ＜ K ＜ 5
  3. 0 ＜ K ＜ 6
  4. 0 ＜ K ＜ 10
(정답률: 47%)
  • 특성방정식의 계수가 모두 양수여야 하며, 루스-허위츠(Routh-Hurwitz) 안정도 판별법을 통해 $K$의 범위를 구합니다.
    $$2s^{4}+10s^{3}+11s^{2}+5s+K=0$$
    루스 표 작성 시 $s^1$ 행의 성분이 양수여야 하므로, $\frac{10 \times 5 - 10 \times K}{10} > 0$ 조건을 만족해야 합니다.
    따라서 $50 - 10K > 0$이 되어 $K < 5$이며, 모든 계수가 양수여야 하므로 $K > 0$ 입니다. 최종 범위는 $0 < K < 5$ 입니다.
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67. 블록선도의 전달함수 는?

(정답률: 50%)
  • 피드백 제어 시스템의 블록선도에서 전체 전달함수는 전방 경로 이득을 $1 + (\text{루프 이득})$으로 나눈 값과 같습니다.
    전방 이득은 $G(s)$이고, 피드백 경로의 이득은 $H(s)$이며 부호가 마이너스(-)인 부정 피드백 구조입니다.
    $$\frac{G(s)}{1 - (-H(s))} = \frac{G(s)}{1 + H(s)}$$
    따라서 정답은 입니다.
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68. 신호흐름선도에서 전달함수 는?

  1. abcde/(1-cg-bcdg)
  2. abcde/(1-cf+bcdg)
  3. abcde/(1+cf-bcdg)
  4. abcde/(1+cf+bcdg)
(정답률: 50%)
  • 신호흐름선도의 전달함수는 메이슨의 이득 공식(Mason's Gain Formula)을 사용하여 구합니다.
    전방 경로 이득은 $a \cdot b \cdot c \cdot d \cdot e$이며, 루프는 $-cf$와 $-bcdg$ 두 개가 존재합니다.
    전달함수 식은 다음과 같습니다.
    $$\frac{abcde}{1 - (-cf) - (-bcdg)} = \frac{abcde}{1 + cf + bcdg}$$
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69. e(t)의 z변환을 E(z)라고 했을 때 e(t)의 최종값 e(∞)은?

(정답률: 37%)
  • z-변환에서의 최종값 정리는 시간 영역의 신호 $e(t)$가 $t \to \infty$일 때의 값 $e(\infty)$를 z-영역의 함수 $E(z)$를 이용하여 구할 수 있게 합니다.
    최종값 정리 공식은 다음과 같습니다.
    $$\lim_{z \to 1} (1 - z^{-1}) E(z)$$
    따라서 정답은 입니다.
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70. 와 등가인 논리식은?

(정답률: 44%)
  • 드모르간의 법칙과 이중 부정 법칙을 적용하여 논리식을 단순화합니다.
    주어진 식 $\overline{\overline{\overline{A} + \overline{B} \cdot \overline{C}}}$은 이중 부정에 의해 $\overline{A} + \overline{B} \cdot \overline{C}$와 같으며, 이를 다시 한 번 전체 부정하면 $\overline{\overline{A} + \overline{B} \cdot \overline{C}}$가 됩니다. 이를 정리하면 $\overline{A \cdot (B + C)}$가 되어 와 등가가 됩니다.
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71. 의 라플라스 역변환은?

  1. 1-e-t+2e-3t
  2. 1-e-t-2e-3t
  3. -1-e-t-2e-3t
  4. -1+e-t+2e-3t
(정답률: 31%)
  • 주어진 함수 $F(s) = \frac{2s^2 + s - 3}{s(s^2 + 4s + 3)}$의 라플라스 역변환을 구하기 위해 초기값 정리와 최종값 정리를 활용하여 빠르게 정답을 도출할 수 있습니다.
    최종값 정리에 의해 $s \to 0$일 때 $sF(s)$의 값은 $-1$이 되어야 하므로, $t \to \infty$일 때 $-1$로 수렴하는 $-1+e^{-t}+2e^{-3t}$가 정답이 됩니다.
    또한 초기값 정리에 의해 $s \to \infty$일 때 $sF(s)$의 값은 $2$가 되어야 하며, $t=0$을 대입했을 때 $-1+1+2=2$가 성립하는 것을 확인할 수 있습니다.
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72. 전압 및 전류가 다음과 같을 때 유효전력(W) 및 역률(%)은 각각 약 얼마인가?

  1. 825W, 48.6%
  2. 776.4W, 59.7%
  3. 1,120W, 77.4%
  4. 1,850W, 89.6%
(정답률: 39%)
  • 비정현파 교류의 유효전력은 각 고조파 성분별 유효전력의 합으로 구하며, 역률은 전체 유효전력을 피상전력으로 나누어 계산합니다.
    먼저 유효전력 $P$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $P = \sum \frac{1}{2} V_n I_n \cos \theta_n$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{1}{2} \times 100 \times 20 \times \cos 30^{\circ} + \frac{1}{2} \times (-50) \times 10 \times \cos 60^{\circ} + \frac{1}{2} \times 20 \times 5 \times \cos 45^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $P = 776.4 \text{ W}$
    다음으로 피상전력 $P_a$를 구하여 역률을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_a = \sum \frac{1}{2} V_n I_n$
    ② [숫자 대입] $P_a = \frac{1}{2} \times 100 \times 20 + \frac{1}{2} \times 50 \times 10 + \frac{1}{2} \times 20 \times 5$
    ③ [최종 결과] $P_a = 1300 \text{ VA}$
    따라서 역률은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\text{역률} = \frac{P}{P_a} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{역률} = \frac{776.4}{1300} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{역률} = 59.7 \%$
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73. 회로에서 t=0초일 때 닫혀있는 스위치 S를 열었다. 이때 dv(0+)/dt의 값은? (단, C의 초기 전압은 0V이다.)

  1. 1/RI
  2. C/I
  3. RI
  4. I/C
(정답률: 36%)
  • 스위치 $S$가 열리는 순간($t=0^+$), 전류원 $I$에서 나오는 모든 전류가 커패시터 $C$로 흐르게 됩니다. 커패시터의 전류-전압 관계식 $i = C \frac{dv}{dt}$에 의해 전압의 시간 변화율을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $i_C = C \frac{dv}{dt}$
    ② [숫자 대입] $I = C \frac{dv(0^+)}{dt}$
    ③ [최종 결과] $\frac{dv(0^+)}{dt} = \frac{I}{C}$
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74. △ 결선된 대칭 3상 부하가 0.5Ω인 저항만의 선로를 통해 평형 3상 전압원에 연결되어 있다. 이 부하의 소비전력이 1,800W이고 역률이 0.8(지상)일 때, 선로에서 발생하는 손실이 50W이면 부하의 단자전압(V)의 크기는?

  1. 627
  2. 525
  3. 326
  4. 225
(정답률: 31%)
  • 선로 손실을 통해 선전류를 먼저 구한 뒤, 3상 전력 공식을 이용하여 단자전압을 산출합니다.
    ① [선전류 계산] $I = \sqrt{\frac{P_{loss}}{3R}} = \sqrt{\frac{50}{3 \times 0.5}} = 5.77$
    ② [단자전압 공식] $V = \frac{P}{\sqrt{3} I \cos\theta}$
    ③ [최종 결과] $V = \frac{1800}{\sqrt{3} \times 5.77 \times 0.8} = 225$
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75. 그림과 같이 △ 회로를 Y 회로로 등가 변환하였을 떄 임피던스 Za(Ω)은?

  1. 12
  2. -3+j6
  3. 4-j8
  4. 6+j8
(정답률: 40%)
  • 델타($\Delta$) 회로를 와이($Y$) 회로로 변환할 때, 각 가지의 임피던스는 연결된 두 변의 곱을 전체 임피던스의 합으로 나누어 구합니다.
    ① [기본 공식] $Z_a = \frac{Z_{ab} \times Z_{ac}}{Z_{ab} + Z_{bc} + Z_{ca}}$
    ② [숫자 대입] $Z_a = \frac{j6 \times (4 + j2)}{j6 + (-j8) + (4 + j2)}$
    ③ [최종 결과] $Z_a = -3 + j6$
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76. 그림과 같은 H형의 4단자 회로망에서 4단자 정수(전송 파라미터) A는? (단, V1은 입력전압이고, V2는 출력전압이고, A는 출력 개방시 회로망의 전압이득 이다.)

  1. (Z1+Z2+Z3)/Z3
  2. (Z1+Z3+Z4)/Z3
  3. (Z2+Z3+Z5)/Z3
  4. (Z3+Z4+Z5)/Z3
(정답률: 43%)
  • H형 회로망에서 출력단이 개방되었을 때의 전압 이득 $A$는 입력전압 $V_{1}$과 출력전압 $V_{2}$의 비로 정의됩니다. 출력단이 개방되면 $Z_{2}$와 $Z_{5}$로는 전류가 흐르지 않으므로, 입력전압 $V_{1}$이 직렬로 연결된 $Z_{1}, Z_{3}, Z_{4}$에 의해 분배됩니다. 이때 $V_{2}$는 $Z_{3}$에 걸리는 전압과 같으므로 전압 분배 법칙에 의해 다음과 같이 결정됩니다.
    $$A = \frac{V_{1}}{V_{2}} = \frac{Z_{1} + Z_{3} + Z_{4}}{Z_{3}}$$
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77. 특성 임피던스가 400Ω인 회로 말단에 1,200Ω의 부하가 연결되어 있다. 전원측에 20kV의 전압을 인가할 때 반사파의 크기(kV)는? (단, 선로에서의 전압 감쇠는 없는 것으로 간주한다.)

  1. 3.3
  2. 5
  3. 10
  4. 33
(정답률: 35%)
  • 반사계수를 먼저 구한 뒤, 이를 입사파 전압에 곱하여 반사파의 크기를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{Z_{L} - Z_{0}}{Z_{L} + Z_{0}}, \quad V_{r} = E \times V_{i}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{1200 - 400}{1200 + 400} = 0.5, \quad V_{r} = 0.5 \times 20$
    ③ [최종 결과] $V_{r} = 10$
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78. 회로에서 전압 Vab(V)는?

  1. 2
  2. 3
  3. 6
  4. 9
(정답률: 41%)
  • 중첩의 원리를 이용하여 전압원과 전류원을 각각 나누어 해석합니다.
    1. 전류원($3\text{A}$) 개방 시: 부하측으로 전류가 흐르지 않아 전압은 $0\text{V}$가 됩니다.
    2. 전압원($2\text{V}$) 단락 시: $3\Omega$ 저항 쪽은 개방 상태이므로 전류가 흐르지 않고, 모든 전류가 $2\Omega$ 저항으로 흐릅니다. 이때 전압은 $3\text{A} \times 2\Omega = 6\text{V}$가 됩니다.
    따라서 최종 전압 $V_{ab}$는 $0\text{V} + 6\text{V} = 6\text{V}$입니다.
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79. △ 결선된 평형 3상 부하로 흐르는 선전류가 Ia, Ib, Ic일 때 이 부하로 흐르는 영상분 전류 I0(A)는?

  1. 3Ia
  2. Ia
  4. 0
(정답률: 38%)
  • 평형 3상 부하에서는 각 상의 전류 크기가 같고 위상차가 $120^{\circ}$로 일정하므로, 세 전류의 벡터 합이 0이 됩니다. 따라서 영상분 전류는 항상 0이 됩니다.
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80. 저항 R=15Ω과 인덕턴스 L=3mH를 병렬로 접속한 회로의 서셉턴스의 크기는 약 몇 ℧인가? (단, ω=2π×105)

  1. 3.2×10-2
  2. 8.6×10-3
  3. 5.3×10-4
  4. 4.9×10-5
(정답률: 35%)
  • 병렬 회로에서 전체 서셉턴스는 각 가지의 어드미턴스 성분의 합으로 계산하며, 저항과 인덕턴스가 병렬일 때의 서셉턴스 크기를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$B = \frac{\omega L}{R^{2} + (\omega L)^{2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$B = \frac{2\pi \times 10^{5} \times 3 \times 10^{-3}}{15^{2} + (2\pi \times 10^{5} \times 3 \times 10^{-3})^{2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$B = 5.3 \times 10^{-4}$$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 전기철도차량에 전력을 공급하는 전차선의 가선방식에 포함되지 않는 것은?

  1. 가공방식
  2. 강체방식
  3. 제3레일방식
  4. 지중조가선방식
(정답률: 36%)
  • 전기철도차량의 전력 공급을 위한 가선방식에는 가공방식, 강체방식, 제3레일방식이 포함됩니다. 지중조가선방식은 표준적인 가선방식 분류에 해당하지 않습니다.
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82. 수소냉각식 발전기 및 이에 부속하는 수소냉각장치에 대한 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 발전기 내부의 수소의 온도를 계측하는 장치를 시설 할 것
  2. 발전기 내부의 수소의 순도가 70% 이하로 저하한 경우에 경보를 하는 장치를 시설할 것
  3. 발전기는 기밀구조의 것이고 또한 수소가 대기압에서 폭발하는 경우에 생기는 압력에 견디는 강도를 가지는 것일 것
  4. 발전기 내부의 수소의 압력을 계측하는 장치 및 그 압력이 현저히 변동한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것
(정답률: 54%)
  • 수소냉각식 발전기의 안전 기준에 따라, 발전기 내부 수소의 순도가 $85\%$이하로 저하된 경우에 경보를 하는 장치를 시설해야 합니다.

    오답 노트
    순도가 $70\%$이하: 경보 기준은 $85\%$이하입니다.
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83. 저압전로의 보호도체 및 중성선의 접속 방식에 따른 접지계통의 분류가 아닌 것은?

  1. IT 계통
  2. TN 계통
  3. TT 계통
  4. TC 계통
(정답률: 40%)
  • 저압전로의 접지계통은 보호도체와 중성선의 접속 방식에 따라 TN, TT, IT 계통으로 분류합니다.

    오답 노트
    TC 계통: 존재하지 않는 접지 분류 방식입니다.
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84. 교통신호등 회로의 사용전압이 몇 V를 넘는 경우는 전로에 지락이 생겼을 경우 자동적으로 전로를 차단하는 누전차단기를 시설하는가?

  1. 60
  2. 150
  3. 300
  4. 450
(정답률: 31%)
  • 교통신호등 제어장치의 전원측에는 전용 개폐기와 과전류 차단기를 설치해야 하며, 특히 사용전압이 $150\text{V}$를 초과하는 경우에는 지락 사고 시 자동으로 전로를 차단하는 누전차단기를 반드시 시설해야 합니다.
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85. 터널 안의 전선로의 저압전선이 그 터널 안의 다른 저압전선(관등회로의 배선은 제외한다)·약전류전선 등 또는 수관·가스관이나 이와 유사한 것과 접근하거나 교차하는 경우, 저압전선을 애자공사에 의하여 시설하는 때에는 이격거리가 몇 cm 이상이어야 하는가? (단, 전선이 나전선이 아닌 경우이다.)

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 18%)
  • 터널 안의 저압전선이 다른 시설물과 교차하거나 접근할 때의 이격거리 기준입니다.
    전선이 나전선이 아닌 경우에는 $10\text{cm}$이상, 나전선인 경우에는 $30\text{cm}$이상의 이격거리를 확보해야 합니다.
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86. 저압 절연전선으로 「전기용품 및 생활용품 안전관리법」의 적용을 받는 것 이외에 KS에 적합한 것으로서 사용할 수 없는 것은?

  1. 450/750V 고무절연전선
  2. 450/750V 비닐절연전선
  3. 450/750V 알루미늄절연전선
  4. 450/750V 저독성 난연 폴리올레핀절연전선
(정답률: 36%)
  • 저압 절연전선으로 사용할 수 있는 전선은 규격에 맞는 절연 재료를 사용한 전선이어야 합니다.
    450/750V 알루미늄절연전선은 규격상 저압 절연전선으로 사용할 수 없는 종류입니다.
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87. 사용전압이 154kV인 모선에 접속되는 전력용 커패시터에 울타리를 시설하는 경우 울타리의 높이와 울타리로부터 충전부분까지 거리의 합계는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 6
(정답률: 39%)
  • 전력용 커패시터 울타리 시설 시, 사용전압에 따른 높이와 거리의 합계 기준을 적용합니다.
    사용전압이 $160\text{kV}$이하인 경우 합계는 $6\text{m}$이상이어야 하므로, $154\text{kV}$인 본 문제는 $6\text{m}$가 정답입니다.
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88. 태양광설비에 시설하여야 하는 계측기의 계측대상에 해당하는 것은?

  1. 전압과 전류
  2. 전력과 역률
  3. 전류와 역률
  4. 역률과 주파수
(정답률: 49%)
  • 태양광 발전 설비는 기본적으로 직류(DC) 전원을 생성하는 시스템입니다. 따라서 교류(AC)의 특성인 역률과 주파수는 존재하지 않으므로, 계측 대상은 전압과 전류가 됩니다.
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89. 전선의 단면적이 38mm2인 경동연선을 사용하고 지지물로는 B종 철주 또는 B종 철근콘크리트주를 사용하는 특고압 가공전선로를 제3종 특고압 보안 공사에 의하여 시설하는 경우 경간은 몇 m 이하이어야 하는가?

  1. 100
  2. 150
  3. 200
  4. 250
(정답률: 27%)
  • 특고압 가공전선로의 보안공사 기준에 따른 표준경간을 적용하는 문제입니다. 제3종 특고압 보안공사에서 B종 철주 또는 B종 철근콘크리트주를 사용하는 경우, 규정된 최대 경간은 $200$m 이하입니다.
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90. 저압전로에서 정전이 어려운 경우 등 절연저항측정이 곤란한 경우 저항성분의 누설전류가 몇 mA 이하이면 그 전로의 절연성능은 적합한 것으로 보는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 37%)
  • 저압전로에서 정전이 어려워 절연저항 측정이 곤란한 경우, 저항성분의 누설전류가 $1\text{mA}$이하이면 해당 전로의 절연성능이 적합한 것으로 판단합니다.
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91. 금속제 가요전선관 공사에 의한 저압 옥내배선의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 가요전선관 안에는 전선에 접속점이 없도록 한다.
  2. 옥외용 비닐절연전선을 제외한 절연전선을 사용한다.
  3. 점검할 수 없는 은폐된 장소에는 1종 가요전선관을 사용할 수 있다.
  4. 2종 금속제 가요전선관을 사용하는 경우에 습기 많은 장소에 시설하는 때에는 비닐 피복 2종 가요전선관으로 한다.
(정답률: 40%)
  • 1종 가요전선관은 전개된 장소나 점검할 수 있는 은폐된 장소, 또는 $400\text{V}$이상인 전동기를 접속하는 부분에 사용해야 합니다.

    오답 노트
    점검할 수 없는 은폐된 장소: 1종 가요전선관 사용 불가
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92. "리플프리(Ripple-free)직류"란 교류를 직류로 변환할 때 리플성분의 실효값이 몇 % 이하로 포함된 직류를 말하는가?

  1. 3
  2. 5
  3. 10
  4. 15
(정답률: 37%)
  • 리플프리(Ripple-free) 직류란 교류를 직류로 변환할 때 포함되는 리플 성분의 실효값이 $10\%$이하인 직류를 의미합니다.
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93. 사용전압이 22.9kV인 가공전선로를 시가지에 시설하는 경우 전선의 지표상 높이는 몇 m 이상인가? (단, 전선은 특고압 절연전선을 사용한다.)

  1. 6
  2. 7
  3. 8
  4. 10
(정답률: 38%)
  • 시가지에 시설하는 $35\text{kV}$ 미만의 특고압 가공전선로의 경우, 일반 전선은 $10\text{m}$이상이어야 하지만 특고압 절연전선을 사용하는 경우에는 $8\text{m}$이상으로 시설해야 합니다.
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94. 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선으로 연선을 사용할 경우 소선(素線)은 몇 가닥 이상이어야 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 9
(정답률: 56%)
  • 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선으로 연선을 사용할 경우, 소선은 $3$가닥 이상으로 구성해야 합니다.
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95. 다음 ( ) 안에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. ㉠ 누설전류, ㉡ 유도작용
  2. ㉠ 단락전류, ㉡ 유도작용
  3. ㉠ 단락전류, ㉡ 정전작용
  4. ㉠ 누설전류, ㉡ 정전작용
(정답률: 51%)
  • 지중전선로는 기설 지중약전류전선로에 대하여 누설전류 또는 유도작용에 의하여 통신상의 장애를 주지 않도록 충분히 이격시키거나 적당한 방법으로 시설해야 합니다.
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96. 사용전압이 22.9kV인 가공전선로의 다중접지한 중성선과 첨가 통신선의 이격거리는 몇 cm 이상이어야 하는가? (단, 특고압 가공전선로는 중성선 다중접지식의 것으로 전로에 지락이 생긴 경우 2초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치가 되어 있는 것으로 한다.)

  1. 60
  2. 75
  3. 100
  4. 120
(정답률: 31%)
  • KEC 362.2 전력보안통신선의 시설 높이와 이격거리 규정에 따라, 통신선과 특고압 가공전선로의 다중접지를 한 중성선 사이의 이격거리는 $0.6\text{m}$이상이어야 하므로 $60\text{cm}$가 정답입니다.
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97. 사용전압이 22.9kV인 가공전선이 삭도와 제1차 접근상태로 시설되는 경우 가공전선과 삭도 또는 삭도용 지주 사이의 이격거리는 몇 m 이상으로 하여야 하는가? (단, 전선으로는 특고압 절연전선을 사용한다.)

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2
  4. 2.12
(정답률: 28%)
  • 특고압 $35\text{kV}$이하의 가공전선이 삭도와 제1차 접근상태일 때 기본 이격거리는 $2\text{m}$이지만, 특고압 절연전선을 사용하는 특수 조건에서는 $1\text{m}$까지 절감이 가능합니다.
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98. 저압 옥내배선에 사용하는 연동선의 최소 굵기는 몇 mm2인가?

  1. 1.5
  2. 2.5
  3. 4.0
  4. 6.0
(정답률: 39%)
  • 저압 옥내배선에 사용하는 연동선의 최소 굵기는 규정에 따라 $2.5\text{mm}^2$이상이어야 합니다.
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99. 전격살충기의 전격격자는 지표 또는 바닥에서 몇 m이상의 높은 곳에 시설하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.8
  4. 3.5
(정답률: 34%)
  • 전격살충기의 전격격자는 사람의 접촉 사고를 방지하기 위해 지표 또는 바닥에서 $3.5\text{m}$이상의 높이에 시설해야 합니다.
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100. 전기철도의 설비를 보호하기 위해 시설하는 피뢰기의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 피뢰기는 변전소 인입측 및 급전선 인출측에 설치하여야 한다.
  2. 피뢰기는 가능한 한 보호하는 기기와 가깝에 시설하되 누설전류 측정이 용이하도록 지지대와 절연하여 설치한다.
  3. 피뢰기는 개방형을 사용하고 유효 보호거리를 증가시키키 위하여 방전개시전압 및 제한전압이 낮은 것을 사용한다.
  4. 피뢰기는 가공전선과 직접 접속하는 지중케이블에서 낙뢰에 의해 절연파괴의 우려가 있는 케이블 단말에 설치하여야 한다.
(정답률: 38%)
  • 피뢰기는 외부 오염물질로부터 보호하고 안정적인 동작을 유지하기 위해 개방형이 아닌 밀봉형을 사용해야 합니다.
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