전기공사기사 필기 기출문제복원 (2021-05-15)

전기공사기사 2021-05-15 필기 기출문제 해설

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전기공사기사
(2021-05-15 기출문제)

목록

1과목: 전기응용 및 공사재료

1. 형광등은 형광체의 종류에 따라 여러 가지 광색을 얻을 수 있다. 형광체가 규산아연일 때의 광색은?

  1. 녹색
  2. 백색
  3. 청색
  4. 황색
(정답률: 60%)
  • 형광등의 형광체 종류에 따라 광색이 결정되며, 규산아연을 사용하면 녹색광이 나타납니다.

    오답 노트
    청색: 텅스텐산 칼슘
    청백색: 텅스텐산 마그네슘
    황색(등색): 규산 카드뮴
    핑크색: 붕산 카드뮴
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2. 자기방전량만을 항시 충전하는 부동충전방식의 일종인 충전방식은?

  1. 세류충전
  2. 보통충전
  3. 급속충전
  4. 균등충전
(정답률: 79%)
  • 세류충전은 부동충전방식의 일종으로, 축전지의 자기방전량만을 항상 보충하여 충전 상태를 유지하는 방식입니다.

    오답 노트
    보통충전: 필요 시 표준 시간율로 소정의 양을 충전
    급속충전: 단시간에 보통 충전 전류의 2~3배 전류로 충전
    균등충전: 1~3개월마다 1회 약 10~12시간 동안 충전
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3. 흑연화로, 카보런덤로, 카바이드로 등의 전기로 가열방식은?

  1. 아크 가열
  2. 유도가열
  3. 간접저항 가열
  4. 직접저항 가열
(정답률: 75%)
  • 흑연화로, 카보런덤로, 카바이드로 등은 전하물 자체가 저항체가 되어 열을 내는 직접저항 가열 방식을 사용합니다.

    오답 노트
    간접저항 가열: 흑연저항로, 염욕로, 발열체로 등
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4. 양수량 30m3/min, 총 양정 10m를 양수하는데 필요한 펌프용 전동기의 소요출력(kW)은 약 얼마인가? (단, 펌프의 효율은 75%, 여유계수는 1.1 이다.)

  1. 59
  2. 64
  3. 72
  4. 78
(정답률: 72%)
  • 펌프의 소요출력은 양수량, 총 양정, 여유계수를 곱한 값을 효율과 상수 $6.1$의 곱으로 나누어 구합니다.
    ① $P = \frac{H \times Q \times k}{6.1 \times \eta}$
    ② $P = \frac{10 \times 30 \times 1.1}{6.1 \times 0.75}$
    ③ $P = 72.13 \approx 72$
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5. 유전체 자신을 발열시키는 유전 가열의 특징으로 틀린 것은?

  1. 열이 유전체 손에 의하여 피열물 자체 내에서 발생한다.
  2. 온도상승 속도가 빠르다.
  3. 표면의 소손과 균열이 없다.
  4. 전 효율이 좋고, 설비비가 저렴하다.
(정답률: 68%)
  • 유전 가열은 유전체 손실을 이용해 피열물 내부에서 직접 열을 발생시키므로 온도 상승이 빠르고 표면 소손이 없다는 장점이 있습니다. 하지만 고주파 전원 설비가 필수적이므로 전 효율이 낮고 설비비가 비쌉니다.
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6. 다이오드 클램퍼(clamper)의 용도는?

  1. 전압증폭
  2. 전류증폭
  3. 전압제한
  4. 전압레벨 이동
(정답률: 72%)
  • 클램퍼(Clamper) 회로는 다이오드와 커패시터를 결합하여 입력 교류 신호의 파형은 유지하면서, 전체적인 전압 레벨을 특정 직류 전위로 끌어올리거나 내리는 전압레벨 이동 기능을 수행합니다.
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7. 하역 기계에서 무거운 것은 저속으로, 가벼운 것은 고속으로 작업하여 고속이나 저속에서 다 같이 동일한 동력이 요구되는 부하는?

  1. 정토크 부하
  2. 정동력 부하
  3. 정속도 부하
  4. 제곱토크 부하
(정답률: 81%)
  • 정동력 부하는 속도가 변하더라도 요구되는 동력이 일정하여, 저속에서는 큰 토크가 필요하고 고속에서는 작은 토크가 필요한 부하 특성을 가집니다.

    오답 노트
    정토크 부하: 속도와 관계없이 토크가 일정함
    제곱토크 부하: 토크가 속도의 제곱에 비례함 (펌프, 송풍기 등)
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8. 루소 선도가 다음과 같이 표시될 때, 배광곡선의 식은?

(정답률: 64%)
  • 배광곡선의 일반식 $I = a \cos\theta + b$를 이용하여 주어진 루소 선도의 좌표값을 대입해 상수를 구합니다.
    1. $\theta = 0^\circ$일 때 $I = 100 \text{ cd}$이므로 $100 = a \cos 0^\circ + b \implies a + b = 100$
    2. $\theta = 180^\circ$일 때 $I = 0 \text{ cd}$이므로 $0 = a \cos 180^\circ + b \implies -a + b = 0 \implies a = b$
    두 식을 연립하면 $a = 50, b = 50$이 도출됩니다.
    ① [기본 공식] $I = a \cos\theta + b$
    ② [숫자 대입] $I = 50 \cos\theta + 50$
    ③ [최종 결과] $I = 50(1 + \cos\theta)$
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9. 총 중량이 50t 이고, 전동기 6대를 가진 전동차가 구배 20‰의 직선궤도를 올라가고 있다. 주행 속도 40km/h 일 때 각 전동기의 출력(kW)은 약 얼마인가? (단, 가속저항은 1550kg, 중량 당 주행저항은 8kg/t, 전동기 효율은 0.9 이다.)

  1. 52
  2. 60
  3. 66
  4. 72
(정답률: 40%)
  • 전동차의 총 견인력은 가속저항, 주행저항, 경사저항의 합으로 구하며, 이를 통해 전동기 전체 출력을 계산한 뒤 대수로 나누어 개별 출력을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{(F_{acc} + F_{roll} + F_{grad}) \times V}{367 \times n}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{(1550 + 8 \times 50 + \frac{20}{1000} \times 50 \times 1000) \times 40}{367 \times 0.9}$
    ③ [최종 결과] $P_{unit} = \frac{357.25}{6} = 59.54 \approx 60$
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10. 반도체에 빛이 가해지면 전기 저항이 변화되는 현상은?

  1. 홀효과
  2. 광전효과
  3. 제벡효과
  4. 열진동효과
(정답률: 83%)
  • 반도체에 빛을 가했을 때 전기 저항이 변화하거나 전자가 방출되는 현상을 광전효과라고 합니다.

    오답 노트
    홀효과: 자계 내 전류 흐름 시 기전력 발생
    제벡효과: 서로 다른 금속의 온도차에 의해 기전력 발생
    열진동효과: 열에너지가 진동 형태로 전달되는 현상
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11. 합성수지몰드공사에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 합성수지몰드 안에는 금속제의 조인트 박스를 사용하여 접속이 가능하다.
  2. 합성수지몰드 상호 간 및 합성수지 몰드와 박스 기타의 부속품과는 전선이 노출되지 아니하도록 접속해야 한다.
  3. 합성수지몰드의 내면은 전선의 피복이 손상될 우려가 없도록 매끈한 것이어야 한다.
  4. 합성수지몰드는 홈의 폭 및 깊이가 3.5cm 이하로 두께는 2mm 이상의 것이어야 한다.
(정답률: 59%)
  • 합성수지몰드 공사 시, 몰드 내부에서 전선을 접속할 때는 금속제가 아닌 합성수지제의 조인트 박스를 사용해야 합니다.
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12. 고유 저항(20℃에서)이 가장 큰 것은?

  1. 텅스텐
  2. 백금
  3. 은
  4. 알루미늄
(정답률: 62%)
  • 제시된 금속들의 $20^{\circ}C$ 기준 고유 저항 값을 비교하면 백금이 가장 큽니다.

    오답 노트
    고유 저항 크기 순서: 백금($10.5$) > 텅스텐($5.48$) > 알루미늄($2.6$) > 은($1.6$)
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13. 무대 조명의 배치별 구분 중 무대 상부 배치 조명에 해당되는 것은?

  1. Foot light
  2. Tower light
  3. Ceiling Spot light
  4. Suspension Spot light
(정답률: 75%)
  • 무대 조명은 배치 위치에 따라 구분하며, Suspension Spot light는 무대 상부에 배치하는 조명에 해당합니다.

    오답 노트
    Foot light, Tower light: 무대 하부 배치
    Ceiling Spot light: 객석 배치
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14. 버스 덕트 공사에서 덕트 최대 폭(mm)에 따른 덕트 판의 최소 두께(mm)로 틀린 것은? (단, 덕트는 강판으로 제작된 것이다.)

  1. 덕트 최대 폭 100mm : 최소 두께 1.0mm
  2. 덕트 최대 폭 200mm : 최소 두께 1.4mm
  3. 덕트 최대 폭 600mm : 최소 두께 2.0mm
  4. 덕트 최대 폭 800mm : 최소 두께 2.6mm
(정답률: 54%)
  • 강판제 버스 덕트의 최대 폭에 따른 최소 두께 기준을 확인해야 합니다.

    오답 노트
    덕트 최대 폭 800mm: 700mm를 초과하는 경우 최소 두께는 2.3mm여야 하므로 2.6mm는 틀린 설명입니다.
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15. 전선 배열에 따라 장주를 구분할 때 수직배열에 해당되는 장주는?

  1. 보통 장주
  2. 래크 장주
  3. 창출 장주
  4. 편출 장주
(정답률: 70%)
  • 전선 배열 방식에 따라 장주를 구분할 때, 래크 장주는 전선을 수직으로 배열하는 방식에 해당합니다.

    오답 노트
    보통 장주, 창출 장주, 편출 장주: 수평 배열 방식
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16. 다음 중 절연성, 내온성, 내유성이 풍부하며 연피케이블에 사용하는 전기용 테이프는?

  1. 면테이프
  2. 비닐테이프
  3. 리노테이프
  4. 고무테이프
(정답률: 73%)
  • 리노테이프는 내유성, 내온성, 절연성이 풍부하여 주로 연피케이블의 접속 시에 사용되는 전기용 테이프입니다.
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17. 피뢰침용 인하도선으로 가장 적당한 전선은?

  1. 동선
  2. 고무 절연전선
  3. 비닐 절연전선
  4. 캡타이어 케이블
(정답률: 74%)
  • 피뢰침의 인하도선은 뇌전류를 지면으로 신속하고 안전하게 방전시켜야 하므로, 전기 전도성이 뛰어난 나동선(동선)을 사용하는 것이 가장 적당합니다.

    오답 노트
    고무 절연전선, 비닐 절연전선, 캡타이어 케이블: 절연체는 전류의 흐름을 방해하므로 피뢰침의 목적에 부적합합니다.
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18. 경완철에 현수애자를 설치할 경우에 사용되는 자재가 아닌 것은?

  1. 볼쇄클
  2. 소켓아이
  3. 인장클램프
  4. 볼크레비스
(정답률: 64%)
  • 경완철에 현수애자를 설치할 때 사용하는 자재는 볼쇄클, 소켓아이, 인장클램프(데드앤드크램프)입니다.

    오답 노트
    볼크레비스: ㄱ형 완철 설치 시 사용되는 자재입니다.
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19. 3MVA 이하 H종 건식변압기에서 절연재료로 사용하지 않는 것은?

  1. 명주
  2. 마이카
  3. 유리섬유
  4. 석면
(정답률: 58%)
  • H종 절연재료는 고온에서도 견딜 수 있는 재료를 사용해야 합니다. 명주는 A종 절연재료에 해당하므로 H종 건식변압기의 절연재료로 사용할 수 없습니다.
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20. 저압 가공 인입선에서 금속관 공사로 옮겨지는 곳 또는 금속관으로부터 전선을 뽑아 전동기 단자 부분에 접속할 때 사용하는 것은?

  1. 엘보
  2. 터미널 캡
  3. 접지클램프
  4. 엔트런스 캡
(정답률: 74%)
  • 터미널 캡은 저압 가공인입선에서 금속관 공사로 전환되는 지점이나, 금속관에서 전선을 인출하여 전동기 단자에 접속할 때 사용하는 부품입니다.

    오답 노트
    엘보: 노출배관 공사에서 관을 직각으로 굽히는 곳에 사용
    접지클램프: 금속관 공사에서 관을 접지할 때 사용
    엔트런스 캡: 인입구 및 인출구 금속관 끝단에 설치하여 빗물 침입을 방지
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2과목: 전력공학

21. 컴퓨터에 의한 전력조류 계산에서 슬랙(slack)모선의 초기치로 지정하는 값은? (단, 슬랙 모선을 기준 모선으로 한다.)

  1. 유효 전력과 무효 전력
  2. 전압 크기와 유효 전력
  3. 전압 크기와 위상각
  4. 전압 크기와 무효 전력
(정답률: 41%)
  • 전력조류 계산에서 기준이 되는 슬랙(slack) 모선은 계통의 전압 기준을 잡기 위해 전압 크기와 위상각을 초기치로 지정합니다.
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22. 전력계통에서 내부 이상전압의 크기가 가장 큰 경우는?

  1. 유도성 소전류 차단 시
  2. 수차발전기의 부하 차단 시
  3. 무부하 선로 충전전류 차단 시
  4. 송전선로의 부하 차단기 투입 시
(정답률: 59%)
  • 전력계통의 내부 이상전압 중 무부하 선로의 충전전류를 차단할 때 발생하는 개폐서지가 가장 큰 전압 상승을 일으킵니다.
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23. 송전단 전압을 Vs, 수전단 전압을 Vr, 선로의 리액턴스를 X라 할 때, 정상 시의 최대 송전전력의 개략적인 값은?

(정답률: 57%)
  • 송전전력 공식 $P = \frac{V_{s}V_{r}}{X} \sin\theta$에서 최대 송전전력은 위상각 $\theta$가 $90^{\circ}$ 일 때, 즉 $\sin\theta = 1$ 일 때 발생합니다.
    $$\frac{V_{s}V_{r}}{X}$$
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24. 가공송전선로에서 총 단면적이 같은 경우 단도체와 비교하여 복도체의 장점이 아닌 것은?

  1. 안정도를 증대시킬 수 있다.
  2. 공사비가 저렴하고 시공이 간편하다.
  3. 전선표면의 전위경도를 감소시켜 코로나 임계전압이 높아진다.
  4. 선로의 인덕턴스가 감소되고 정전용량이 증가해서 송전용량이 증대된다.
(정답률: 56%)
  • 복도체는 1상에 2개 이상의 도체를 사용하여 등가 반지름을 증가시킴으로써 인덕턴스를 감소시키고 정전용량을 증가시켜 송전용량과 안정도를 높이며, 전위경도를 낮춰 코로나 임계전압을 상승시킵니다.

    오답 노트
    공사비가 저렴하고 시공이 간편하다: 도체 수가 늘어나고 구조가 복잡해지므로 공사비가 증가하고 시공이 어렵습니다.
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25. 그림과 같은 송전계통에서 S점에 3상 단락사고가 발생했을 때 단락전류(A)는 약 얼마인가? (단, 선로의 길이와 리액턴스는 각각 50km, 0.6Ω/km 이다.)

  1. 224
  2. 324
  3. 454
  4. 554
(정답률: 26%)
  • 기준 용량을 $40\text{MVA}$로 설정하여 각 임피던스를 퍼센트 임피던스로 환산한 뒤, 전체 임피던스를 구해 단락전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $Z_{total} = Z_{G} + Z_{T} + Z_{L}$
    $I_{s} = \frac{100}{Z_{total}} \times \frac{P}{\sqrt{3}V}$
    ② [숫자 대입]
    $Z_{total} = 20 + 8 + \frac{40 \times 10^{3} \times 50 \times 0.6}{10 \times 110^{2}} = 37.9173$
    $I_{s} = \frac{100}{37.9173} \times \frac{40 \times 10^{3}}{\sqrt{3} \times 110}$
    ③ [최종 결과]
    $I_{s} = 553.693$
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26. 3상 3선식 송전선로에서 각 선의 대지정전용량이 0.5096μF 이고, 선간정전용량이 0.1295μF 일 때, 1선의 작용정전용량은 약 몇 μF 인가?

  1. 0.6
  2. 0.9
  3. 1.2
  4. 1.8
(정답률: 45%)
  • 3상 3선식 송전선로에서 1선의 작용정전용량은 대지정전용량과 선간정전용량 3배의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C_{n} = C_{s} + 3C_{m}$
    ② [숫자 대입] $C_{n} = 0.5096 + (3 \times 0.1295)$
    ③ [최종 결과] $C_{n} = 0.8981$
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27. 배전용 변전소의 주변압기로 주로 사용되는 것은?

  1. 강압 변압기
  2. 체승 변압기
  3. 단권 변압기
  4. 3권선 변압기
(정답률: 42%)
  • 배전용 변전소는 높은 송전 전압을 수용가가 사용할 수 있는 낮은 배전 전압으로 낮추어 공급하는 역할을 하므로 강압 변압기를 주로 사용합니다.
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28. 최대수용전력이 3kW인 수용가가 3세대, 5kW인 수용가가 6세대라고 할 때, 이 수용가군에 전력을 공급할 수 있는 주상변압기의 최소 용량(kVA)은? (단, 역률은 1, 수용가간의 부등률은 1.3 이다.)

  1. 25
  2. 30
  3. 35
  4. 40
(정답률: 51%)
  • 변압기 용량은 수용가들의 최대수용전력 합계를 부등률로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\sum P_{max}}{k}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{(3 \times 3) + (6 \times 5)}{1.3}$
    ③ [최종 결과] $P = 30$
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29. 500kVA의 단상 변압기 상용 3대(결선 △-△), 예비 1대를 갖는 변전소가 있다. 부하의 증가로 인하여 예비 변압기까지 동원해서 사용한다면 응할 수 있는 최대부하(kVA)는 약 얼마인가?

  1. 2000
  2. 1730
  3. 1500
  4. 830
(정답률: 47%)
  • 단상 변압기 3대를 $\Delta-\Delta$ 결선하여 사용하다가 예비 변압기 1대를 추가하여 총 4대를 운용할 때, 3상 부하에 공급 가능한 최대 용량은 변압기 2대분 용량에 $\sqrt{3}$을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \sqrt{3} \times 2 \times P_{1}$
    ② [숫자 대입] $P = \sqrt{3} \times 2 \times 500$
    ③ [최종 결과] $P = 1732.05$
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30. 3상용 차단기의 정격 차단 용량은?

  1. √3 × 정격 전압 × 정격 차단 전류
  2. 3√3 × 정격 전압 × 정격 전류
  3. 3 × 정격 전압 × 정격 차단 전류
  4. √3 × 정격 전압 × 정격 전류
(정답률: 60%)
  • 3상 전력 계통에서 차단기의 정격 차단 용량은 선간 전압을 기준으로 하며, 3상 전력 공식인 $\sqrt{3}VI$ 형태를 따릅니다.
    ① [기본 공식] $P_s = \sqrt{3} V n I_s$ 정격 차단 용량 = $\sqrt{3} \times$ 정격 전압 $\times$ 정격 차단 전류
    ② [숫자 대입] $P_s = \sqrt{3} \times V \times I_s$
    ③ [최종 결과] $\sqrt{3} \times$ 정격 전압 $\times$ 정격 차단 전류
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31. 망상(network)배전방식의 장점이 아닌 것은?

  1. 전압변동이 적다.
  2. 인축의 접지사고가 적어진다.
  3. 부하의 증가에 대한 융통성이 크다.
  4. 무정전 공급이 가능하다.
(정답률: 58%)
  • 망상배전방식은 전원을 여러 경로로 구성하여 전압 변동이 적고, 일부 선로 사고 시에도 무정전 공급이 가능하며 부하 증가에 유연하게 대응할 수 있는 방식입니다. 하지만 회로가 복잡하여 접지 사고 시 고장점 탐지가 어렵고 사고 파급 범위가 넓어질 수 있습니다.

    오답 노트
    인축의 접지사고가 적어진다: 회로 구성이 복잡하여 오히려 사고 분석 및 대처가 어려울 수 있음
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32. 부하전류 차단이 불가능한 전력개폐 장치는?

  1. 진공차단기
  2. 유입차단기
  3. 단로기
  4. 가스차단기
(정답률: 60%)
  • 단로기는 전로를 확실히 분리하여 작업자의 안전을 확보하기 위한 장치로, 아크 소호 능력이 없기 때문에 부하 전류를 차단하는 기능이 없습니다.

    오답 노트
    진공차단기, 유입차단기, 가스차단기: 모두 아크 소호 능력을 갖춘 차단기(CB)로 부하 전류 및 사고 전류 차단이 가능함
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33. 단상 2선식 배전선로의 말단에 지상역률 cosθ인 부하 P(kW)가 접속되어 있고 선로 말단의 전압은 V(V)이다. 선로 한 가닥의 저항을 R(Ω)이라 할 때 송전단의 공급전력(kW)은?

(정답률: 41%)
  • 송전단 공급전력은 부하 전력에 선로에서 발생하는 전력 손실을 더하여 계산합니다. 단상 2선식에서 선로 손실은 왕복 2가닥의 저항을 고려해야 하므로 $2I^2R$이 되며, 전류 $I$를 전력 $P$와 전압 $V$, 역률 $\cos\theta$로 표현하여 대입합니다.
    ① [기본 공식] $P_{send} = P + \frac{2P^2R}{V^2\cos^2\theta} \times 10^3$ 송전전력 = 부하전력 + 선로손실
    ② [숫자 대입] $P_{send} = P + \frac{2P^2R}{V^2\cos^2\theta} \times 10^3$
    ③ [최종 결과]
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34. 전력계통의 전압을 조정하는 가장 보편적인 방법은?

  1. 발전기의 유효전력 조정
  2. 부하의 유효전력 조정
  3. 계통의 주파수 조정
  4. 계통의 무효전력 조정
(정답률: 42%)
  • 전력계통에서 전압과 주파수의 제어 원리는 명확합니다. 무효전력은 전압($V$)을 제어하고, 유효전력은 주파수($f$)를 제어합니다. 따라서 전압을 조정하기 위해서는 계통의 무효전력을 조정해야 합니다.
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35. 증기터빈내에서 팽창 도중에 있는 증기를 일부 추기하여 그것이 갖는 열을 급수가열에 이용하는 열사이클은?

  1. 랭킨사이클
  2. 카르노사이클
  3. 재생사이클
  4. 재열사이클
(정답률: 35%)
  • 터빈에서 팽창 중인 증기를 일부 추출(추기)하여 급수를 가열함으로써 열효율을 높이는 사이클은 재생사이클입니다.

    오답 노트
    재열사이클: 재열기만을 사용하여 증기를 다시 가열함
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36. 직격뢰에 대한 방호설비로 가장 적당한 것은?

  1. 복도체
  2. 가공지선
  3. 서지흡수기
  4. 정전방전기
(정답률: 54%)
  • 직격뢰로부터 전선로를 보호하기 위해 전선로 최상단에 설치하여 뇌전류를 대신 흡수해 대지로 방전시키는 설비는 가공지선입니다.
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37. 역률 0.8(지상)의 2800kW 부하에 전력용 콘덴서를 병렬로 접속하여 합성역률을 0.9로 개선하고자 할 경우, 필요한 전력용 콘덴서의 용량(kVA)은 약 얼마인가?

  1. 372
  2. 558
  3. 744
  4. 1116
(정답률: 48%)
  • 전력용 콘덴서 용량은 유효전력에 두 역률 상태의 탄젠트 값 차이를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = P( \tan \theta_1 - \tan \theta_2 )$
    ② [숫자 대입] $Q = 2800 \times ( \frac{\sqrt{1-0.8^2}}{0.8} - \frac{\sqrt{1-0.9^2}}{0.9} )$
    ③ [최종 결과] $Q = 744$ kVA
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38. 비등수형 원자로의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기 발생기가 필요하다.
  2. 저농축 우라늄을 연료로 사용한다.
  3. 노심에서 비등을 일으킨 증기가 직접 터빈에 공급되는 방식이다.
  4. 가압수형 원자로에 비해 출력밀도가 낮다.
(정답률: 40%)
  • 비등수형 원자로는 노심에서 물을 직접 끓여 발생한 증기를 터빈으로 보내는 방식이므로, 별도의 증기 발생기가 필요하지 않습니다.
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39. 저압배전선로에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 저압 뱅킹 방식은 전압변동을 경감할 수 있다.
  2. 밸런서(balancer)는 단상 2선식에 필요하다.
  3. 부하율(F)와 손실계수(H) 사이에는 1≥F≥H≥F2≥0의 관계가 있다.
  4. 수용률이란 최대수용전력을 설비용량을 나눈 값을 퍼센트로 나타낸 것이다.
(정답률: 56%)
  • 밸런서(balancer)는 단상 2선식이 아니라 단상 3선식 배전방식에서 부하 불평형을 방지하기 위해 필요합니다.
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40. 선로, 기기 등의 절연 수준 저감 및 전력용 변압기의 단절연을 모두 행할 수 있는 중성점 접지방식은?

  1. 직접접지방식
  2. 소호리액터접지방식
  3. 고저항접지방식
  4. 비접지방식
(정답률: 46%)
  • 직접접지방식은 중성점을 직접 접지함으로써 1선 지락 사고 시 건전상의 전위 상승을 억제할 수 있어, 선로 및 기기의 절연 수준을 낮추는 저감 절연과 변압기의 단절연이 가능합니다.
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3과목: 전기기기

41. 10kW, 3상 380V 유도전동기의 전부하 전류는 약 몇 A 인가? (단, 전동기의 효율은 85%, 역률은 85% 이다.)

  1. 15
  2. 21
  3. 26
  4. 36
(정답률: 40%)
  • 3상 유도전동기의 출력 공식을 이용하여 전부하 전류를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{P}{\sqrt{3} V \cos\theta \eta}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{10000}{\sqrt{3} \times 380 \times 0.85 \times 0.85}$
    ③ [최종 결과] $I = 21$
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42. 동기발전기에서 동기속도와 극수와의 관계를 옳게 표시한 것은? (단, N : 동기속도, P : 극수이다.)

(정답률: 57%)
  • 동기발전기의 동기속도 $N$은 주파수 $f$에 비례하고 극수 $P$에 반비례하는 관계에 있습니다.
    $$N = \frac{120f}{P}$$
    따라서 극수 $P$가 증가할수록 동기속도 $N$은 감소하는 반비례 그래프인 가 정답입니다.
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43. 변압기에서 생기는 철손 중 와류손(Eddy Current Loss)은 철심의 규소강판 두께와 어떤 관계에 있는가?

  1. 두께에 비례
  2. 두께의 2승에 비례
  3. 두께의 3승에 비례
  4. 두께의 1/2승에 비례
(정답률: 52%)
  • 와류손은 철심의 두께가 두꺼울수록 와전류가 흐르는 경로가 넓어져 손실이 증가하며, 수식상 철심 두께의 제곱에 비례하는 특성을 가집니다.
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44. 부스터(Boost)컨버터의 입력전압이 45V로 일정하고, 스위칭 주기가 20kHz, 듀티비(Duty ratio)가 0.6, 부하저항이 10Ω일 때 출력전압은 몇 V 인가? (단, 인덕터에는 일정한 전류가 흐르고 커패시터 출력전압의 리플성분은 무시한다.)

  1. 27
  2. 67.5
  3. 75
  4. 112.5
(정답률: 27%)
  • 부스트 컨버터의 출력전압은 입력전압과 듀티비의 관계식으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{out} = \frac{1}{1-D} V_{in}$
    ② [숫자 대입] $V_{out} = \frac{1}{1-0.6} \times 45$
    ③ [최종 결과] $V_{out} = 112.5$
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45. 변압기 단락시험에서 변압기의 임피던스 전압이란?

  1. 1차 전류가 여자전류에 도달했을 때의 2차측 단자전압
  2. 1차 전류가 정격전류에 도달했을 때의 2차측 단자전압
  3. 1차 전류가 정격전류에 도달했을 때의 변압기 내의 전압강하
  4. 1차 전류가 2차 단락전류에 도달했을 때의 변압기 내의 전압강하
(정답률: 40%)
  • 변압기 단락시험에서 임피던스 전압이란, 2차측을 단락시킨 상태에서 1차측에 전압을 서서히 가하여 1차 전류가 정격전류에 도달했을 때의 1차 단자전압을 의미하며, 이는 곧 변압기 내부의 전압강하와 같습니다.
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46. 일반적인 DC 서보모터의 제어에 속하지 않는 것은?

  1. 역률제어
  2. 토크제어
  3. 속도제어
  4. 위치제어
(정답률: 48%)
  • DC 서보모터는 정밀한 위치, 속도, 토크 제어를 통해 명령에 충실하게 추종하도록 설계된 모터입니다.
    역률제어는 교류(AC) 전원 시스템에서 전압과 전류의 위상차를 조절하는 개념이므로, 직류(DC) 모터인 서보모터의 제어 항목에는 해당하지 않습니다.
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47. 극수가 4극이고 전기자권선이 단중 중권인 직류발전기의 전기자전류가 40A이면 전기자권선의 각 병렬회로에 흐르는 전류(A)는?

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 55%)
  • 직류발전기의 중권 방식에서는 병렬 회로수($a$)가 극수($P$)와 항상 같습니다. 따라서 각 병렬 회로에 흐르는 전류는 전체 전기자 전류를 병렬 회로수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_a = \frac{I}{a}$
    ② [숫자 대입] $I_a = \frac{40}{4}$
    ③ [최종 결과] $I_a = 10\text{ A}$
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48. 3상 농형 유도전동기의 전전압 기동토크는 전부하토크의 1.8배이다. 이 전동기에 기동보상기를 사용하여 기동전압을 전전압의 2/3로 낮추어 기동하면, 기동토크는 저부하토크 T와 어떤 관계인가?

  1. 3.0 T
  2. 0.8 T
  3. 0.6 T
  4. 0.3 T
(정답률: 47%)
  • 유도전동기의 기동토크는 공급전압의 제곱에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    $$\text{기동토크} \propto V^2$$
    ① [기본 공식] $T_2 = (\frac{V_2}{V_1})^2 \times T_1$
    ② [숫자 대입] $T_2 = (\frac{2}{3})^2 \times 1.8T$
    ③ [최종 결과] $T_2 = 0.8T$
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49. 2전동기설에 의하여 단상 유도전동기의 가상적 2개의 회전자 중 정방향에 회전하는 회전자 슬립이 s이면 역방향에 회전하는 가상적 회전자의 슬립은 어떻게 표시되는가?

  1. 1+s
  2. 1-s
  3. 2-s
  4. 3-s
(정답률: 48%)
  • 단상 유도전동기의 2전동기설에 따르면, 정방향으로 회전하는 가상 회전자의 슬립이 $s$일 때, 역방향으로 회전하는 가상 회전자의 슬립은 정방향 슬립과 합하여 2가 되는 관계를 가집니다.
    따라서 역방향 슬립은 $2-s$로 표시됩니다.
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50. 변압기의 권수를 N이라고 할 때 누설리액턴스는?

  1. N에 비례한다.
  2. N2에 비례한다.
  3. N에 반비례한다.
  4. N2에 반비례한다.
(정답률: 43%)
  • 누설리액턴스는 투자율, 단면적, 권수의 제곱에 비례하고 자로 길이에 반비례하는 특성을 가집니다.
    $$L = \frac{\mu A N^{2}}{l}$$
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51. 다이오드를 사용하는 정류회로에서 과대한 부하전류로 인하여 다이오드가 소손될 우려가 있을 때 가장 적절한 조치는 어느 것인가?

  1. 다이오드를 병렬로 추가한다.
  2. 다이오드를 직렬로 추가한다.
  3. 다이오드 양단에 적당한 값의 저항을 추가한다.
  4. 다이오드 양단에 적당한 값의 커패시터를 추가한다.
(정답률: 54%)
  • 다이오드에 흐르는 과대한 부하전류를 분산시켜 소손을 방지하기 위해서는 다이오드를 병렬로 추가하여 전류 경로를 넓혀주어야 합니다.

    오답 노트
    다이오드를 직렬로 추가한다: 과전압 방지 조치임
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52. 50Hz, 12극의 3상 유도전동기가 10HP의 정격출력을 내고 있을 때, 회전수는 약 몇 rpm인가? (단, 회전자 동손은 350W이고, 회전자 입력은 회전자 동손과 정격 출력의 합이다.)

  1. 468
  2. 478
  3. 488
  4. 500
(정답률: 32%)
  • 회전자 입력 대비 동손의 비율로 슬립을 구한 뒤, 동기 속도에서 슬립을 제외한 실제 회전수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $s = \frac{P_{c}}{P_{out} + P_{c}}$ $$N = (1 - s) \frac{120f}{p}$$
    ② [숫자 대입] $s = \frac{350}{746 \times 10 + 350}$ $$N = (1 - 0.0448) \frac{120 \times 50}{12}$$
    ③ [최종 결과] $N = 477.6$
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53. 와전류 손실을 패러데이 법칙으로 설명한 과정 중 틀린 것은?

  1. 와전류가 철심 내에 흘러 발열 발생
  2. 유도기전력 발생으로 철심에 와전류가 흐름
  3. 와전류 에너지 손실량은 전류밀도에 반비례
  4. 시변 자속으로 강자성체 철심에 유도기전력 발생
(정답률: 44%)
  • 시변 자속에 의해 철심에 유도기전력이 발생하고, 이로 인해 와전류가 흐르며 열이 발생하는 원리입니다. 와전류 에너지 손실량은 전류밀도에 반비례하는 것이 아니라, 철심의 두께, 주파수, 최대 자속밀도의 제곱에 비례합니다.
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54. 어떤 직류전동기가 역기전력 200V, 매분 1200회전으로 토크 158.76 N·m를 발생하고 있을 때의 전기자 전류는 약 몇 A 인가? (단, 기계손 및 철손은 무시한다.)

  1. 90
  2. 95
  3. 100
  4. 105
(정답률: 39%)
  • 토크와 출력, 회전수 사이의 관계식을 이용하여 전기자 전류를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{\tau \times N}{9.55 \times E}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{158.76 \times 1200}{9.55 \times 200}$
    ③ [최종 결과] $I = 99.74$
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55. 단상 정류자전동기의 일종인 단상반발전동기에 해당되는 것은?

  1. 시라게전동기
  2. 반발유도전동기
  3. 아트킨손형전동기
  4. 단상 직권 정류자전동기
(정답률: 37%)
  • 단상반발전동기의 종류에는 아트킨손, 톰슨, 데리 전동기가 있습니다. 따라서 아트킨손형전동기가 정답입니다.
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56. 동기전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 동기전동기는 주로 회전계자형이다.
  2. 동기전동기는 무효전력을 공급할 수 있다.
  3. 동기전동기는 제동권선을 이용한 기동법이 일반적으로 많이 사용된다.
  4. 3상 동기전동기의 회전방향을 바꾸려면 계자권선 전류의 방향을 반대로 한다.
(정답률: 37%)
  • 3상 동기전동기의 회전방향을 바꾸기 위해서는 계자전류의 방향이 아니라, 고정자 권선 중 3상 중 임의의 2상 상순을 서로 바꾸어야 합니다.
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57. 8극, 900rpm 동기발전기와 병렬 운전하는 6극 동기발전기의 회전수는 몇 rpm 인가?

  1. 900
  2. 1000
  3. 1200
  4. 1400
(정답률: 57%)
  • 병렬운전을 위해서는 두 발전기의 주파수가 반드시 일치해야 합니다. 먼저 8극 발전기의 주파수를 구한 뒤, 이를 6극 발전기에 적용하여 회전수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{120f}{p}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{120 \times 60}{6}$
    ③ [최종 결과] $N = 1200$
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58. 동기발전기의 병렬운전 조건에서 같지 않아도 되는 것은?

  1. 기전력의 용량
  2. 기전력의 위상
  3. 기전력의 크기
  4. 기전력의 주파수
(정답률: 55%)
  • 동기발전기의 병렬운전 조건은 '크위주파상'으로 기억하세요. 기전력의 크기, 위상, 주파수, 파형 및 상회전 방향이 일치해야 합니다. 기전력의 용량은 발전기의 규모에 해당하므로 병렬운전 조건과 무관합니다.
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59. 변압기의 주요시험 항목 중 전압변동률 계산에 필요한 수치를 얻기 위한 필수적인 시험은?

  1. 단락시험
  2. 내전압시험
  3. 변압비시험
  4. 온도상승시험
(정답률: 51%)
  • 전압변동률을 계산하기 위해서는 변압기의 내부 임피던스(전압강하 성분)를 알아야 합니다. 단락시험은 2차측을 단락시킨 상태에서 전압을 인가하여 임피던스 전압과 임피던스 전류를 측정함으로써 이를 가능하게 하는 필수 시험입니다.
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60. 부하전류가 크지 않을 때 직류 직권전동기 발생 토크는? (단, 자기회로가 불포화인 경우이다.)

  1. 전류에 비례한다.
  2. 전류에 반비례한다.
  3. 전류의 제곱에 비례한다.
  4. 전류의 제곱에 반비례한다.
(정답률: 42%)
  • 직류 직권전동기는 계자 권선과 전기자 권선이 직렬로 연결되어 있어, 자속 $\Phi$가 부하전류 $I$에 비례합니다. 토크 $T$는 자속과 전류의 곱에 비례하므로, 결과적으로 전류의 제곱에 비례하게 됩니다.

    오답 노트
    전류에 비례: 직류 분권 전동기의 특성입니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 정상상태에서 t=0초인 순간에 스위치 S를 열었다. 이 때 흐르는 전류 i(t)는?

(정답률: 34%)
  • 스위치를 열기 전 정상상태에서 인덕터 $L$에 흐르는 전류는 $V/r$입니다. 스위치를 연 후에는 $R$과 $r$이 직렬로 연결된 RL 회로에서 전류가 지수함수적으로 감소하는 방전 회로가 됩니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = I_0 e^{-\frac{R_{total}}{L}t}$
    ② [숫자 대입] $i(t) = \frac{V}{r} e^{-\frac{R+r}{L}t}$
    ③ [최종 결과]
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62. 파형이 톱니파인 경우 파형률은 약 얼마인가?

  1. 1.155
  2. 1.732
  3. 1.414
  4. 0.577
(정답률: 36%)
  • 파형률은 실효값에 대한 최대값의 비를 의미합니다. 톱니파의 경우 실효값은 최대값의 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배이므로, 파형률은 다음과 같이 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $PF = \frac{V_{max}}{V_{rms}}$
    ② [숫자 대입] $PF = \frac{1}{\frac{1}{\sqrt{3}}} = \sqrt{3}$
    ③ [최종 결과] $PF \approx 1.732$
    단, 문제의 정답이 1.155로 제시된 경우 이는 삼각파(Triangular wave)의 파형률($\frac{\sqrt{3}}{1.5} \approx 1.155$)을 묻는 것으로 판단됩니다.
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63. 그림과 같은 함수의 라플라스 변환은?

(정답률: 41%)
  • 주어진 함수는 $t=1$에서 시작하여 $t=2$에서 끝나는 높이 $1$의 펄스 함수입니다. 이는 단위 계단 함수 $u(t-1)$에서 $u(t-2)$를 뺀 형태이며, 라플라스 변환의 시간 이동 정리를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{u(t-a)\} = \frac{e^{-as}}{s}$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}\{u(t-1) - u(t-2)\} = \frac{e^{-1s}}{s} - \frac{e^{-2s}}{s}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{s}(e^{-s} - e^{-2s})$
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64. 상의 순서가 a-b-c인 불평형 3상 전류가 Ia = 15+j2 (A), Ib = -20-j14 (A), Ic = -3+j10 (A) 일 때 영상분 전류 I0는 약 몇 A 인가?

  1. 2.67 + j0.38
  2. 2.02 + j6.98
  3. 15.5 – j3.56
  4. -2.67 – j0.67
(정답률: 52%)
  • 불평형 3상 전류에서 영상분 전류는 세 상의 전류 합의 $1/3$로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_0 = \frac{1}{3}(I_a + I_b + I_c)$
    ② [숫자 대입] $I_0 = \frac{1}{3}((15 + j2) + (-20 - j14) + (-3 + j10)) = \frac{1}{3}(-8 - j2)$
    ③ [최종 결과] $I_0 = -2.67 - j0.67\text{A}$
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65. 무한장 무손실 전송선로의 임의의 위치에서 전압이 100V이었다. 이 선로의 인덕턴스가 7.5 μH/m 이고, 커패시턴스가 0.012 μF/m 일 때 이 위치에서 전류(A)는?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 41%)
  • 무손실 전송선로의 특성 임피던스를 먼저 구한 후, 옴의 법칙을 이용하여 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}, \quad I = \frac{V}{Z_0}$
    ② [숫자 대입] $Z_0 = \sqrt{\frac{7.5 \times 10^{-6}}{0.012 \times 10^{-6}}} = 25, \quad I = \frac{100}{25}$
    ③ [최종 결과] $I = 4\text{A}$
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66. 전압 의 실효값은 약 몇 V 인가?

  1. 3.87
  2. 11.2
  3. 15.8
  4. 21.2
(정답률: 43%)
  • 비정현파 전압의 실효값은 각 고조파 성분 실효값들의 제곱합의 제곱근으로 구합니다. 주어진 식 $v(t) = 14.14\sin\omega t + 7.07\sin(3\omega t + \frac{\pi}{6})$에서 $14.14$와 $7.07$은 최대값이므로 $\sqrt{2}$로 나누어 실효값으로 변환합니다.
    ① [기본 공식] $V_{rms} = \sqrt{V_{1rms}^2 + V_{3rms}^2}$
    ② [숫자 대입] $V_{rms} = \sqrt{(\frac{14.14}{\sqrt{2}})^2 + (\frac{7.07}{\sqrt{2}})^2} = \sqrt{10^2 + 5^2}$
    ③ [최종 결과] $V_{rms} = 11.2\text{V}$
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67. 회로에서 저항 1Ω에 흐르는 전류 I(A)는?

  1. 3
  2. 2
  3. 1
  4. -1
(정답률: 36%)
  • 중첩의 원리를 이용하여 전압원과 전류원의 영향을 각각 계산하여 합산합니다.
    1. 전류원 개방 시: $2\Omega$과 $2\Omega$이 병렬로 연결되어 $6\text{V} / 2\Omega = 3\text{A}$가 흐릅니다.
    2. 전압원 단락 시: $1\Omega$과 $1\Omega$이 병렬로 연결되어 $4\text{A}$가 각각 $2\text{A}$씩 분배되며, 방향은 반대이므로 $-2\text{A}$가 됩니다.
    따라서 최종 전류 $I$는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $I = I_{voltage} + I_{current}$
    ② [숫자 대입] $I = 3 + (-2)$
    ③ [최종 결과] $I = 1\text{A}$
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68. 그림 (a)와 같은 회로에 대한 구동점 임피던스의 극점과 영점이 각각 그림 (b)에 나타낸 것과 같고 Z(0)=1 일 때, 이 회로에서 R(Ω), L(H), C(F)의 값은?

  1. R = 1.0Ω, L = 0.1H, C = 0.0235F
  2. R = 1.0Ω, L = 0.2H, C = 1.0F
  3. R = 2.0Ω, L = 0.1H, C = 0.0235F
  4. R = 2.0Ω, L = 0.2H, C = 1.0F
(정답률: 33%)
  • 회로의 임피던스 함수 $Z(s)$를 구하고, 주어진 극점과 영점의 표준형 식과 계수를 비교하여 소자 값을 결정합니다.
    ① [기본 공식] $Z(s) = \frac{s\frac{1}{LC} + \frac{1}{LC}}{s^2 + \frac{1}{L}s + \frac{1}{LC}}$
    ② [숫자 대입] $Z(0)=1 \rightarrow R=1, \frac{1}{L}=10, \frac{1}{LC}=425$
    ③ [최종 결과] $R=1.0\Omega, L=0.1\text{H}, C=0.0235\text{F}$
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69. 선간전압이 150V, 선전류가 10√3 A, 역률이 80%인 평형 3상 유도성 부하로 공급되는 무효전력(var)은?

  1. 3600
  2. 3000
  3. 2700
  4. 1800
(정답률: 43%)
  • 3상 교류 회로에서 무효전력은 전압, 전류, 무효율($\sin\theta$)의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \sqrt{3}V_L I_L \sin\theta$
    ② [숫자 대입] $Q = \sqrt{3} \times 150 \times 10\sqrt{3} \times 0.6$
    ③ [최종 결과] $Q = 2700$
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70. 그림과 같은 평형 3상회로에서 전원 전압이 Vab = 200(V)이고 부하 한상의 임피던스가 Z = 4 + j3(Ω)인 경우 전원과 부하사이 선전류 Ia는 약 몇 A 인가?

  1. 40√3 ∠36.87°
  2. 40√3 ∠-36.87°
  3. 40√3 ∠66.87°
  4. 40√3 ∠-66.87°
(정답률: 28%)
  • 평형 3상 $\Delta-\Delta$ 회로에서 선전류는 상전류의 $\sqrt{3}$배이며 위상이 $30^{\circ}$ 뒤집니다.
    ① [기본 공식] $I_p = \frac{V}{Z}, I_a = \sqrt{3}I_p \angle-30^{\circ}$
    ② [숫자 대입] $I_p = \frac{200}{5\angle36.87^{\circ}} = 40\angle-36.87^{\circ}, I_a = \sqrt{3} \times 40\angle(-36.87^{\circ}-30^{\circ})$
    ③ [최종 결과] $I_a = 40\sqrt{3}\angle-66.87^{\circ}$
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71. 제어요소가 제어대상에 주는 양은?

  1. 동작신호
  2. 조작량
  3. 제어량
  4. 궤환량
(정답률: 39%)
  • 제어요소는 조절부에서 나온 동작신호를 제어대상에 직접 전달하기 위한 조작량으로 변환하여 주는 역할을 합니다.
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72. 그림과 같은 제어시스템이 안정하기 위한 k의 범위는?

  1. k ＞ 0
  2. k ＞ 1
  3. 0 ＜ k ＜ 1
  4. 0 ＜ k ＜ 2
(정답률: 42%)
  • 시스템의 특성방정식을 세우고 루스-허위츠(Routh-Hurwitz) 안정도 판별법을 적용합니다.
    특성방정식은 $1 + G(s) = 0$이므로 다음과 같습니다.
    $$s(s+1)^{2} + k = s^{3} + 2s^{2} + s + k = 0$$
    루스 표를 작성하면:
    $$s^{3} \quad 1 \quad 1$$
    $$s^{2} \quad 2 \quad k$$
    $$s^{1} \quad \frac{2-k}{2}$$
    $$s^{0} \quad k$$
    안정하기 위해서는 1열의 모든 요소가 양수여야 하므로, $k > 0$이고 $2-k > 0$이어야 합니다.
    따라서 범위는 $0 < k < 2$ 입니다.
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73. 전달함수가 인 제어시스템의 과도 응답 특성은?

  1. 무제동
  2. 부족제동
  3. 임계제동
  4. 과제동
(정답률: 38%)
  • 2차 제어 시스템의 표준형과 비교하여 감쇠비 $\delta$를 구합니다.
    전달함수 $\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{1}{3s^{2} + 4s + 1}$의 분모와 분자를 3으로 나누면 $\frac{1/3}{s^{2} + (4/3)s + 1/3}$이 됩니다.
    ① [고유진동수 계산]
    $$\omega_{n}^{2} = \frac{1}{3} \implies \omega_{n} = \frac{1}{\sqrt{3}}$$
    ② [감쇠비 계산]
    $$2\delta\omega_{n} = \frac{4}{3} \implies \delta = \frac{2/3}{1/\sqrt{3}} = 1.155$$
    ③ [판단]
    $$\delta > 1$$
    감쇠비 $\delta$가 1보다 크므로 과제동 특성을 가집니다.
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74. 함수 f(t) = e-at의 z 변환 함수 F(z)는?

(정답률: 48%)
  • 지수 함수 $f(t) = e^{-at}$의 z-변환 공식에 의해 다음과 같은 결과가 도출됩니다.
    $$\frac{z}{z - e^{-aT}}$$
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75. 제어시스템의 주파수 전달함수가 G(jω) = j5ω 이고, 주파수가 ω = 0.02 rad/sec 일 때 이 제어시스템의 이득(dB)은?

  1. 20
  2. 10
  3. -10
  4. -20
(정답률: 43%)
  • 주파수 전달함수의 크기를 이용하여 이득(dB)을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Gain(dB) = 20\log|G(j\omega)|$$
    ② [숫자 대입]
    $$Gain(dB) = 20\log|j5 \times 0.02| = 20\log(0.1)$$
    ③ [최종 결과]
    $$Gain(dB) = -20$$
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76. 전달함수가 인 제어기가 있다. 이 제어기는 어떤 제어기인가?

  1. 비례 미분 제어기
  2. 적분 제어기
  3. 비례 적분 제어기
  4. 비례 미분 적분 제어기
(정답률: 43%)
  • 전달함수를 각 항으로 분리하여 제어기의 성분을 분석합니다.
    $$G_{C}(s) = \frac{s^{2} + 3s + 5}{2s} = \frac{s}{2} + \frac{3}{2} + \frac{5}{2s}$$
    여기서 $s$항은 미분(Differential), 상수는 비례(Proportional), $1/s$항은 적분(Integral) 성분을 의미하므로, 세 가지 성분이 모두 포함된 비례 미분 적분 제어기입니다.
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77. 다음 논리회로의 출력 Y는?

  1. A
  2. B
  3. A + B
  4. A · B
(정답률: 43%)
  • 논리회로의 게이트 구성을 통해 출력 $Y$의 불 대수 식을 간소화합니다.
    1. OR 게이트의 출력: $A + B$
    2. AND 게이트의 최종 출력: $(A + B) \cdot B$
    3. 분배법칙 적용: $AB + BB = AB + B$
    4. 흡수법칙 적용: $B(A + 1) = B \cdot 1 = B$
    따라서 최종 출력은 $B$가 됩니다.
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78. 그림의 블록선도와 같이 표현되는 제어시스템에서 A = 1, B = 1 일 때, 블록선도의 출력 C는 약 얼마인가?

  1. 0.22
  2. 0.33
  3. 1.22
  4. 3.1
(정답률: 45%)
  • 블록선도의 출력 $C$를 구하기 위해 신호 흐름 방정식을 세워 계산합니다. $A=1, B=1$을 대입합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{(A \times 3 + B) \times 5}{1 + (3 \times 4 \times 5)}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{(1 \times 3 + 1) \times 5}{1 + 60} = \frac{20}{61}$
    ③ [최종 결과] $C \approx 0.33$
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79. 그림과 같은 제어시스템의 폐루프 전달함수 에 대한 감도 SKT는?

  1. 0.5
  2. 1
(정답률: 31%)
  • 폐루프 전달함수 $T(s)$에 대한 이득 $K$의 감도 $S_K^T$를 구하는 문제입니다. 감도는 전달함수를 $K$로 미분한 후 $K$를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $S_K^T = \frac{K}{T} \frac{dT}{dK}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{KG}{1+HG} \implies \frac{dT}{dK} = \frac{G}{1+HG} \implies S_K^T = \frac{K}{\frac{KG}{1+HG}} \times \frac{G}{1+HG}$
    ③ [최종 결과] $S_K^T = \frac{1+HG}{G} \times \frac{G}{1+HG} = 1$
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80. 다음과 같은 상태방정식으로 표현되는 제어시스템의 특성방정식의 근(s1, s2)은?

  1. 1, -3
  2. -1, -2
  3. -2, -3
  4. -1, -3
(정답률: 44%)
  • 제어시스템의 특성방정식은 시스템 행렬 $A$에 대해 $\det(sI - A) = 0$으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\det(sI - A) = 0$
    ② [숫자 대입] $\det( \begin{bmatrix} s & 0 \ 0 & s \end{bmatrix} - \begin{bmatrix} 0 & 1 \ -2 & -3 \end{bmatrix} ) = \det\begin{bmatrix} s & -1 \ 2 & s+3 \end{bmatrix} = s(s+3) - (-1)(2) = s^2 + 3s + 2 = 0$
    ③ [최종 결과] $(s+1)(s+2) = 0 \implies s = -1, -2$
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 변전소의 주요 변압기에 계측장치를 시설하여 측정하여야 하는 것이 아닌 것은?

  1. 역률
  2. 전압
  3. 전력
  4. 전류
(정답률: 54%)
  • 변전소의 주요 변압기에서 반드시 측정하고 관리해야 하는 핵심 계측 항목은 전압($V$), 전류($I$), 전력($P$) 세 가지입니다. 역률은 필수 계측 항목에 포함되지 않습니다.
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82. 전기설비기술기준에서 정하는 안전원칙에 대한 내용으로 틀린 것은?

  1. 전기설비는 감전, 화재 그 밖에 사람에게 위해를 주거나 물건에 손상을 줄 우려가 없도록 시설하여야 한다.
  2. 전기설비는 다른 전기설비, 그 밖의 물건의 기능에 전기적 또는 자기적인 장해를 주지 않도록 시설하여야 한다.
  3. 전기설비는 경쟁과 새로운 기술 및 사업의 도입을 촉진함으로써 전기사업의 건전한 발전을 도모하도록 시설하여야 한다.
  4. 전기설비는 사용목적에 적절하고 안전하게 작동하여야 하며, 그 손상으로 인하여 전기공급에 지장을 주지 않도록 시설하여야 한다.
(정답률: 59%)
  • 전기설비기술기준의 안전원칙은 감전·화재 예방, 타 설비에 대한 장해 방지, 사용 목적에 맞는 안전한 작동 및 공급 안정성 확보에 집중합니다. 경쟁 촉진이나 사업의 건전한 발전은 안전원칙의 범주에 해당하지 않습니다.
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83. 전식방지대책에서 매설금속체측의 누설전류에 의한 전식의 피해가 예상되는 곳에 고려하여야 하는 방법으로 틀린 것은?

  1. 절연코팅
  2. 배류장치 설치
  3. 변전소 간 간격 축소
  4. 저준위 금속체를 접속
(정답률: 39%)
  • 전식 방지대책은 전차측 대책과 매설금속체측 대책으로 나뉩니다. 매설금속체측에서는 배류장치 설치, 절연코팅, 저전위 금속체 접속 등을 통해 부식을 방지합니다.

    오답 노트
    변전소 간 간격 축소: 이는 매설금속체측이 아닌 전차측(급전구간 단축) 대책에 해당합니다.
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84. 지중 전선로에 사용하는 지중함의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 조명 및 세척이 가능한 장치를 하도록 할 것
  2. 견고하고 차량 기타 중량물의 압력에 견디는 구조일 것
  3. 그 안의 고인 물을 제거할 수 있는 구조로 되어 있을 것
  4. 뚜껑은 시설자 이외의 자가 쉽게 열 수 없도록 시설할 것
(정답률: 57%)
  • 지중함의 시설기준에는 고인 물을 제거할 수 있는 구조, 견고한 구조, 시설자 외에는 뚜껑을 쉽게 열 수 없는 구조 등이 포함되지만, 조명 및 세척 장치를 반드시 설치해야 한다는 규정은 없습니다.
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85. 옥내 배선공사 중 반드시 절연전선을 사용하지 않아도 되는 공사방법은? (단, 옥외용 비닐절연전선은 제외한다.)

  1. 금속관공사
  2. 버스덕트공사
  3. 합성수지관공사
  4. 플로어덕트공사
(정답률: 40%)
  • 옥내 배선공사에서 원칙적으로는 절연전선을 사용해야 하지만, 버스덕트공사는 나전선을 사용할 수 있는 대표적인 공사방법입니다.

    오답 노트
    금속관공사, 합성수지관공사, 플로어덕트공사: 반드시 절연전선을 사용해야 하는 공사입니다.
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86. 돌침, 수평도체, 메시도체의 요소 중에 한 가지 또는 이를 조합한 형식으로 시설하는 것은?

  1. 접지극시스템
  2. 수뢰부시스템
  3. 내부피뢰시스템
  4. 인하도선시스템
(정답률: 46%)
  • 수뢰부시스템은 뇌격(벼락)을 직접 받는 부분으로, 돌침, 수평도체, 메시도체 중 하나를 사용하거나 이들을 조합하여 시설하여 뇌격을 안전하게 유도하는 역할을 합니다.
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87. 풍력터빈에 설비의 손상을 방지하기 위하여 시설하는 운전상태를 계측하는 계측장치로 틀린 것은?

  1. 조도계
  2. 압력계
  3. 온도계
  4. 풍속계
(정답률: 50%)
  • 풍력터빈의 상태를 계측하여 설비 손상을 방지하기 위해서는 풍속, 온도, 압력 등 물리적 운전 상태를 측정하는 장치가 필요합니다. 조도계는 빛의 밝기를 측정하는 장치이므로 풍력터빈의 운전 상태 계측과는 무관합니다.
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88. 지중 전선로를 직접 매설식에 의하여 차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 시설하는 경우 매설 깊이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 0.6
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 54%)
  • 지중 전선로 직접 매설 시 일반적인 장소의 매설 깊이는 $0.6\text{m}$이상이지만, 차량이나 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에서는 보호를 위해 $1\text{m}$이상으로 더 깊게 매설해야 합니다.
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89. 사용전압이 154kV인 전선로를 제1종 특고압보안공사로 시설할 때 경동연선의 굵기는 몇 mm2 이상이어야 하는가?

  1. 55
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 48%)
  • 제1종 특고압 보안공사에서 전선의 굵기는 사용전압에 따라 결정됩니다. 사용전압이 $154\text{kV}$인 경우 $100\text{kV}$이상 $300\text{kV}$ 미만 구간에 해당하므로 경동연선의 단면적은 $150\text{mm}^2$이상이어야 합니다.

    오답 노트
    55: $100\text{kV}$ 미만일 때
    200: $300\text{kV}$이상일 때
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90. 다음 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. ㉠ 아래, ㉡ 0.5
  2. ㉠ 아래, ㉡ 1
  3. ㉠ 위, ㉡ 0.5
  4. ㉠ 위, ㉡ 1
(정답률: 41%)
  • 동일 지지물에 저압과 고압 가공전선을 병행 설치할 때는 안전을 위해 고압 가공전선을 저압 가공전선의 위로 배치하고, 별개의 완금류에 시설해야 합니다. 이때 두 전선 사이의 이격거리는 $0.5\text{m}$이상으로 유지해야 합니다.
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91. 시가지에 시설하는 사용전압이 170kV 이하인 특고압 가공전선로의 지지물이 철탑이고 전선이 수평으로 2 이상 있는 경우에 전선 상호 간의 간격이 4m 미만일 때에는 특고압 가공전선로의 경간은 몇 m 이하이어야 하는가?

  1. 100
  2. 150
  3. 200
  4. 250
(정답률: 24%)
  • 시가지에 시설하는 특고압 가공전선로에서 지지물이 철탑이고 전선이 수평으로 2 이상 있으며, 전선 상호 간의 간격이 $4\text{m}$ 미만인 경우에는 경간을 $250\text{m}$이하로 제한하여 시설해야 합니다.
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92. 고압 가공전선로의 가공지선에 나경동선을 사용하려면 지름 몇 mm 이상의 것을 사용하여야 하는가?

  1. 2.0
  2. 3.0
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 48%)
  • 고압 가공전선로의 가공지선으로 나경동선을 사용할 경우, 규정된 최소 지름은 $4.0\text{mm}$이상이어야 합니다.
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93. 플로어덕트공사에 의한 저압 옥내배선에서 연선을 사용하지 않아도 되는 전선(동선)의 단면적은 최대 몇 mm2 인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 10
(정답률: 40%)
  • 플로어 덕트 공사 시 사용하는 전선은 연선을 사용하는 것이 원칙이나, 동선의 경우 단면적이 $10\text{mm}^2$이하일 때까지는 단선을 사용할 수 있습니다.
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94. 전압의 종별에서 교류 600V는 무엇으로 분류하는가?(2021년 개정된 KEC 규정 적용됨)

  1. 저압
  2. 고압
  3. 특고압
  4. 초고압
(정답률: 56%)
  • 2021년 개정된 KEC 규정에 따라 교류(AC) 전압의 구분은 $1\text{kV}$이하를 저압으로 분류합니다. 따라서 $600\text{V}$는 저압에 해당합니다.
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95. 하나 또는 복합하여 시설하여야 하는 접지극의 방법으로 틀린 것은?

  1. 지중 금속구조물
  2. 토양에 매설된 기초 접지극
  3. 케이블의 금속외장 및 그 밖에 금속피복
  4. 대지에 매설된 강화콘크리트의 용접된 금속 보강재
(정답률: 38%)
  • 접지극은 지중 금속구조물, 토양에 매설된 기초 접지극, 케이블의 금속외장 등을 사용할 수 있습니다. 다만, 대지에 매설된 강화콘크리트의 금속 보강재는 용접된 상태가 아니라 단순히 매설된 상태여야 접지극으로 인정됩니다.
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96. 특고압 가공전선로의 지지물로 사용하는 B종 철주, B종 철근콘크리트주 또는 철탑의 종류에서 전선로의 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 곳에 사용하는 것은?

  1. 각도형
  2. 인류형
  3. 내장형
  4. 보강형
(정답률: 54%)
  • 특고압 가공전선로의 지지물 중 내장형은 전선로의 지지물 양쪽 경간의 차가 큰 곳에 사용하여 장력을 조절하는 용도로 사용됩니다.
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97. 사용전압이 170kV 이하의 변압기를 시설하는 변전소로서 기술원이 상주하여 감시하지는 않으나 수시로 순회하는 경우, 기술원이 상주하는 장소에 경보장치를 시설하지 않아도 되는 경우는?

  1. 옥내변전소에 화재가 발생한 경우
  2. 제어회로의 전압이 현저히 저하한 경우
  3. 운전조작에 필요한 차단기가 자동적으로 차단한 후 재폐로한 경우
  4. 수소냉각식 조상기는 그 조상기 안의 수소의 순도가 90% 이하로 저하된 경우
(정답률: 40%)
  • 변전소 경보장치는 이상 상태를 알리기 위한 것이나, 차단기가 자동적으로 차단한 후 재폐로한 경우는 정상적인 운전 조작 범위 내의 동작으로 간주하여 경보장치 시설 제외 대상에 해당합니다.
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98. 일반 주택의 저압 옥내배선을 점검하였더니 다음과 같이 시설되어 있었을 경우 시설기준에 적합하지 않은 것은?

  1. 합성수지관의 지지점 간의 거리를 2m로 하였다.
  2. 합성수지관 안에서 전선의 접속점이 없도록 하였다.
  3. 금속관공사에 옥외용 비닐절연전선을 제외한 절연전선을 사용하였다.
  4. 인입구에 가까운 곳으로서 쉽게 개폐할 수 있는 곳에 개폐기를 각 극에 시설하였다.
(정답률: 40%)
  • 합성수지관 공사 시 지지점 간의 거리는 $1.5\text{m}$이하로 유지해야 합니다.

    오답 노트
    전선 접속점 금지: 합성수지관 내부에서는 전선을 접속할 수 없음
    절연전선 사용: 금속관 공사 시 옥외용 비닐절연전선을 제외한 절연전선 사용 가능
    개폐기 시설: 인입구 근처 쉽게 개폐할 수 있는 곳에 각 극에 시설 가능
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99. 아파트 세대 요길에 “비데용 콘센트”를 시설하고자 한다. 다음의 시설방법 중 적합하지 않은 것은?

  1. 콘센트는 접지극이 없는 것을 사용한다.
  2. 습기가 많은 장소에 시설하는 콘센트는 방습장치를 하여야 한다.
  3. 콘센트를 시설하는 경우에는 절연변압기(정격용량 3kVA 이하인 것에 한한다.)로 보호된 전로에 접속하여야 한다.
  4. 콘센트를 시설하는 경우네는 인체감전보호용 누전차단기(정격감도전류 15mA 이하, 동작시간 0.03초 이하의 전류동작형의 것에 한한다.)로 보호된 전로에 접속하여야 한다.
(정답률: 51%)
  • 비데용 콘센트는 물기가 많은 장소에 설치되므로 감전 사고 예방을 위해 반드시 접지극이 있는 콘센트를 사용해야 합니다.
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100. 특고압용 타냉식 변압기의 냉각장치에 고장이 생긴 경우를 대비하여 어떤 보호장치를 하여야 하는가?

  1. 경보장치
  2. 속도조정장치
  3. 온도시험장치
  4. 냉매흐름장치
(정답률: 51%)
  • 특고압용 타냉식 변압기는 냉각장치 고장 시 과열을 방지하기 위해 경보장치 또는 자동차단장치를 설치하여 보호해야 합니다.
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