전기공사기사 필기 기출문제복원 (2022-04-24)

전기공사기사 2022-04-24 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기공사기사 2022-04-24 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기공사기사
(2022-04-24 기출문제)

목록

1과목: 전기응용 및 공사재료

1. FET에 핀치 오프(pinch off)전압이란?

  1. 채널 폭이 막힌 때의 게이트 역방향 전압
  2. FET에서 애벌런치 전압
  3. 드레인과 소스 사이의 최대 전압
  4. 채널 폭이 최대로 되는 게이트의 역방향 전압
(정답률: 63%)
  • 핀치 오프(pinch off)란 게이트 전압과 드레인 전압의 전기장이 상쇄되어 드레인 근처에서 채널이 형성되지 못하고 막히는 상태를 의미합니다. 따라서 채널 폭이 막힌 때의 게이트 역방향 전압이 정답입니다.
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2. 비금속 발열체에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 탄화규소 발열체는 카보런덤을 주성분으로 한 발열체이다.
  2. 탄소질 발열체에는 인조 흑연을 가공하여 사용하는 것이 있다.
  3. 규화 몰리브덴 발열체는 고온용의 발열체로써 칸탈선이라고도 한다.
  4. 염욕 발열체는 높은 도전성을 가지는 고체 발열체이다.
(정답률: 59%)
  • 염욕 발열체는 낮은 온도에서 용융되어 높은 도전성을 가지는 액체 발열체입니다. 따라서 고체 발열체라는 설명은 틀린 것입니다.
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3. 직류 전동기의 속도 제어법이 아닌 것은?

  1. 극수변환
  2. 전압제어
  3. 저항제어
  4. 계자제어
(정답률: 64%)
  • 직류 전동기의 속도 제어는 전압제어, 저항제어, 계자제어 방식을 사용합니다.

    오답 노트
    극수변환: 농형 유도 전동기의 속도 제어 방식입니다.
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4. 천장면을 여러 형태의 사각, 삼각 등으로 구멍을 내어 다양한 형태의 매입기구를 취부하여 실내의 단조로움을 피하는 조명 방식은?

  1. pin hole light
  2. coffer light
  3. line light
  4. cornis light
(정답률: 60%)
  • 천장면을 사각, 삼각 등으로 오려내어 매입기구를 부착함으로써 실내의 단조로움을 피하는 조명 방식은 coffer light입니다.

    오답 노트
    pin hole light: 천장면에 작은 구멍을 뚫어 광원을 매입하는 방식
    line light: 트로퍼 조명의 일종으로 종, 횡, 대각선 방향으로 설치하는 방식
    cornis light: 천장과 벽면 경계의 돌출벽 내부에 등기구를 배치하는 방식
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5. 형태가 복잡하게 생긴 금속 제품을 균일하게 가열하는데 가장 적합한 전기로는?

  1. 염욕로
  2. 흑연화로
  3. 카보런덤로
  4. 페로알로이로
(정답률: 66%)
  • 염욕로는 여러 가지 염 혼합물 속에 소재를 담가 가열하는 방식으로, 용해열 속에서 가열되기 때문에 산화가 방지되며 형태가 복잡한 제품도 균일하고 빠르게 가열할 수 있는 장점이 있습니다.
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6. 온도 20℃에서 저항 20Ω인 구리선이 온도 80℃로 변화하였을 때, 구리선의 저항(Ω)은 약 얼마인가? (단, 온도 t(℃)에서 구리 저항의 온도 계수는 이다.)

  1. 15.36
  2. 24.72
  3. 35.62
  4. 43.85
(정답률: 57%)
  • 온도 변화에 따른 저항의 변화량은 온도 계수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $R_{T} = R_{t} \{ 1 + \alpha_{t} (T - t) \}$
    ② [숫자 대입] $R_{T} = 20 \{ 1 + \frac{1}{234.5 + 20} (80 - 20) \}$
    ③ [최종 결과] $R_{T} = 24.72\ \Omega$
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7. 전식을 방지하기 위한 전철 측에서의 방지 대책 중 틀린 것은?

  1. 변전소의 간격을 축소한다.
  2. 레일본드를 설치한다.
  3. 대지에 대한 레일의 절연 저항을 적게 한다.
  4. 귀선의 극성을 전기적으로 바꾸어 준다.
(정답률: 58%)
  • 전식(전해부식)을 방지하기 위해서는 누설 전류를 최소화해야 합니다. 따라서 대지에 대한 레일의 절연 저항을 크게 하여 전류가 땅으로 새나가지 않도록 해야 합니다.

    오답 노트
    대지에 대한 레일의 절연 저항을 적게 한다: 절연 저항이 작아지면 누설 전류가 증가하여 전식이 촉진됩니다.
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8. 엘리베이터에 사용되는 전동기의 특성이 아닌 것은?

  1. 소음이 적어야 한다.
  2. 기동 토크가 적어야 한다.
  3. 회전부분의 관성 모멘트는 적어야 한다.
  4. 가속도의 변화비율이 일정값이 되도록 선택한다.
(정답률: 72%)
  • 엘리베이터 전동기는 무거운 하물을 싣고 정지 상태에서 출발해야 하므로, 강력한 힘으로 밀어줄 수 있는 큰 기동 토크가 필수적입니다.

    오답 노트
    기동 토크가 적어야 한다: 기동 토크는 커야 합니다.
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9. 식염전해에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 제조법에는 격막법과 수은법이 있다.
  2. 염소, 수소와 수산화나트륨의 제조 방법에 사용된다.
  3. 수은법에서 전해조의 애노드는 흑연, 캐소드는 수은을 사용한다.
  4. 격막법은 수은법보다 전류 밀도가 크고 생산성이 높다.
(정답률: 58%)
  • 식염전해 방식 중 격막법은 수은법과 비교했을 때 전류 밀도가 낮고 생산성이 낮은 특징을 가지고 있습니다.
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10. 휘도가 균일한 원통광원의 축 중앙 수직방향의 광도가 250cd 이다. 전 광속(lm)은 약 얼마인가?

  1. 80
  2. 785
  3. 2467
  4. 3142
(정답률: 49%)
  • 원통광원의 전 광속을 구하는 문제입니다. 원통광원의 경우 광도에 $\pi^{2}$를 곱하여 전 광속을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $F = \pi^{2} I$
    ② [숫자 대입] $F = \pi^{2} \times 250$
    ③ [최종 결과] $F = 2467$
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11. 방전등에 속하지 않는 것은?

  1. 할로겐등
  2. 형광수은등
  3. 고압나트륨등
  4. 메탈할라이드등
(정답률: 68%)
  • 할로겐등은 유리구 안에 할로겐 물질을 주입하여 텅스텐의 증발을 억제한 백열등의 일종으로, 방전등이 아닌 필라멘트 발광 방식의 전등입니다.
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12. 과전류차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압전로에 사용하는 포장 퓨즈는 정격 전류의 몇 배의 전류에서 2시간 이내에 용단되지 않아야 하는가? (단, 퓨즈 이외의 과전류 차단기와 조합하여 하나의 과전류 차단기로 사용하는 것은 제외한다.)

  1. 1.1
  2. 1.3
  3. 1.5
  4. 1.7
(정답률: 55%)
  • 고압전로에 사용하는 퓨즈의 용단 특성 기준에 따라, 포장 퓨즈는 정격 전류의 $1.3$배 전류에서 $2$시간 이내에 용단되지 않아야 합니다.

    오답 노트
    비포장 퓨즈: $1.25$배
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13. 나트륨램프에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. KS C 7610에 따른 기호 NX는 저압 나트륨램프를 표시하는 기호이다.
  2. 등황색의 단일 광색으로 색수치가 적다.
  3. 색온도는 5000~6000K 정도이다.
  4. 도로, 터널, 항만표지 등에 이용한다.
(정답률: 61%)
  • 나트륨 램프의 색온도는 저압의 경우 $2,000\text{K}$, 고압의 경우 $2,200\text{K}$ 정도이므로, 색온도가 $5000\sim6000\text{K}$라는 설명은 틀린 내용입니다.
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14. 콘크리트 전주의 접지선 인출구는 지지점 표시선으로부터 몇 mm 지점에 있는가?

  1. 600
  2. 800
  3. 1000
  4. 1200
(정답률: 54%)
  • 철근콘크리트 전주의 접지선 인출구는 지지점 표시선으로부터 하방 $1000\text{mm}$ 지점에 위치해야 합니다.
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15. 다음 중 경완철의 표준규격(길이)이 아닌 것은?

  1. 1000mm
  2. 1400mm
  3. 1800mm
  4. 2400mm
(정답률: 63%)
  • 경완철의 표준 길이 규격을 묻는 문제입니다. 경완철의 표준 규격 길이는 $900mm, 1400mm, 1800mm, 2400mm$입니다.

    오답 노트
    $1000mm$: 표준 규격인 $900mm$와 다르므로 오답입니다.
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16. KS C 3824에 따른 전차선로용 180mm 현수애자 하부의 핀 모양이 아닌 것은?

  1. 훅(소)
  2. 아이(평행)
  3. 크레비스
  4. ㄷ형
(정답률: 57%)
  • KS C 3824 전차선로용 $180mm$ 현수애자의 하부 핀 모양 종류를 묻는 문제입니다. 표준 핀 모양으로는 아이(평행), 아이(직각), 크레비스, 훅(소), 훅(대)이 있으며, ㄷ형은 해당 규격의 핀 모양에 포함되지 않습니다.
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17. 암거에 시설하는 지중전선에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, 암거 내에 자동소화설비가 시설되지 않은 경우이다.)

  1. 불연성이 있는 연소방지도료로 지중전선을 피복한 전선은 사용이 가능하다.
  2. 자소성이 있는 난연성 피복이 된 지중전선은 사용이 가능하다.
  3. 자소성이 있는 난연성의 관에 지중전선을 넣어 시설하는 것은 불가능하다.
  4. 자소성이 있는 난연성의 연소방지테이프로 지중전선을 피복한 전선은 사용이 가능하다.
(정답률: 61%)
  • 자동소화설비가 없는 암거 내 지중전선의 난연 조치 기준을 묻는 문제입니다. 규정에 따라 불연성 또는 자소성이 있는 난연성 피복 전선을 사용하거나, 연소방지 테이프·시트·도료로 피복하거나, 불연성 또는 자소성이 있는 난연성의 관 또는 트라프에 넣어 시설하는 것이 가능합니다. 따라서 자소성이 있는 난연성의 관에 넣어 시설하는 것이 불가능하다는 설명은 틀린 내용입니다.
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18. KS C 4506에 따른 COS(컷아웃스위치)의 정격전류(A)가 아닌 것은?

  1. 15
  2. 30
  3. 45
  4. 60
(정답률: 56%)
  • KS C 4506 규격에 따른 컷아웃스위치(COS)의 정격전류 표준값을 확인하는 문제입니다. COS의 정격전류는 $15, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100A$ 등으로 규정되어 있으므로, $45A$는 표준 정격전류에 해당하지 않습니다.
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19. 연축전지의 음극에 쓰이는 재료는?

  1. 납
  2. 카드뮴
  3. 철
  4. 산화니켈
(정답률: 60%)
  • 연축전지의 전극 재료를 묻는 문제입니다. 연축전지는 양극에 이산화납($PbO_{2}$), 음극에 납($Pb$)을 사용하며, 전해질로는 묽은 황산($H_{2}SO_{4}$)을 사용합니다.
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20. 문자 기호 중 계기류에 속하지 않는 것은?

  1. ZCT
  2. A
  3. W
  4. WHM
(정답률: 65%)
  • ZCT는 영상변류기로서 계측기가 아닌 변성기(CT의 일종)에 해당합니다.

    오답 노트
    A: 전류계
    W: 전력계
    WHM: 전력량계
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2과목: 전력공학

21. 직접접지방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 1선 지락 사고시 건전상의 대지 전압이 거의 상승하지 않는다.
  2. 계통의 절연수준이 낮아지므로 경제적이다.
  3. 변압기의 단절연이 가능하다.
  4. 보호계전기가 신속히 동작하므로 과도안정도가 좋다.
(정답률: 46%)
  • 직접접지방식은 지락전류가 매우 크기 때문에 보호계전기의 동작은 확실하고 신속하지만, 이로 인해 계통에 가해지는 충격이 커서 과도안정도는 나쁩니다.
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22. 전력계통의 안정도에서 안정도의 종류에 해당하지 않는 것은?

  1. 정태 안정도
  2. 상태 안정도
  3. 과도 안정도
  4. 동태 안정도
(정답률: 51%)
  • 전력계통의 안정도는 부하 변화의 속도와 제어 장치의 고려 여부에 따라 정태 안정도, 과도 안정도, 동태 안정도로 구분합니다. 상태 안정도는 이에 해당하지 않는 용어입니다.

    오답 노트
    정태 안정도: 부하가 불변하거나 서서히 증가할 때의 안정도
    과도 안정도: 부하 급변이나 사고 시 탈조 없이 운전 가능한 안정도
    동태 안정도: 조속기 등 제어 효과를 고려한 안정도
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23. 수차의 캐비테이션 방지책으로 틀린 것은?

  1. 흡출수두를 증대시킨다.
  2. 과부하 운전을 가능한 한 피한다.
  3. 수차의 비속도를 너무 크게 잡지 않는다.
  4. 침식에 강한 금속재료로 러너를 제작한다.
(정답률: 57%)
  • 캐비테이션을 방지하기 위해서는 흡출수두를 작게 유지해야 합니다. 흡출수두가 증대되면 압력이 낮아져 기포가 발생하기 쉬운 환경이 되므로 캐비테이션이 촉진됩니다.
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24. 보호계전기의 반한시ㆍ정한시 특성은?

  1. 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧게 되는 특성
  2. 최소 동작전류 이상의 전류가 흐르면 즉시 동작하는 특성
  3. 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에 동작하는 특성
  4. 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지며, 어떤 전류 이상이 되면 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에서 동작하는 특성
(정답률: 64%)
  • 반한시·정한시 특성은 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지는 반한시 특성과, 특정 전류 이상에서는 전류 크기에 관계없이 일정 시간 후 동작하는 정한시 특성이 결합된 형태입니다.

    오답 노트
    동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지는 특성: 반한시 특성
    최소 동작전류 이상 시 즉시 동작하는 특성: 순한시 특성
    전류 크기에 관계없이 일정 시간에 동작하는 특성: 정한시 특성
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25. 부하전류가 흐르는 전로는 개폐할 수 없으나 기기의 점검이나 수리를 위하여 회로를 분리하거나, 계통의 접속을 바꾸는데 사용하는 것은?

  1. 차단기
  2. 단로기
  3. 전력용 퓨즈
  4. 부하 개폐기
(정답률: 59%)
  • 단로기는 부하 전류가 흐르는 상태에서는 개폐할 수 없으며, 기기 점검이나 수리를 위해 회로를 확실히 분리하는 목적으로 사용합니다.

    오답 노트
    차단기: 부하 및 단락 전류 차단 가능
    전력용 퓨즈: 단락 전류 차단
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26. 밸런서의 설치가 가장 필요한 배전방식은?

  1. 단상 2선식
  2. 단상 3선식
  3. 3상 3선식
  4. 3상 4선식
(정답률: 58%)
  • 단상 3선식 배전방식에서는 중성선이 단선되었을 때 발생하는 전압 불평형을 해소하기 위해 저압밸런서를 설치해야 합니다.
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27. 직렬콘덴서를 선로에 삽입할 때의 이점이 아닌 것은?

  1. 선로의 인덕턴스를 보상한다.
  2. 수전단의 전압강하를 줄인다.
  3. 정태안정도를 증가한다.
  4. 송전단의 역률을 개선한다.
(정답률: 43%)
  • 직렬콘덴서는 선로의 유도성 리액턴스를 보상하여 전압강하를 줄이고 정태안정도를 증가시키는 역할을 하지만, 송전단의 역률 개선과는 직접적인 관련이 없습니다.

    오답 노트
    선로의 인덕턴스 보상, 수전단의 전압강하 감소, 정태안정도 증가는 직렬콘덴서의 주요 장점입니다.
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28. 배기가스의 여열을 이용해서 보일러에 공급되는 급수를 예열함으로써 연료 소비량을 줄이거나 증발량을 증가시키기 위해서 설치하는 여열회수 장치는?

  1. 과열기
  2. 공기 예열기
  3. 절탄기
  4. 재열기
(정답률: 53%)
  • 배기가스의 여열을 이용하여 보일러 급수를 예열함으로써 연료 소비량을 줄이고 효율을 높이는 장치는 절탄기입니다.

    오답 노트
    공기 예열기: 배기가스로 공기를 예열하는 장치
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29. 저압뱅킹 배전방식에서 캐스케이딩현상을 방지하기 위하여 인접 변압기를 연락하는 저압선의 중간에 설치하는 것으로 알맞은 것은?

  1. 구분퓨즈
  2. 리클로저
  3. 섹셔널라이저
  4. 구분개폐기
(정답률: 40%)
  • 저압뱅킹 방식에서 한 변압기의 고장으로 인해 인접 변압기들이 연쇄적으로 차단되는 캐스케이딩 현상을 방지하기 위해, 저압선 중간에 구분퓨즈를 설치하여 고장 구간을 분리합니다.
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30. 전력용 콘덴서에 비해 동기조상기의 이점으로 옳은 것은?

  1. 소음이 적다.
  2. 진상전류 이외에 지상전류를 취할 수 있다.
  3. 전력손실이 적다.
  4. 유지보수가 쉽다.
(정답률: 59%)
  • 동기조상기는 여자전류를 조절함으로써 진상전류뿐만 아니라 지상전류까지 모두 취할 수 있어 무효전력 조절 범위가 넓다는 이점이 있습니다.

    오답 노트
    소음이 적다, 전력손실이 적다, 유지보수가 쉽다: 전력용 콘덴서의 특징입니다.
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31. 전선의 굵기가 균일하고 부하가 균등하게 분산되어 있는 배전선로의 전력손실은 전체 부하가 선로 말단에 집중되어 있는 경우에 비하여 어느 정도가 되는가?

  1. 1/2
  2. 1/3
  3. 2/3
  4. 3/4
(정답률: 51%)
  • 배전선로에서 부하가 균등하게 분산되어 있을 때의 전력손실은 모든 부하가 선로 말단에 집중되어 있을 때와 비교하여 $1/3$ 배가 됩니다.

    오답 노트
    전압강하의 경우 $1/2$ 배가 됩니다.
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32. 피뢰기의 충격방전 개시전압은 무엇으로 표시하는가?

  1. 직류전압의 크기
  2. 충격파의 평균치
  3. 충격파의 최대치
  4. 충격파의 실효치
(정답률: 57%)
  • 피뢰기의 충격방전 개시전압은 매우 짧은 시간에 발생하는 급격한 충격파를 다루므로, 평균치나 실효치를 산출하기 어렵기 때문에 충격파의 최대치로 표시합니다.
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33. 그림과 같이 지지점 A, B, C에는 고저차가 없으며, 경간 AB와 BC 사이에 전선이 가설되어 그 이도가 각각 12cm 이다. 지지점 B에서 전선이 떨어져 전선의 이도가 D로 되었다면 D의 길이(cm)는? (단, 지지점 B는 A와 C의 중점이며 지지점 B에서 전선이 떨어지기 전, 후의 길이는 같다.)

  1. 17
  2. 24
  3. 30
  4. 36
(정답률: 62%)
  • 전선의 길이는 이도와 경간의 관계식 $L \approx S + \frac{8D^{2}}{3S}$로 근사할 수 있습니다. 지지점 B에서 전선이 떨어지기 전(경간 $S$가 2개)과 후(경간 $2S$가 1개)의 전체 길이가 같다는 조건을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $2(S + \frac{8D_{1}^{2}}{3S}) = 2S + \frac{8D_{2}^{2}}{3(2S)}$
    ② [숫자 대입] $4D_{1}^{2} = D_{2}^{2} \implies D_{2} = 2D_{1} = 2 \times 12$
    ③ [최종 결과] $D_{2} = 24$
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34. 정전용량 0.01μF/km, 길이 173.2km, 선간전압 60kV, 주파수 60Hz인 3상 송전선로의 충전전류는 약 몇 A 인가?

  1. 6.3
  2. 12.5
  3. 22.6
  4. 37.2
(정답률: 48%)
  • 3상 송전선로의 충전전류는 정전용량, 주파수, 선로 길이 및 상전압의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{c} = 2\pi f C L \frac{V}{\sqrt{3}}$
    ② [숫자 대입] $I_{c} = 2\pi \times 60 \times (0.01 \times 10^{-6} \times 173.2) \times \frac{60 \times 10^{3}}{\sqrt{3}}$
    ③ [최종 결과] $I_{c} = 22.6$
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35. 승압기에 의하여 전압 Ve에서 Vh로 승압할 때, 2차 정격전압 e, 자기용량 W인 단상 승압기가 공급할 수 있는 부하용량은?

(정답률: 50%)
  • 단상 승압기에서 자기용량과 부하용량의 관계는 승압 전후의 전압 차이에 비례합니다. 주어진 조건에서 부하용량은 자기용량에 승압 후 전압과 2차 정격전압의 비를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P_{load} = W \times \frac{V_{h}}{e}$
    ② [숫자 대입] $P_{load} = W \times \frac{V_{h}}{e}$
    ③ [최종 결과] $P_{load} = \frac{V_{h}}{e} \times W$
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36. 배전선로의 역률 개선에 따른 효과로 적합하지 않은 것은?

  1. 선로의 전력손실 경감
  2. 선로의 전압강하의 감소
  3. 전원측 설비의 이용률 향상
  4. 선로 절연의 비용 절감
(정답률: 55%)
  • 역률을 개선하면 무효전력이 감소하여 선로에 흐르는 전류가 줄어듭니다. 이로 인해 전력 손실이 경감되고 전압 강하가 감소하며, 변압기 등 전원측 설비의 여유 용량이 늘어나 이용률이 향상됩니다.

    오답 노트
    선로 절연의 비용 절감: 역률 개선은 전류량과 전압 안정도에 영향을 주는 것이지, 전압 등급 자체를 낮추어 절연 비용을 줄이는 것과는 무관합니다.
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37. 송전단 전압 161kV, 수전단 전압 154kV, 상차각 35°, 리액턴스 60Ω 일 때 선로 손실을 무시하면 전송전력(MW)은 약 얼마인가?

  1. 356
  2. 307
  3. 237
  4. 161
(정답률: 50%)
  • 송전단과 수전단의 전압, 상차각, 리액턴스가 주어졌을 때 선로 손실을 무시한 전송전력은 다음 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{V_{s}V_{h}}{X} \sin \delta$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{161 \times 154}{60} \sin 35^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $P = 237$
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38. 송전선로에 매설지선을 설치하는 목적은?

  1. 철탑 기초의 강도를 보강하기 위하여
  2. 직격뇌로부터 송전선을 차폐보호하기 위하여
  3. 현수애자 1연의 전압 분담을 균일화하기 위하여
  4. 철탑으로부터 송전선로로의 역섬락을 방지하기 위하여
(정답률: 62%)
  • 매설지선은 철탑 기초 부분의 전위 상승을 억제하여, 철탑으로부터 송전선로로 전압이 역으로 튀는 역섬락 현상을 방지하기 위해 설치합니다.

    오답 노트
    가공지선: 직격뢰로부터 송전선을 차폐 보호
    피뢰기: 이상전압을 대지로 방전
    서지흡수기: 개폐서지 제거
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39. 1회선 송전선과 변압기의 조합에서 변압기의 여자 어드미턴스를 무시하였을 경우 송수전단의 관계를 나타내는 4단자 정수 C0는? (단, A0 = A + CZts, B0 = B + AZtr + DZts + CZtr Zts, D0 = D + CZtr 여기서, Zts 는 송전단변압기의 임피던스이며, Ztr 은 수전단변압기의 임피던스이다.)

  1. C
  2. C + DZts
  3. C + AZts
  4. CD + CA
(정답률: 42%)
  • 변압기의 여자 어드미턴스를 무시한 이상 변압기의 경우, 4단자 정수 중 $C$값은 변압기 전후에서 변하지 않습니다. 따라서 송수전단 조합의 전체 어드미턴스 $C_0$는 변압기의 정수 $C$와 동일합니다.
    $$C_0 = C$$
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40. 단락 보호방식에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 방사상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 양단에 있을 경우 방향 단락 계전기와 과전류 계전기를 조합시켜서 사용한다.
  2. 전원이 1단에만 있는 방사상 송전선로에서의 고장 전류는 모두 발전소로부터 방사상으로 흘러나간다.
  3. 환상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 두 군데 이상 있는 경우에는 방향 거리 계전기를 사용한다.
  4. 환상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 1단에만 있을 경우 선택 단락 계전기를 사용한다.
(정답률: 43%)
  • 환상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 1단에만 있을 경우에는 선택 단락 계전기가 아니라 방향 단락 계전기를 사용하여 보호해야 합니다.

    오답 노트
    방사상 선로 전원 양단: 방향 단락 계전기와 과전류 계전기 조합 사용
    방사상 선로 전원 1단: 발전소로부터 방사상으로 고장 전류 흐름
    환상 선로 전원 두 군데 이상: 방향 거리 계전기 사용
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3과목: 전기기기

41. 380V, 60Hz, 4극, 10kW인 3상 유도전동기의 전부하 슬립이 4%이다. 전원 전압을 10% 낮추는 경우 전부하 슬립은 약 몇 % 인가?

  1. 3.3
  2. 3.6
  3. 4.4
  4. 4.9
(정답률: 29%)
  • 유도전동기의 전부하 슬립 $s$는 전압 $V$의 제곱에 반비례하는 특성을 가집니다. 전압이 $10\%$ 낮아졌으므로 새로운 전압은 기존의 $0.9$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $s_{new} = \frac{s_{old}}{(V_{new}/V_{old})^2}$
    ② [숫자 대입] $s_{new} = \frac{4}{0.9^2}$
    ③ [최종 결과] $s_{new} = 4.9$
  • 토크 : 전압 제곱의 비례
    슬립 : 전압 제곱의 반비례
    4/0.9^2
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42. 3상 권선형 유도전동기의 기동 시 2차측 저항을 2배로 하면 최대토크 값은 어떻게 되는가?

  1. 3배로 된다.
  2. 2배로 된다.
  3. 1/2로 된다.
  4. 변하지 않는다.
(정답률: 57%)
  • 권선형 유도전동기의 비례추이 원리에 따라, 2차 저항을 변화시켜도 최대 토크가 발생하는 슬립의 위치는 변하지만 최대 토크의 값 자체는 항상 일정하게 유지됩니다.
  • 3상 유도 전동기
    최대토크는 저항에 관계없이 일정
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43. 일반적인 3상 유도전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 불평형 전압으로 운전하는 경우 전류는 증가하나 토크는 감소한다.
  2. 원선도 작성을 위해서는 무부하시험, 구속시험, 1차 권선저항 측정을 하여야 한다.
  3. 농형은 권선형에 비해 구조가 견고하며, 권선형에 비해 대형전동기로 널리 사용된다.
  4. 권선형 회전자의 3선 중 1선이 단선되면 동기속도의 50%에서 더 이상 가속되지 못하는 현상을 게르게스현상이라 한다.
(정답률: 49%)
  • 농형 유도전동기는 구조가 간단하고 견고하여 주로 중·소형 전동기로 사용되며, 중·대형 전동기로는 주로 권선형 유도전동기가 사용됩니다.
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44. 슬립 st에서 최대 토크를 발생하는 3상 유도전동기에 2차측 한상의 저항을 r2라 하면 최대 토크로 기동하기 위한 2차측 한 상에 외부로부터 가해 주어야 할 저항(Ω)은?

(정답률: 52%)
  • 최대 토크가 발생하는 슬립 $s_t$에서 기동 토크를 최대화하려면, 기동 시 슬립 $s=1$일 때의 저항 합이 최대 토크 발생 시의 저항 조건과 일치해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{r_2 + R}{1} = \frac{r_2}{s_t}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{r_2}{s_t} - r_2$
    ③ [최종 결과] $R = \frac{1 - s_t}{s_t} r_2$
    따라서 정답은 입니다.
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45. 직류기의 다중 중권 권선법에서 전기자 병렬회로 수 a와 극수 P 사이의 관계로 옳은 것은? (단, m은 다중도이다.)

  1. a = 2
  2. a = 2m
  3. a = P
  4. a = mP
(정답률: 48%)
  • 직류기의 권선법 중 다중 중권의 경우, 병렬 회로 수 $a$는 다중도 $m$과 극수 $P$의 곱으로 결정됩니다.
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46. 단상 직권 정류자 전동기의 전기자 권선과 계자 권선에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 계자 권선의 권수를 적게 한다.
  2. 전기자 권선의 권수를 크게 한다.
  3. 변압기 기전력을 적게 하여 역률 저하를 방지한다.
  4. 브러시로 단락되는 코일 중의 단락전류를 크게 한다.
(정답률: 39%)
  • 브러시로 인해 단락되는 코일 내의 단락 전류가 커지면 정류 작용이 불량해지므로, 단락 전류는 최대한 작게 유지해야 합니다.
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47. 3상 전원전압 220V를 3상 반파정류회로의 각 상에 SCR을 사용하여 정류제어 할 때 위상각을 60°로 하면 순 저항부하에서 얻을 수 있는 출력전압 평균값은 약 몇 V 인가?(문제 오류로 가답안 발표시 2번으로 발표되었지만 확정답안 발표시 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 128.65
  2. 148.55
  3. 257.3
  4. 297.1
(정답률: 51%)
  • 3상 반파 정류회로에서 SCR을 이용한 제어 시 출력전압의 평균값은 상전압과 위상각의 코사인 값을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{dc} = 1.17 \times V_{p} \times \cos(\alpha)$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{dc} = 1.17 \times \frac{220}{\sqrt{3}} \times \cos(60^{\circ})$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{dc} = 74.3$$
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48. 권수비가 a인 단상변압기 3대가 있다. 이것을 1차에 △, 2차에 Y로 결선하여 3상 교류 평형회로에 접속할 때 2차측의 단자전압을 V(V), 전류를 I(A)라고 하면 1차측의 단자전압 및 선전류는 얼마인가? (단, 변압기의 저항, 누설리액턴스, 여자전류는 무시한다.)

(정답률: 42%)
  • 변압기의 결선 방식($\Delta$-Y)과 권수비 $a$를 이용하여 1차측 전압과 전류를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{1} = a \frac{V}{\sqrt{3}}, I_{1} = \frac{\sqrt{3} I}{a}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{1} = a \frac{V}{\sqrt{3}}, I_{1} = \frac{\sqrt{3} I}{a}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{a V}{\sqrt{3}} \text{ (V)}, \frac{\sqrt{3} I}{a} \text{ (A)}$$
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49. 직류 분권전동기에서 정출력 가변속도의 용도에 적합한 속도제어법은?

  1. 계자제어
  2. 저항제어
  3. 전압제어
  4. 극수제어
(정답률: 46%)
  • 직류 전동기의 속도 제어 방식 중 계자제어는 정출력 가변속도 제어에 적합한 방식입니다.

    오답 노트
    전압제어: 정토크 제어에 적합함
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50. 전부하시의 단자전압이 무부하시의 단자전압보다 높은 직류발전기는?

  1. 분권발전기
  2. 평복권발전기
  3. 과복권발전기
  4. 차동복권발전기
(정답률: 46%)
  • 직류발전기 중 전부하 시의 단자전압이 무부하 시보다 높아지는 특성을 가진 것은 과복권발전기와 직권발전기입니다.

    오답 노트
    평복권발전기: 전부하와 무부하 시 단자전압이 동일함
    분권발전기, 타여자발전기, 차동복권발전기: 전부하 시 단자전압이 무부하 시보다 낮아짐
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51. 3상 동기발전기의 여자전류 10A에 대한 단자전압이 1000√3 V, 3상 단락전류가 50A 인 경우 동기임피던스는 몇 Ω 인가?

  1. 5
  2. 11
  3. 20
  4. 34
(정답률: 39%)
  • 동기임피던스는 상전압을 단락전류로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① $Z = \frac{V_{phase}}{I_{short}}$
    ② $Z = \frac{1000\sqrt{3} / \sqrt{3}}{50}$
    ③ $Z = 20$
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52. 단상 변압기를 병렬 운전할 경우 부하전류의 분담은?

  1. 용량에 비례하고 누설 임피던스에 비례
  2. 용량에 비례하고 누설 임피던스에 반비례
  3. 용량에 반비례하고 누설 리액턴스에 비례
  4. 용량에 반비례하고 누설 리액턴스의 제곱에 비례
(정답률: 50%)
  • 단상 변압기를 병렬 운전할 때 각 변압기가 분담하는 부하전류는 변압기의 용량에 비례하고, 퍼센트 임피던스(누설 임피던스)에는 반비례하여 분담됩니다.
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53. 동기발전기에서 무부하 정격전압일 때의 여자전류를 Ifo, 정격부하 정격전압일 때의 여자전류를 If1, 3상 단락 정격전류에 대한 여자전류를 Ifs라 하면 정격속도에서의 단락비 K는?

(정답률: 35%)
  • 동기발전기의 단락비는 무부하 정격전압일 때의 여자전류와 3상 단락 정격전류일 때의 여자전류의 비로 정의합니다.
    $$K = \frac{I_{f0}}{I_{fs}}$$
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54. 변압기의 습기를 제거하여 절연을 향상시키는 건조법이 아닌 것은?

  1. 열풍법
  2. 단락법
  3. 진공법
  4. 건식법
(정답률: 45%)
  • 변압기 내부의 수분을 제거하여 절연 성능을 높이는 방법에는 열풍법, 단락법, 진공법이 있습니다. 건식법은 변압기 건조법에 해당하지 않습니다.

    오답 노트
    열풍법: 전열기로 열풍을 불어넣어 건조
    단락법: 권선을 단락시켜 발생하는 줄열로 건조
    진공법: 진공 펌프로 수분을 함께 제거
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55. 직류 분권전동기의 전기자전류가 10A일 때 5Nㆍm의 토크가 발생하였다. 이 전동기의 계자의 자속이 80%로 감소되고, 전기자전류가 12A로 되면 토크는 약 Nㆍm 인가?

  1. 3.9
  2. 4.3
  3. 4.8
  4. 5.2
(정답률: 48%)
  • 직류기의 토크는 자속과 전기자전류의 곱에 비례하는 원리를 이용합니다.
    ① $T = k \Phi I$
    ② $T = 5 \times 0.8 \times \frac{12}{10}$
    ③ $T = 4.8$
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56. 유도자형 동기발전기의 설명으로 옳은 것은?

  1. 전기자만 고정되어 있다.
  2. 계자극만 고정되어 있다.
  3. 회전자가 없는 특수 발전기이다.
  4. 계자극과 전기자가 고정되어 있다.
(정답률: 43%)
  • 유도자형 동기발전기는 계자극과 전기자가 모두 고정되어 있는 구조를 가집니다.

    오답 노트
    전기자만 고정되어 있다: 회전계자형
    계자극만 고정되어 있다: 회전전기자형
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57. 스텝 모터(step motor)의 장점으로 틀린 것은?

  1. 회전각과 속도는 펄스 수에 비례한다.
  2. 위치제어를 할 때 각도 오차가 적고 누적된다.
  3. 가속, 감속이 용이하며 정ㆍ역전 및 변속이 쉽다.
  4. 피드백 없이 오픈 루프로 손쉽게 속도 및 위치제어를 할 수 있다.
(정답률: 47%)
  • 스텝 모터는 입력 펄스 수에 따라 정확한 각도로 회전하므로, 각도 오차가 매우 작으며 오차가 누적되지 않는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    위치제어를 할 때 각도 오차가 적고 누적된다: 오차는 누적되지 않음
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58. 단상 변압기의 무부하 상태에서 V1 = 200sin(ωt+30°)(V) 의 전압이 인가되었을 때 Io = 3sin(ωt+60°) + 0.7sin(3ωt+180°)(A) 의 전류가 흘렀다. 이때 무부하손은 약 몇 W 인가?

  1. 150
  2. 259.8
  3. 415.2
  4. 512
(정답률: 39%)
  • 무부하손은 전압과 전류의 기본파 성분 및 그 위상차를 이용한 유효전력으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = V_{1rms} I_{1rms} \cos(\theta_{v} - \theta_{i})$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{200}{\sqrt{2}} \times \frac{3}{\sqrt{2}} \times \cos(60^{\circ} - 30^{\circ})$
    ③ [최종 결과] $P = 259.8\ W$
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59. 극수 20, 주파수 60Hz인 3상 동기발전기의 전기자권선이 2층 중권, 전기자 전 슬롯 수 180, 각 슬롯 내의 도체 수 10, 코일피치 7슬롯인 2중 성형결선으로 되어 있다. 선간전압 3300V를 유도하는데 필요한 기본파 유효자속은 약 몇 Wb인가? (단, 코일피치와 자극피치의 비 β = 7/9 이다)

  1. 0.004
  2. 0.062
  3. 0.053
  4. 0.07
(정답률: 28%)
  • 동기발전기의 유도기전력 공식을 이용하여 기본파 유효자속을 구합니다.
    ① [기본 공식] $E = 4.44 f \Phi N k_{w}$
    ② [숫자 대입] $0.053 = \frac{3300 / \sqrt{3}}{4.44 \times 60 \times (180 \times 10 / (3 \times 2)) \times (7/9)}$
    ③ [최종 결과] $\Phi = 0.053\ Wb$
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60. 2방향성 3단자 사이리스터는 어느 것인가?

  1. SCR
  2. SSS
  3. SCS
  4. TRIAC
(정답률: 50%)
  • TRIAC은 3개의 단자를 가지며, 두 방향으로 모두 전류를 흘릴 수 있는 쌍방향 사이리스터입니다.

    오답 노트
    SCR: 단방향 소자
    SSS: 2단자 소자
    SCS: 단방향 소자
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 상의 순서가 a-b-c인 불평형 3상 교류회로에서 각 상의 전류가 Ia = 7.28∠15.95°(A), Ib = 12.81∠-128.66°(A), Ic = 7.21∠123.69°(A) 일 때 역상분 전류는 약 몇 A 인가?

  1. 8.95∠-1.14°
  2. 8.95∠1.14°
  3. 2.51∠-96.55°
  4. 2.51∠96.55°
(정답률: 27%)
  • 불평형 3상 회로에서 역상분 전류는 각 상의 전류에 벡터 연산자 $a$를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{reverse} = \frac{1}{3}(I_a + a^2 I_b + a I_c)$
    ② [숫자 대입] $I_{reverse} = \frac{1}{3}(7.28\angle 15.95^\circ + (1\angle 240^\circ \times 12.81\angle -128.66^\circ) + (1\angle 120^\circ \times 7.21\angle 123.69^\circ))$
    ③ [최종 결과] $I_{reverse} = 2.51\angle 96.55^\circ$
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62. 그림과 같은 T형 4단자 회로의 임피던스 파라미터 Z22는?

  1. Z3
  2. Z1 + Z2
  3. Z1 + Z3
  4. Z2 + Z3
(정답률: 46%)
  • T형 4단자 회로에서 임피던스 파라미터 $Z_{22}$는 출력 단자 2측에서 바라본 입력 임피던스를 의미합니다.
    회로 구성상 출력측 전류가 흐르는 경로에 직렬로 연결된 임피던스들의 합이므로 $Z_2 + Z_3$가 됩니다.
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63. 는?

  1. δ(t)+e-t(cos2t-sin2t)
  2. δ(t)+e-t(cos2t+2sin2t)
  3. δ(t)+e-t(cos2t-2sin2t)
  4. δ(t)+e-t(cos2t+sin2t)
(정답률: 33%)
  • 주어진 함수 $f(t) = \mathcal{L}^{-1} [ \frac{s^2 + 3s + 2}{s^2 + 2s + 5} ]$를 역라플라스 변환하기 위해 식을 변형합니다.
    먼저 분자를 분모로 나누어 $1 + \frac{s - 3}{s^2 + 2s + 5}$로 정리하고, 이를 다시 $1 + \frac{s + 1}{s^2 + 2s + 5} - \frac{4}{s^2 + 2s + 5}$로 변형합니다.
    각 항을 역변환하면 $1$은 $\delta(t)$가 되고, 나머지 항은 지수함수와 삼각함수의 곱 형태로 변환되어 $\delta(t) + e^{-t}(\cos 2t - 2\sin 2t)$가 됩니다.
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64. RL 직렬회로에서 시정수가 0.03s, 저항이 14.7Ω일 때 이 회로의 인덕턴스(mH)는?

  1. 441
  2. 362
  3. 17.6
  4. 2.53
(정답률: 47%)
  • RL 직렬회로의 시정수는 인덕턴스를 저항으로 나눈 값으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $L = \tau \times R$
    ② [숫자 대입] $L = 0.03 \times 14.7$
    ③ [최종 결과] $L = 0.441$
    단위를 mH로 변환하면 $0.441 \times 1000 = 441\text{mH}$ 입니다.
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65. 그림과 같은 부하에 선간전압이 Vab = 100∠30°(V)인 평형 3상 전압을 가했을 때 선전류 Ia(A)는?

(정답률: 44%)
  • Y결선 부하와 $\Delta$결선 부하가 병렬로 연결된 구조입니다. Y결선에서는 선간전압을 $\sqrt{3}$으로 나누어 상전압을 구하고, $\Delta$결선에서는 선간전압이 상전압과 같으며 선전류는 상전류의 $\sqrt{3}$배가 됨을 이용하여 전체 선전류 $I_a$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $I_a = \frac{V_{ab}}{\sqrt{3}R} + \sqrt{3} \cdot \frac{V_{ab}}{\frac{1}{j\omega C}}$
    ② [숫자 대입] $I_a = \frac{100}{\sqrt{3}R} + \sqrt{3} \cdot (j\omega C \cdot 100)$
    ③ [최종 결과] $I_a = \frac{100}{\sqrt{3}} ( \frac{1}{R} + j3\omega C )$
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66. 회로에서 6Ω에 호르는 전류(A)는?

  1. 2.5
  2. 5
  3. 7.5
  4. 10
(정답률: 40%)
  • 회로의 병렬 합성 저항을 구한 뒤 전류 분배 법칙을 적용합니다. $12\Omega$과 $4\Omega$이 병렬로 연결되어 있으므로 이를 먼저 합성하고, 전체 전류원의 합을 통해 $6\Omega$ 저항에 흐르는 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{6\Omega} = I_{total} \cdot \frac{R_{parallel}}{R_{6\Omega} + R_{parallel}}$
    ② [숫자 대입] $R_{parallel} = \frac{12 \cdot 4}{12 + 4} = 3\Omega, I_{total} = 8 + 7 = 15\text{A}, I_{6\Omega} = 15 \cdot \frac{3}{6 + 3}$
    ③ [최종 결과] $I_{6\Omega} = 5\text{A}$
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67. 그림 (a)의 Y결선 회로를 그림 (b)의 △결선회로로 등가 변환했을 때 Rab, Rbc, Rca는 각각 몇 Ω 인가? (단, Ra = 2Ω, Rb = 3Ω, Rc = 4Ω)

(정답률: 47%)
  • Y결선 회로를 $\Delta$결선 회로로 변환할 때는 각 변의 저항이 마주보는 두 저항의 합과 모든 저항의 곱의 합을 각 저항의 합으로 나눈 값의 합과 같다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$R_{ab} = \frac{R_a R_b + R_b R_c + R_c R_a}{R_c}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R_{ab} = \frac{2\times 3 + 3\times 4 + 4\times 2}{4} = \frac{26}{4} = \frac{13}{2}$$
    $$R_{bc} = \frac{2\times 3 + 3\times 4 + 4\times 2}{2} = \frac{26}{2} = 13$$
    $$R_{ca} = \frac{2\times 3 + 3\times 4 + 4\times 2}{3} = \frac{26}{3}$$
    ③ [최종 결과]
    $$R_{ab} = \frac{13}{2}, R_{bc} = 13, R_{ca} = \frac{26}{3}$$
    따라서 정답은 입니다.
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68. 분포정수로 표현된 선로의 단위 길이당 저항이 0.5Ω/km, 인덕턴스가 1μH/km, 커패시스턴스가 6μF/km일 때 일그러짐이 없는 조건(무왜형 조건)을 만족하기 위한 단위 길이당 컨덕턴스(℧/m)는?(문제 오류로 가답안 발표시 3번으로 발표되었지만 확정답안 발표시 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 3번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 55%)
  • 무왜형(무왜곡) 선로 조건은 전송 선로에서 신호의 왜곡이 없는 상태를 말하며, 이때 인덕턴스 $L$, 컨덕턴스 $G$, 커패시스턴스 $C$, 저항 $R$ 사이에는 특정 관계식이 성립합니다.
    ① [기본 공식] $LG = RC$
    ② [숫자 대입] $1 \cdot 10^{-6} \cdot G = 0.5 \cdot 6 \cdot 10^{-6}$
    ③ [최종 결과] $G = 3\text{℧/m}$
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69. 회로에서 , I3= 5.0(A), Z3 = 1.0Ω 일 때 부하(Z1, Z2, Z3) 전체에 대한 복소 전력은 약 몇 VA 인가?

  1. 55.3 - j7.5
  2. 55.3 + j7.5
  3. 45 - j26
  4. 45 + j26
(정답률: 30%)
  • 병렬 회로에서 전체 복소 전력은 전압과 전체 전류의 곱으로 구할 수 있습니다. 먼저 $I_3$와 $Z_3$를 통해 전압 $V$를 구하고, 각 지로의 전류를 복소수로 변환하여 합산한 뒤 복소 전력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = V \cdot I^*$
    ② [숫자 대입] $V = 5 \cdot 1 = 5\text{V}, I = (2e^{-j\frac{\pi}{6}}) + (5e^{j\frac{\pi}{6}}) + 5 = 11.06 + j1.5\text{A}$
    ③ [최종 결과] $P = 5 \cdot (11.06 - j1.5) = 55.3 - j7.5\text{VA}$
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70. 다음과 같은 비정현파 교류 전압 v(t)와 전류 i(t)에 의한 평균전력은 약 몇 W 인가?

  1. 6.414
  2. 8.586
  3. 12.828
  4. 24.212
(정답률: 37%)
  • 비정현파 교류의 평균전력은 각 고조파 성분별 평균전력의 합으로 구합니다. 전압과 전류의 기본파 및 3고조파 성분의 실효값과 위상차를 이용하여 계산합니다.
    $$P = \sum V_n I_n \cos \theta_n = \frac{1}{2} \sum V_{max,n} I_{max,n} \cos \theta_n$$
    $$P = \frac{1}{2} ( 200 \times \frac{1}{5} \times \cos(0 - (-\frac{\pi}{3})) + 80 \times \frac{1}{10} \times \cos(-\frac{\pi}{2} - (-\frac{\pi}{4})) )$$
    $$P = 12.828 \text{ W}$$
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71. 다음의 논리식과 등가인 것은?

  1. Y = A
  2. Y = B
(정답률: 54%)
  • 논리식의 분배법칙을 이용하여 단순화합니다. $Y = (A + B)(\bar{A} + B)$에서 $B$를 공통인수로 묶으면 $Y = (A \cdot \bar{A}) + B$가 됩니다. 이때 $A \cdot \bar{A} = 0$이므로 최종적으로 $Y = B$가 됩니다.
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72. 기본 제어요소인 비례요소의 전달함수는? (단, K는 상수이다.)

  1. G(s) = K
  2. G(s) = Ks
(정답률: 44%)
  • 제어 시스템의 기본 요소 중 비례요소는 입력 신호에 일정한 상수 $K$를 곱하여 출력하는 요소이므로 전달함수는 다음과 같습니다.
    $$G(s) = K$$

    오답 노트
    $G(s) = Ks$: 미분요소
    $\frac{K}{s}$: 적분요소
    $\frac{K}{1 + Ts}$: 1차 지연요소
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73. 의 역 z 변환은?

  1. t·e-at
  2. at·e-at
  3. 1+e-at
  4. 1-e-at
(정답률: 41%)
  • 주어진 $z$ 변환 식 $$F(z) = \frac{(1 - e^{-aT})z}{(z - 1)(z - e^{-aT})}$$ 을 부분분수 전개하여 역 $z$ 변환을 수행하면 시간 영역의 함수 $1 - e^{-at}$가 도출됩니다.
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74. 다음의 상태방정식으로 표현되는 시스템의 상태천이행렬은?

(정답률: 36%)
  • 상태방정식 $\begin{bmatrix} \frac{d}{dt} X_1 \\ \frac{d}{dt} X_2 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ -3 & -4 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} X_1 \\ X_2 \end{bmatrix}$에서 상태천이행렬 $\Phi(t)$는 $\mathcal{L}^{-1}\{(sI-A)^{-1}\}$로 구합니다.
    먼저 $(sI-A)$의 역행렬을 구하면 다음과 같습니다.
    $$(sI-A)^{-1} = \begin{bmatrix} s & -1 \\ 3 & s+4 \end{bmatrix}^{-1} = \frac{1}{(s+1)(s+3)} \begin{bmatrix} s+4 & 1 \\ -3 & s \end{bmatrix}$$
    각 성분을 부분분수로 전개하여 역라플라스 변환을 수행합니다.
    1행 1열: $\frac{s+4}{(s+1)(s+3)} = \frac{1.5}{s+1} - \frac{0.5}{s+3} \rightarrow 1.5e^{-t} - 0.5e^{-3t}$
    1행 2열: $\frac{1}{(s+1)(s+3)} = \frac{0.5}{s+1} - \frac{0.5}{s+3} \rightarrow 0.5e^{-t} - 0.5e^{-3t}$
    2행 1열: $\frac{-3}{(s+1)(s+3)} = \frac{-1.5}{s+1} + \frac{1.5}{s+3} \rightarrow -1.5e^{-t} + 1.5e^{-3t}$
    2행 2열: $\frac{s}{(s+1)(s+3)} = \frac{-0.5}{s+1} + \frac{1.5}{s+3} \rightarrow -0.5e^{-t} + 1.5e^{-3t}$
    따라서 최종 상태천이행렬은 가 됩니다.
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75. 다음 블록선도의 전달함수 는?

  1. 10/9
  2. 10/13
  3. 12/9
  4. 12/13
(정답률: 38%)
  • 메이슨 정리를 이용하여 전달함수를 구합니다.
    전방경로 합 $A$는 $1 \times 2 \times 3 = 6$과 $1 \times 2 \times 2 = 4$의 합인 $10$이며, 루프 이득의 합 $B$는 $1 \times 2 \times (-1) = -2$, $1 \times 2 \times 3 \times (-1) = -6$, $1 \times 2 \times 2 \times (-1) = -4$의 합인 $-12$입니다. 교차하지 않는 루프 $C$는 존재하지 않습니다.
    $$T(s) = \frac{A}{1 - B + C}$$
    $$T(s) = \frac{10}{1 - (-12) + 0}$$
    $$T(s) = \frac{10}{13}$$
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76. 제어시스템의 전달함수가 과 같이 표현될 때 이 시스템의 고유주파수(ωn(rad/s))와 감쇠율(ζ)은?

  1. ωn=0.25, ζ=1.0
  2. ωn=0.5, ζ=0.25
  3. ωn=0.5, ζ=0.5
  4. ωn=1.0, ζ=0.5
(정답률: 46%)
  • 표준 2차 시스템의 특성방정식 $s^{2} + 2\zeta\omega_{n}s + \omega_{n}^{2} = 0$과 주어진 전달함수의 분모를 비교하여 고유주파수와 감쇠율을 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{분모} = 4s^{2} + s + 1 = 4(s^{2} + 0.25s + 0.25)$$
    ② [숫자 대입]
    $$\omega_{n}^{2} = 0.25 \implies \omega_{n} = 0.5$$
    $$2\zeta\omega_{n} = 0.25 \implies 2 \times \zeta \times 0.5 = 0.25$$
    ③ [최종 결과]
    $$\omega_{n} = 0.5, \zeta = 0.25$$
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77. 다음의 개루프 전달함수에 대한 근궤적이 실수축에서 이탈하게 되는 분리점은 약 얼마인가?

  1. -0.93
  2. -5.74
  3. -6.0
  4. -1.33
(정답률: 33%)
  • 근궤적의 분리점은 특성방정식에서 $K$에 대해 미분한 값이 $0$이 되는 지점($\frac{dK}{ds} = 0$)에서 발생합니다.
    ① [기본 공식]
    $$K = -s(s+3)(s+8) = -(s^{3} + 11s^{2} + 24s)$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{dK}{ds} = -(3s^{2} + 22s + 24) = 0$$
    $$s = \frac{-22 \pm \sqrt{22^{2} - 4 \times 3 \times 24}}{2 \times 3} = \frac{-22 \pm 15.49}{6}$$
    $$s_{1} \approx -1.33, s_{2} \approx -6.08$$
    ③ [최종 결과]
    실수축 상의 근궤적 구간($0$ to $-3$)에 포함되는 값은 $-1.33$이므로 분리점은 $-1.33$ 입니다.
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78. 전달함수가 과 같은 제어시스템에서 ω = 0.1 rad/s 일 때의 이득(dB)과 위상각(°)은 약 얼마인가?

  1. 40dB, -90°
  2. -40dB, 90°
  3. 40dB, -180°
  4. -40dB, -180
(정답률: 28%)
  • 주어진 전달함수 $G(s)$에 $s = j\omega$를 대입하여 크기(이득)와 위상각을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Gain(dB)} = 20\log_{10}|G(j\omega)|$$
    $$\text{Phase} = \angle G(j\omega)$$
    ② [숫자 대입]
    $$\omega = 0.1 \text{일 때, } G(j0.1) = \frac{1}{0.1(j0.1)(0.01(j0.1) + 1)} = \frac{1}{0.01j(0.001j + 1)} = \frac{1}{-0.00001 + 0.01j}$$
    $$\text{Gain} = 20\log_{10}\frac{1}{\sqrt{(-0.00001)^{2} + 0.01^{2}}} \approx 20\log_{10}(100) = 40\text{dB}$$
    $$\text{Phase} = \angle 1 - \angle(0.01j - 0.00001) \approx 0^{\circ} - 90^{\circ} = -90^{\circ}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Gain} = 40\text{dB}, \text{Phase} = -90^{\circ}$$
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79. 그림의 신호흐름도를 미분방정식으로 표현한 것으로 옳은 것은? (단, 모든 초기 값은 0이다.)

(정답률: 38%)
  • 신호흐름도에서 각 노드의 관계를 분석하여 미분방정식을 도출합니다. 적분기 $\frac{1}{s}$는 시간 영역에서 미분 연산으로 변환되며, 피드백 경로의 계수 $-3$과 $-2$는 각각 1차 미분항과 0차항의 계수가 됩니다. 이를 정리하면 다음과 같은 2차 미분방정식이 도출됩니다.
    $$\frac{d^{2}c(t)}{dt^{2}} + 3\frac{dc(t)}{dt} + 2c(t) = r(t)$$
    따라서 정답은 입니다.
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80. 제어시스템의 특성방정식이 s4+s3-3s2-s+2=0 와 같을 때, 이 특성방정식에서 s 평면의 오른쪽에 위치하는 근은 몇 개인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 44%)
  • 루스-허위츠(Routh-Hurwitz) 판별법을 사용하여 s 평면 우반평면의 근의 개수를 구하는 문제입니다.
    특성방정식 $s^4 + s^3 - 3s^2 - s + 2 = 0$에 대해 루스표를 작성하면 $s^1$ 행의 모든 요소가 $0$이 되어 보조방정식을 사용해야 합니다.
    보조방정식 $F(s) = -2s^2 + 2$를 미분한 $$F'(s) = -4s$$ 를 $s^1$ 행에 대입하여 루스표를 완성하면, 1열의 부호 변화가 2번 발생하므로 우반평면의 근은 $2$개입니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 최대 사용전압이 10.5kV를 초과하는 교류의 회전기 절연내력을 시험하고자 한다. 이때 시험전압은 최대사용전압의 몇 배의 전압으로 하여야 하는가? (단, 회전변류기는 제외한다.)

  1. 1
  2. 1.1
  3. 1.25
  4. 1.5
(정답률: 42%)
  • 교류 회전기(회전변류기 제외)의 절연내력 시험전압 기준을 묻는 문제입니다. 최대사용전압이 $7\text{kV}$를 초과하는 경우, 시험전압은 최대사용전압의 $1.25$배를 적용합니다.
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82. 강관으로 구성된 철탑의 갑종 풍압하중은 수직 투영면적 1m2에 대한 풍압을 기초로 하여 계산한 값이 몇 Pa 인가? (단, 단주는 제외한다.)

  1. 1255
  2. 1412
  3. 1627
  4. 2157
(정답률: 47%)
  • 지지물의 종류에 따른 갑종 풍압하중 수치를 암기하는 문제입니다. 강관으로 구성된 철탑의 갑종 풍압하중은 $1255\text{Pa}$입니다.
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83. 가요전선관 및 부속품의 시설에 대한 내용이다. 다음 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. 0.75
  2. 1.5
  3. 2.5
  4. 4
(정답률: 35%)
  • 1종 금속제 가요전선관의 접지 및 시설 기준에 관한 문제입니다. 내 빈칸에 들어갈 내용은 단면적 $2.5\text{mm}^2$이상의 나연동선입니다.
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84. 전압의 구분에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 직류에서의 저압은 1000V 이하의 전압을 말한다.
  2. 교류에서의 저압은 1500V 이하의 전압을 말한다.
  3. 직류에서의 고압은 3500V를 초과하고 7000V 이하인 전압을 말한다.
  4. 특고압은 7000V를 초과하는 전압을 말한다.
(정답률: 54%)
  • KEC 규정에 따른 전압 구분 기준을 묻는 문제입니다. 특고압은 $7000\text{V}$를 초과하는 전압으로 정의됩니다.

    오답 노트
    직류 저압: $1500\text{V}$이하
    교류 저압: $1000\text{V}$이하
    직류 고압: $1500\text{V}$ 초과 $7000\text{V}$이하
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85. 한국전기설비규정에 따른 용어의 정의에서 감전에 대한 보호 등 안전을 위해 제공되는 도체를 말하는 것은?

  1. 접지도체
  2. 보호도체
  3. 수평도체
  4. 접지극도체
(정답률: 55%)
  • 한국전기설비규정(KEC)에서 감전 보호 등 안전을 위해 제공되는 도체는 보호도체라고 정의합니다.

    오답 노트
    접지도체: 접지극과 보호도체 등을 연결하는 도체
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86. 사용전압이 22.9kV인 가공전선이 철도를 횡단하는 경우, 전선의 레일면상의 높이는 몇 m 이상인가?

  1. 5
  2. 5.5
  3. 6
  4. 6.5
(정답률: 53%)
  • 가공전선이 철도를 횡단할 때, 안전 거리 확보를 위한 레일면 상의 높이 기준에 따라 사용전압이 $22.9\text{kV}$인 경우 $6.5\text{m}$이상의 높이를 유지해야 합니다.
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87. 사용전압이 154kV인 전선로를 제1종 특고압 보안공사로 시설할 경우, 여기에 사용되는 경동연선의 단면적은 몇 mm2 이상이어야 하는가?

  1. 100
  2. 125
  3. 150
  4. 200
(정답률: 50%)
  • 제1종 특고압 보안공사에서 사용전압에 따른 경동연선의 최소 단면적 기준을 적용하는 문제입니다.
    $\text{100kV 미만} \rightarrow 55\text{mm}^2$
    $\text{154kV} \rightarrow 150\text{mm}^2$
    $\text{345kV} \rightarrow 200\text{mm}^2$
    따라서 사용전압이 $154\text{kV}$인 경우 단면적은 $150\text{mm}^2$이상이어야 합니다.
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88. 전력보안통신설비의 조가선은 단면적 몇 mm2 이상의 아연도강연선을 사용하여야 하는가?

  1. 16
  2. 38
  3. 50
  4. 55
(정답률: 36%)
  • 전력보안통신설비의 조가선은 기계적 강도와 안전성을 확보하기 위해 단면적 $38\text{mm}^2$이상의 아연도강연선을 사용하도록 규정하고 있습니다.
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89. 통신상의 유도 장해방지 시설에 대한 설명이다. 다음 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. 정전작용
  2. 유도작용
  3. 가열작용
  4. 산화작용
(정답률: 55%)
  • 교류식 전기철도 전차선로는 전력선에서 발생하는 전자기적 영향으로 인해 인근 통신선에 전압이 유도되는 현상이 발생합니다. 따라서 통신상의 장해를 방지하기 위해 유도작용에 의한 영향을 최소화하도록 시설해야 합니다.
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90. 풍력터빈의 피뢰설비 시설기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 풍력터빈에 설치한 피뢰설비(리셉터, 인하도선 등)의 기능저하로 인해 다른 기능에 영향을 미치지 않을 것
  2. 풍력터빈 내부의 계측 센서용 케이블은 금속관 또는 차폐케이블 등을 사용하여 뇌유도과전압으로부터 보호할 것
  3. 풍력터빈에 설치하는 인하도선은 쉽게 부식되지 않는 금속선으로서 뇌격전류를 안전하게 흘릴 수 있는 충분한 굵기여야 하며, 가능한 직선으로 시설할 것
  4. 수뢰부를 풍력터빈 중앙부분에 배치하되 뇌격전류에 의한 발열에 용손(溶損)되지 않도록 재질, 크기, 두께 및 형상 등을 고려할 것
(정답률: 44%)
  • 풍력터빈의 피뢰설비 시설기준에서 수뢰부는 뇌격을 효과적으로 유도하기 위해 중앙부분이 아닌 모서리 부분에 배치해야 합니다.
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91. 주택의 전기저장장치의 축전지에 접속하는 부하 측 옥내배선을 사람이 접촉할 우려가 없도록 케이블배선에 의하여 시설하고 전선에 적당한 방호장치를 시설한 경우 주택의 옥내전로의 대지전압은 직류 몇 V 까지 적용할 수 있는가? (단, 전로에 지락이 생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설한 경우이다.)

  1. 150
  2. 300
  3. 400
  4. 600
(정답률: 36%)
  • 주택의 전기저장장치(태양광설비 등)에서 케이블 배선 및 방호장치를 시설하고 지락 시 자동 차단 장치를 갖춘 경우, 옥내전로의 대지전압은 직류 $600\text{V}$까지 적용할 수 있습니다.
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92. 과전류차단기로 저압전로에 사용하는 범용의 퓨즈(「전기용품 및 생활용품 안전관리법」에서 규정하는 것을 제외한다)의 정격전류가 16A인 경우 용단전류는 정격전류의 몇 배인가? (단, 퓨즈(gG)인 경우이다.)

  1. 1.25
  2. 1.5
  3. 1.6
  4. 1.9
(정답률: 30%)
  • 저압전로에 사용하는 범용 퓨즈(gG)의 정격전류에 따른 용단전류 기준을 적용하는 문제입니다.
    정격전류가 $16\text{A}$이상인 경우, 용단전류는 정격전류의 $1.6$배, 불용단전류는 $1.25$배로 규정되어 있습니다.

    오답 노트
    ~4A: 용단 $2.1$배 / 불용단 $1.5$배
    ~15A: 용단 $1.9$배 / 불용단 $1.5$배
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93. 특고압용 변압기의 내부에 고장이 생겼을 경우에 자동차단장치 또는 경보장치를 하여야 하는 최소 뱅크용량은 몇 kVA 인가?

  1. 1000
  2. 3000
  3. 5000
  4. 10000
(정답률: 39%)
  • 특고압 변압기 내부 고장 시, 뱅크용량이 $5000\text{kVA}$이상 $10000\text{kVA}$ 미만인 경우에는 자동차단장치 또는 경보장치를 반드시 설치해야 합니다.
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94. 고압 가공전선로의 가공지선으로 나경동선을 사용할 때의 최소 굵기는 지름 몇 mm 이상인가?

  1. 3.2
  2. 3.5
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 50%)
  • 고압 가공전선로에서 가공지선으로 나경동선을 사용할 경우, 기계적 강도와 안전성을 위해 최소 굵기는 지름 $4.0\text{mm}$이상으로 규정하고 있습니다.
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95. 합성수지관 및 부속품의 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 관의 지지점 간의 거리는 1.5m 이하로 할 것
  2. 합성수지제 가요전선관 상호 간은 직접 접속할 것
  3. 접착제를 사용하여 관 상호 간을 삽입하는 깊이는 관의 바깥지름의 0.8배 이상으로 할 것
  4. 접착제를 사용하지 않고 관 상호 간을 삽입하는 깊이는 관의 바깥지름의 1.2배 이상으로 할 것
(정답률: 42%)
  • 합성수지제 가요전선관 상호 간에는 직접 접속하지 않아야 합니다.

    오답 노트
    관의 지지점 간 거리 1.5m 이하: 옳은 기준
    접착제 사용 시 삽입 깊이 바깥지름의 0.8배 이상: 옳은 기준
    접착제 미사용 시 삽입 깊이 바깥지름의 1.2배 이상: 옳은 기준
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96. 지중전선로는 기설 지중약전류전선로에 대하여 통신상의 장해를 주지 않도록 기설약전류전선로로부터 충분히 이격시키거나 기타 적당한 방법으로 시설하여야 한다. 이때 통신상의 장해가 발생하는 원인으로 옳은 것은?

  1. 충전전류 또는 표피작용
  2. 충전전류 또는 유도작용
  3. 누설전류 또는 표피작용
  4. 누설전류 또는 유도작용
(정답률: 48%)
  • 지중전선로에서 기설 약전류전선로에 통신 장해를 일으키는 주된 원인은 전선로 사이에서 발생하는 누설전류 또는 전자기적 유도작용 때문입니다.
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97. 샤워시설이 있는 욕실 등 인체가 물에 젖어있는 상태에서 전기를 사용하는 장소에 콘센트를 시설할 경우 인체감전보호용 누전차단기의 정격감도전류는 몇 mA 이하인가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 30
(정답률: 47%)
  • 인체가 물에 젖어있는 상태에서는 전기 저항이 낮아져 감전 위험이 매우 큽니다. 따라서 일반적인 장소($30\text{mA}$이하)보다 더 민감한 $15\text{mA}$이하의 정격감도전류를 가진 누전차단기를 시설해야 합니다.
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98. 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 가공 통신선이 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우 그 높이는 레일면상 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 3
  2. 3.5
  3. 5
  4. 6.5
(정답률: 55%)
  • 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선이 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우, 안전 확보를 위해 레일면상 $6.5\text{m}$이상의 높이를 유지해야 합니다.
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99. 사용전압이 400V 이하인 저압 옥측전선로를 애자공사에 의해 시설하는 경우 전선 상호 간의 간격은 몇 m 이상이어야 하는가? (단, 비나 이슬에 젖지 않는 장소에 사람이 쉽게 접촉될 우려가 없도록 시설한 경우이다.)

  1. 0.025
  2. 0.045
  3. 0.06
  4. 0.12
(정답률: 42%)
  • 저압 옥측전선로를 애자공사로 시설할 때, 전선 상호 간의 이격거리 기준을 적용합니다.
    사용전압이 $400\text{V}$이하인 경우, 비나 이슬에 젖지 않는 장소에서 사람이 쉽게 접촉될 우려가 없도록 시설했을 때 전선 상호 간의 간격은 $0.06\text{m}$이상이어야 합니다.
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100. 폭연성 분진 또는 화약류의 분말에 전기설비가 발화원이 되어 폭발할 우려가 있는 곳에 시설하는 저압 옥내배선의 공사방법으로 옳은 것은? (단, 사용전압이 400V 초과인 방전등을 제외한 경우이다.)

  1. 금속관공사
  2. 애자사용공사
  3. 합성수지관공사
  4. 캡타이어 케이블공사
(정답률: 47%)
  • 폭연성 분진 또는 화약류의 분말이 있어 발화원이 될 우려가 있는 장소의 저압 옥내배선은 안전을 위해 금속관공사 또는 케이블공사(캡타이어 케이블 제외)로 시공해야 합니다.
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