전기공사산업기사 필기 기출문제복원 (2016-05-08)

전기공사산업기사 2016-05-08 필기 기출문제 해설

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전기공사산업기사
(2016-05-08 기출문제)

목록

1과목: 전기응용

1. 고주파 유전 가열에서 피열물의 단위 체적당 소비전력 W/cm3은? (단, E[V]㎝는 고주파 전계, δ는 유전체 손실각, f는 주파수, Es는 비유전율이다.)

(정답률: 78%)
  • 고주파 유전 가열에서 단위 체적당 소비전력은 전계의 세기, 주파수, 비유전율, 유전체 손실각의 곱에 비례하며, 진공의 유전율 $\epsilon_0$ 값을 포함한 공식으로 산출됩니다.
    $$\text{소비전력} = 2\pi f \epsilon_0 \epsilon_s E^2 \tan\delta$$
    여기서 $2\pi \epsilon_0$의 값은 약 $5.56 \times 10^{-12}$이며, 이를 근사치인 $\frac{5}{9} \times 10^{-12}$로 표현한 가 정답입니다.
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2. 전기철도의 교류 급전 방식 중 AT 급전 방식은 어떤 변압기를 사용하여 급전하는 방식을 말하는가?

  1. 단권 변압기
  2. 흡상 변압기
  3. 스코트 변압기
  4. 3권선 변압기
(정답률: 68%)
  • AT 급전 방식은 단권 변압기(Auto Transformer)를 사용하여 급전하는 방식으로, 급전전압을 공급전압의 2배로 높여 전압강하를 줄이고 대전력 공급에 유리하게 만든 방식입니다.
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3. 수은이나 불활성 가스와 같은 준안정상태를 형성하는 기체에 극히 미량의 다른 기체를 혼합한 경우 방전개시 전압이 매우 낮아지는 현상은?

  1. 페닝 효과
  2. 파센의 법칙
  3. 웨버의 법칙
  4. 빈의 변위효과
(정답률: 58%)
  • 준안정 상태의 불활성 기체에 미량의 다른 기체를 혼합했을 때, 충돌 전리 과정이 촉진되어 방전 개시 전압이 급격히 낮아지는 현상을 페닝 효과라고 합니다.
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4. 태양광선이나 방사선을 조사해서 기전력을 얻는 전지를 태양전지, 원자력 전지라고 하는데 이것은 다음 어느 부류의 전지에 속하는가?

  1. 1차 전지
  2. 2차 전지
  3. 연료 전지
  4. 물리 전지
(정답률: 63%)
  • 반도체의 $Pn$ 접합면에 태양광선이나 방사선을 조사하여 기전력을 얻는 방식의 전지를 물리 전지(3차 전지)라고 합니다.

    오답 노트
    1차 전지: 충전 불가능한 전지
    2차 전지: 충전 가능한 전지
    연료 전지: 화학 반응을 통해 전기를 생산하는 전지
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5. 전철 전동기에 감속 기어를 사용하는 주된 이유는?

  1. 역률 개선
  2. 정류 개선
  3. 역회전 방지
  4. 주전동기의 소형화
(정답률: 54%)
  • 전동기의 회전수는 높이고 토크를 키우기 위해 감속 기어를 사용합니다. 이를 통해 낮은 회전수에서도 큰 힘을 낼 수 있어, 결과적으로 동일한 출력을 내는 주전동기의 크기를 줄여 소형화할 수 있습니다.
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6. 전기 가열의 특징에 해당되지 않는 것은?

  1. 내부 가열이 가능하다.
  2. 열효율이 매우 나쁘다.
  3. 방사열의 이용이 용이하다.
  4. 온도제어 및 조작이 간단하다.
(정답률: 78%)
  • 전기 가열은 에너지를 직접 열로 변환하므로 열효율이 매우 높고, 제어가 정밀하며 내부 가열 및 방사열 이용이 가능하다는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    열효율이 매우 나쁘다: 전기 가열은 에너지 변환 효율이 매우 높습니다.
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7. 높이 10m의 곳에 있는 용량 100m3의 수조를 만수시키는데 필요한 전력량은 약 몇 kWh 인가? (단, 펌프의 종합 효율은 90%, 전손실 수두는 2m이다.)

  1. 3.6
  2. 4.1
  3. 7.2
  4. 8.9
(정답률: 41%)
  • 수조를 만수시키는 데 필요한 전력량(에너지)을 구하는 문제입니다. 전력량은 펌프의 소요 동력에 시간을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$W = \frac{\rho g Q H}{3.6 \times 10^6 \times \eta}$$
    ② [숫자 대입]
    $$W = \frac{1000 \times 9.8 \times 100 \times (10 + 2)}{3.6 \times 10^6 \times 0.9}$$
    ③ [최종 결과]
    $$W = 3.63 \text{ kWh}$$
  • QH/6.12*효율*60(KWH이므로 60으로 나누어주어야 합니다)

    100*(10+2)/(6.12*0.8*60)=3.631
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8. 폭 6m, 길이 10m, 높이 4m인 교실에 32W 형광등 20개를 점등하였다. 교실의 평균 조도는 약 몇 lx인가? (단, 조명률 0.45, 감광 보상률 1.3, 32W 형광등의 광속은 1500 lm이다.)

  1. 153
  2. 163
  3. 173
  4. 183
(정답률: 71%)
  • 평균 조도는 전체 광속에 조명률을 곱한 값을 면적과 감광 보상률의 곱으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{F \times U \times N}{A \times D}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{1500 \times 0.45 \times 20}{10 \times 6 \times 1.3}$
    ③ [최종 결과] $E = 173.07$
    약 173 lx가 도출됩니다.
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9. 광도가 160cd인 점광원으로부터 4m 떨어진 거리에서, 그 방향과 직각인 면과 기울기 60°로 설치된 간판의 조도[lx]는?

  1. 3
  2. 5
  3. 10
  4. 20
(정답률: 71%)
  • 점광원에서 거리와 각도가 주어진 경우, 거리 역제곱 법칙과 코사인 법칙을 적용하여 조도를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{I}{r^{2}} \cos \theta$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{160}{4^{2}} \cos 60^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $E = 5$ lx
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10. 다음 중 인버터에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 직류를 더 높은 직류로 변환하는 장치
  2. 교류전원을 직류전원으로 변환하는 장치
  3. 직류전원을 교류전원으로 변환하는 장치
  4. 교류전원을 더 낮은 교류전원으로 변환하는 장치
(정답률: 85%)
  • 인버터(Inverter)는 직류(DC) 전원을 원하는 전압과 주파수의 교류(AC) 전원으로 변환하는 전력 변환 장치입니다.

    오답 노트
    교류를 직류로 변환: 컨버터(Converter) 또는 정류기
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11. ( )의 도금의 종류로 옳은 것은?

  1. 동
  2. 은
  3. 니켈
  4. 카드뮴
(정답률: 78%)
  • 제시된 이미지의 텍스트 "( ) 도금은 철, 구리, 아연 등의 장식용과 내식용으로 사용되며, 대부분 그 위에 얇은 크롬도금을 입혀서 사용한다."에서 설명하는 도금은 니켈 도금의 특징입니다.
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12. 플라이휠의 사용과 무관한 것은?

  1. 효율이 좋아진다.
  2. 최대 토크를 감소시킨다.
  3. 전류의 동요가 감소한다.
  4. 첨두 부하값을 감소시킨다.
(정답률: 46%)
  • 플라이휠은 회전 에너지를 저장하여 부하의 변동을 완화하고 전류의 동요 및 첨두 부하값을 감소시키는 역할을 하지만, 기계적 손실 등으로 인해 전체적인 효율은 오히려 나빠집니다.
  • 플라이휠은 효율을 직접적으로 향상시키는 장치가 아님.

    에너지 저장·완화 효과는 있지만 오히려 마찰 손실 등으로 효율이 소폭 감소할 수도 있음 → 효율 개선과는 무관
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13. 곡선 도로 조명 상 조명기구의 배치 조건으로 가장 적합한 것은?

  1. 양측배치의 경우는 지그재그식으로 한다.
  2. 한쪽만 배치하는 경우는 커브 바깥쪽에 배치한다.
  3. 직선도로에서 보다 등 간격을 조금 더 넓게 한다.
  4. 곡선 도로의 곡률 반경이 클수록 등 간격을 짧게 한다.
(정답률: 73%)
  • 곡선 도로에서는 운전자가 도로의 굴곡을 쉽게 인지할 수 있도록 직선 도로보다 등 간격을 좁게 배치해야 하며, 도로 한쪽에만 조명기구를 설치할 때는 시야 확보를 위해 커브 바깥쪽에 배치하는 것이 원칙입니다.

    오답 노트
    양측배치: 대칭배열로 배치함
    등 간격: 직선 도로보다 좁게 배치함
    곡률 반경: 반경이 클수록 등 간격도 커짐(비례)
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14. 프로세스 제어에 속하지 않는 것은?

  1. 위치
  2. 온도
  3. 압력
  4. 유량
(정답률: 72%)
  • 프로세스 제어는 생산 공정 중의 상태량(온도, 유량, 압력, 액위, 농도, 밀도 등)을 제어하여 외란을 억제하는 것이 목적입니다. 위치는 프로세스 제어가 아닌 서보 기구의 제어 대상입니다.

    오답 노트
    서보 기구: 위치, 방위, 자세 제어
    자동 조정: 전압, 전류, 주파수, 회전속도, 힘 제어
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15. 지름 40cm인 완전 확산성 구형 글로브의 중심에 모든 방향의 광도가 균일하게 130cd 되는 전구를 넣고 탁상 3m의 높이에서 점등하였을 때, 탁상 위의 조도는 약 몇 lx인가? (단, 글로브 내면의 반사율은 40%, 투과율은 5%이다.) (문제 오류로 실제 시험에서는 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 12
  2. 20
  3. 25
  4. 32
(정답률: 74%)
  • 완전 확산성 구광원의 휘도를 먼저 구한 뒤, 이를 이용해 탁상면의 조도를 계산하는 문제입니다. (단, 문제 오류로 투과율을 $50\%$로 가정하여 풀이합니다.)
    먼저 구광원의 휘도 $B$를 구합니다.
    $$\text{휘도 } B = \frac{I}{r^2} \times \frac{1}{1-R} \times \text{투과율}$$
    $$B = \frac{130}{0.2^2} \times \frac{1}{1-0.4} \times 0.5 = 2708.33$$
    다음으로 탁상 위의 조도 $E$를 구합니다.
    $$\text{조도 } E = \pi \times B \times \frac{r^2}{h^2}$$
    $$E = 3.14 \times 2708.33 \times \frac{0.2^2}{3^2}$$
    $$E = 12.57$$
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16. 직류 직권 전동기는 어느 부하에 적당한가?

  1. 정토크 부하
  2. 정속도 부하
  3. 정출력 부하
  4. 변출력 부하
(정답률: 57%)
  • 직류 직권 전동기는 부하 변동에 따른 속도 변동이 매우 크며, 기동 토크가 커서 정출력 특성을 갖는 부하에 적합합니다.

    오답 노트
    타여자 및 분권 전동기: 정속도 부하(압연기, 공작기계 등)에 사용
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17. 니크롬 전열선에서 제1종의 최고 사용온도[℃]는?

  1. 700
  2. 900
  3. 1100
  4. 1300
(정답률: 72%)
  • 니크롬 전열선의 종류별 최고 사용온도를 암기하는 문제입니다. 니크롬선 1종의 최고 사용온도는 $1100^{\circ}\text{C}$입니다.

    오답 노트
    니크롬선 2종: $900^{\circ}\text{C}$
    철크롬선 1종: $1200^{\circ}\text{C}$
    철크롬선 2종: $1100^{\circ}\text{C}$
    탄화규소: $1400^{\circ}\text{C}$
    규화 몰리브덴: $1500^{\circ}\text{C}$
  • 니크롬1종 1100
    니크롬2종 900
    철크롬1종 1200
    철크롬2종 1100
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18. 열에 의한 물질의 상태변화에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 액체를 냉각시키면 고체로 된다. 이것을 응고라 한다.
  2. 기체를 냉각시키면 액체로 된다. 이것을 승화라 한다.
  3. 액체에 열을 가하면 기체로 된다. 이것을 기화라 한다.
  4. 고체를 가열하면 용융되어 액체로 된다. 이것을 융해라 한다.
(정답률: 81%)
  • 기체를 냉각시켜 액체로 만드는 현상은 승화가 아니라 액화입니다.

    오답 노트
    액체를 냉각시켜 고체로 만드는 것: 응고
    액체에 열을 가해 기체로 만드는 것: 기화
    고체를 가열해 액체로 만드는 것: 융해
  • 승화란 물질이 '고체' 상태에서 직접 '기체' 상태로 변하는 현상입니다.
    즉, 액체 상태를 거치지 않고 바로 기체가 되는 것입니다.
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19. 220V의 교류전압을 전파 정류하여 순저항 부하에 직류전압을 공급하고 있다. 정류기의 전압강하가 10V로 일정할 때 부하에 걸리는 직류전압의 평균값은 약 몇 V인가? (단, 브리지 다이오드를 사용한 전파 정류회로이다.)

  1. 99
  2. 188
  3. 198
  4. 220
(정답률: 54%)
  • 전파 정류 회로에서 부하에 걸리는 직류 평균 전압은 입력 전압에서 정류기 전압강하를 뺀 값에 전파 정류 평균값 계수(약 $0.9$)를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V_{dc} = 0.9 \times (V_{in} - V_{drop})$
    ② [숫자 대입] $V_{dc} = 0.9 \times (220 - 10)$
    ③ [최종 결과] $V_{dc} = 189$ (약 $188$)
  • √2×220V = 311V (max)
    311V× (2/π) - 10V = 187.98V
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20. 직류 전동기의 속도 제어법으로 쓰이지 않는 것은?

  1. 저항 제어법
  2. 계자 제어법
  3. 전압 제어법
  4. 주파수 제어법
(정답률: 63%)
  • 직류(DC)는 전압의 방향과 크기가 일정하여 주파수라는 개념 자체가 존재하지 않습니다. 따라서 주파수 제어법은 사용할 수 없습니다.

    오답 노트
    주파수 제어법: 인버터를 이용해 주파수를 변환하는 농형 유도전동기의 속도제어 방식입니다.
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2과목: 전력공학

21. 인입되는 전압이 정정값 이하로 되었을 때 동작하는 것으로서 단락 고장 검출 등에 사용되는 계전기는?

  1. 접지 계전기
  2. 부족전압 계전기
  3. 역전력 계전기
  4. 과전압 계전기
(정답률: 58%)
  • 부족전압 계전기는 전압이 미리 설정해 놓은 정정값보다 낮아졌을 때 이를 검출하여 동작하며, 주로 단락 고장이나 정전 사고를 검출하는 데 사용됩니다.
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22. 배전선로용 퓨즈(power fuse)는 주로 어떤 전류의 차단을 목적으로 사용하는가?

  1. 충전전류
  2. 단락전류
  3. 부하전류
  4. 과도전류
(정답률: 59%)
  • 배전선로용 퓨즈(PF)는 선로에 사고가 발생했을 때 흐르는 거대한 단락전류를 신속하게 차단하여 기기를 보호하는 것이 주 목적입니다.
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23. 접촉자가 외기(外氣)로부터 격리되어 있어 아크에 의한 화재의 염려가 없으며 소형, 경량으로 구조가 간단하고 보수가 용이하며 진공 중의 아크 소호 능력을 이용하는 차단기는?

  1. 유입 차단기
  2. 진공 차단기
  3. 공기 차단기
  4. 가스 차단기
(정답률: 59%)
  • 진공 차단기는 접촉자를 진공 용기 내에 밀봉하여 외기와 격리시켰기 때문에 아크에 의한 화재 위험이 없고, 진공의 높은 절연 내력을 이용해 아크를 소호하는 소형·경량의 차단기입니다.
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24. 유효낙차 75m, 최대사용 수량 200m3/s, 수차 및 발전기의 합성 효율이 70%인 수력 발전소의 최대 출력은 약 몇 MW인가?

  1. 102.9
  2. 157.3
  3. 167.5
  4. 177.8
(정답률: 38%)
  • 수력 발전소의 출력은 유효낙차, 유량, 효율을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = 9.8 \times Q \times H \times \eta$
    ② [숫자 대입] $P = 9.8 \times 200 \times 75 \times 0.7$
    ③ [최종 결과] $P = 102.9$ MW
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25. 어떤 가공선의 인덕턴스가 1.6mH/km이고, 정전용량이0.008㎌/㎞일 때 특성임피던스는 약 몇 Ω인가?

  1. 128
  2. 224
  3. 345
  4. 447
(정답률: 40%)
  • 가공선의 인덕턴스와 정전용량이 주어졌을 때, 선로의 특성임피던스는 인덕턴스와 정전용량의 비율에 루트를 씌워 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Z = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $Z = \sqrt{\frac{1.6 \times 10^{-3}}{0.008 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $Z = 447$
    따라서 특성임피던스는 약 $447\Omega$ 입니다.
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26. 서울과 같이 부하밀도가 큰 지역에서는 일반적으로 변전소의 수와 배전거리를 어떻게 결정하는 것이 좋은가?

  1. 변전소의 수를 감소하고 배전거리를 증가한다.
  2. 변전소의 수를 증가하고 배전거리를 감소한다.
  3. 변전소의 수를 감소하고 배전거리도 감소한다.
  4. 변전소의 수를 증가하고 배전거리도 증가한다.
(정답률: 59%)
  • 부하밀도가 큰 지역에서는 전력 수요가 집중되므로, 전압 강하를 줄이고 전력 공급의 신뢰도를 높이기 위해 변전소의 수를 증가하고 배전거리를 감소시키는 것이 효율적입니다.
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27. 중성점 접지방식에서 직접 접지 방식을 다른 접지방식과 비교하였을 때 그 설명으로 틀린 것은?

  1. 변압기의 저감 절연이 가능하다.
  2. 지락 고장시의 이상 전압이 낮다.
  3. 다중접지 사고로의 확대 가능성이 대단히 크다.
  4. 보호 계전기의 동작이 확실하여 신뢰도가 높다.
(정답률: 47%)
  • 직접 접지 방식은 지락 사고 시 지락 전류가 매우 커서 보호 계전기의 동작이 확실하고, 이상 전압이 낮아 변압기의 저감 절연이 가능하여 경제적입니다. 다중접지 사고로의 확대 가능성이 크다는 설명은 직접 접지 방식의 일반적인 특성과 거리가 멉니다.
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28. 단선식 전력선과 단선식 통신선이 그림과 같이 근접되었을 때, 통신선의 정전유도전압 E0는?

(정답률: 44%)
  • 전력선과 통신선 사이의 상호 정전용량 $C_m$과 통신선과 대지 사이의 정전용량 $C_0$에 의한 전압 분배 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $E_0 = \frac{C_m}{C_0 + C_m} E_1$ ② [숫자 대입] $$\frac{C_m}{C_0 + C_m} E_1$$ ③ [최종 결과]
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29. 3상 3선식 복도체 방식의 송전선로를 3상 3선식 단도체 방식 송전선로와 비교한 것으로 알맞은 것은? (단, 단도체의 단면적은 복도체 방식 소선의 단면적 합과 같은 것으로 한다.)

  1. 전선의 인덕턴스와 정전용량은 모두 감소한다.
  2. 전선의 인덕턴스와 정전용량은 모두 증가한다.
  3. 전선의 인덕턴스는 증가하고, 정전용량은 감소한다.
  4. 전선의 인덕턴스는 감소하고, 정전용량은 증가한다.
(정답률: 52%)
  • 복도체 방식은 단도체 방식에 비해 등가 반지름이 증가하는 효과가 있습니다. 등가 반지름이 커지면 인덕턴스는 감소하고, 전선과 대지 사이의 정전용량은 증가하여 송전 효율과 전압 강하 측면에서 유리해집니다.
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30. 송전방식에서 선간전압, 선로 전류, 역률이 일정할 때(3상 3선식/단상 2선식)의 전선 1선당의 전력비는 약 몇 %인가?

  1. 87.5
  2. 94.7
  3. 115.5
  4. 141.4
(정답률: 41%)
  • 선간전압, 전류, 역률이 동일할 때 3상 3선식과 단상 2선식의 전선 1선당 전송 전력비를 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\frac{P_{3\phi}}{P_{1\phi}} = \frac{\sqrt{3} V I \cos \theta / 3}{V I \cos \theta / 2} = \frac{2\sqrt{3}}{3}$ ② [숫자 대입] $$\frac{2 \times 1.732}{3}$$ ③ [최종 결과] $$1.1547 \approx 115.5\%$$
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31. 터빈 발전기의 냉각방식에 있어서 수소냉각 방식을 채택하는 이유가 아닌 것은?

  1. 코로나에 의한 손실이 적다.
  2. 수소 압력의 변화로 출력을 변화시킬 수 있다.
  3. 수소의 열전도율이 커서 발전기 내 온도 상승이 저하한다.
  4. 수소 부족시 공기와 혼합 사용이 가능하므로 경제적이다.
(정답률: 46%)
  • 수소냉각 방식은 수소의 높은 열전도율과 낮은 밀도로 인한 풍손 감소, 코로나 손실 저감 등의 장점이 있습니다. 하지만 수소는 가연성 기체이므로 공기와 혼합하여 사용할 경우 폭발 위험이 있어 절대 혼합해서는 안 되며, 엄격한 밀폐 관리가 필요합니다.
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32. 그림과 같은 열사이클은?

  1. 재생 사이클
  2. 재열 사이클
  3. 카르노 사이클
  4. 재생재열 사이클
(정답률: 50%)
  • 제시된 그림은 터빈에서 추출한 증기를 이용하여 급수를 가열함으로써 보일러로 들어가는 급수 온도를 높여 효율을 개선하는 재생 사이클의 특징을 보여줍니다.
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33. 그림과 같이 지지점 A, B, C에는 고저차가 없으며, 경간 AB와 BC 사이에 전선이 가설되어 그 이도가 12cm 이었다. 지금 경간 AC의 중점이 지지점 B에서 전선이 떨어져서 전선의 이도가 D로 되었다면 D는 몇 cm 인가?

  1. 18
  2. 24
  3. 30
  4. 36
(정답률: 55%)
  • 전선의 이도는 경간의 제곱에 비례합니다. 경간이 $S$에서 $2S$로 2배 증가하면, 이도는 $2^{2} = 4$배가 됩니다. 하지만 지지점 B에서 떨어져 전체 경간이 $2S$가 된 경우, 기존 이도 $D_{1}$과 새로운 이도 $D$의 관계는 $D = 2 \times D_{1}$의 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식] $D = 2 \times D_{1}$
    ② [숫자 대입] $D = 2 \times 12$
    ③ [최종 결과] $D = 24$
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34. 송배전 선로에서 내부 이상전압에 속하지 않는 것은?

  1. 개폐 이상전압
  2. 유도뢰에 의한 이상전압
  3. 사고시의 과도 이상전압
  4. 계통 조작과 고장시의 지속 이상전압
(정답률: 52%)
  • 이상전압은 발생 원인에 따라 내부와 외부로 나뉩니다. 유도뢰에 의한 이상전압은 외부에서 유입되는 뇌격에 의한 것이므로 외부 이상전압에 해당합니다.

    오답 노트
    개폐 이상전압, 사고시의 과도 이상전압, 계통 조작과 고장시의 지속 이상전압: 모두 계통 내부의 조작이나 사고로 발생하는 내부 이상전압입니다.
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35. 고압 배전선로의 선간전압을 3300V에서 5700V로 승압하는 경우, 같은 전선으로 전력손실을 같게 한다면 약 몇 배의 전력[kW]을 공급할 수 있는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 44%)
  • 전력손실이 일정할 때, 공급 가능한 전력은 전압의 제곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $P_{2} = P_{1} \times (\frac{V_{2}}{V_{1}})^{2}$
    ② [숫자 대입] $P_{2} = P_{1} \times (\frac{5700}{3300})^{2}$
    ③ [최종 결과] $P_{2} = 2.98 \approx 3$
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36. 설비용량 800kW, 부등률 1.2, 수용률 60%일 때, 변전시설 용량은 최저 약 몇 kVA 이상이어야 하는가? (단, 역률은 90%이상 유지되어야 한다.)

  1. 450
  2. 500
  3. 550
  4. 600
(정답률: 45%)
  • 변전시설 용량은 설비용량에 수용률을 곱해 최대수요전력을 구한 뒤, 이를 부등률과 역률로 나누어 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{설비용량 \times 수용률}{부등률 \times 역률}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{800 \times 0.6}{1.2 \times 0.9}$
    ③ [최종 결과] $P = 444.4$
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37. 소호리액터 접지방식에 대하여 틀린 것은?

  1. 지락 전류가 적다.
  2. 전자유도 장애를 경감할 수 있다.
  3. 지락 중에도 송전이 계속 가능하다.
  4. 선택지락 계전기의 동작이 용이하다.
(정답률: 46%)
  • 소호리액터 접지방식은 지락 전류를 매우 작게 만들어 전자유도 장애를 경감하고 지락 중에도 송전이 가능하게 하지만, 지락 전류 자체가 너무 작기 때문에 선택지락 계전기의 동작이 어렵다는 단점이 있습니다.
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38. 전력 원선도에서 알 수 없는 것은?

  1. 조상 용량
  2. 선로 손실
  3. 송전단의 역률
  4. 정태안정 극한 전력
(정답률: 37%)
  • 전력 원선도는 전압, 전류, 전력의 관계를 벡터도로 나타낸 것으로 조상 용량, 선로 손실, 정태안정 극한 전력 등은 파악 가능하지만 송전단의 역률은 알 수 없습니다.
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39. 200kVA 단상 변압기 3대를 △결선에 의하여 급전하고 있는 경우 1대의 변압기가 소손되어 V결선으로 사용하였다. 이때의 부하가 516kVA라고 하면 변압기는 약 몇 %의 과부하가 되는가?

  1. 119
  2. 129
  3. 139
  4. 149
(정답률: 34%)
  • $\Delta$결선 중 1대가 소손되어 $V$결선으로 운전할 때, $V$결선의 출력은 원래 $\Delta$결선 용량의 $57.7\%$가 됩니다. 이때 부하 전력을 $V$결선 가능 용량으로 나누어 과부하율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{과부하율} = \frac{\text{부하 용량}}{\text{V결선 출력 용량}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{과부하율} = \frac{516}{200 \times \sqrt{3}} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{과부하율} = 148.96 \approx 149$
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40. 피괴기의 제한전압이란?

  1. 피뢰기의 정격전압
  2. 상용주파수의 방전개시 전압
  3. 피뢰기 동작 중 단자전압의 파고치
  4. 속류의 차단이 되는 최고의 교류전압
(정답률: 50%)
  • 피뢰기의 제한전압은 피뢰기가 동작하여 방전을 하고 있을 때, 피뢰기 단자 사이에 나타나는 전압의 최대치(파고치)를 의미합니다.
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3과목: 전기기기

41. 6600/210V, 10kVA 단상 변압기의 퍼센트 저항강하는 1.2%, 리액턴스 강하는 0.9%이다. 임피던스 전압[V]은?

  1. 99
  2. 81
  3. 65
  4. 37
(정답률: 33%)
  • 퍼센트 임피던스를 이용하여 임피던스 전압을 구하는 문제입니다. 먼저 퍼센트 저항강하와 리액턴스 강하를 통해 전체 퍼센트 임피던스를 구한 뒤, 이를 정격전압에 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V_s = \frac{\sqrt{p^2 + q^2}}{100} \times V$
    ② [숫자 대입] $V_s = \frac{\sqrt{1.2^2 + 0.9^2}}{100} \times 6600$
    ③ [최종 결과] $V_s = 99$ V
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42. 직류 전동기의 속도제어 방법에서 광범위한 속도제어가 가능하며, 운전 효율이 가장 좋은 방법은?

  1. 계자 제어
  2. 전압 제어
  3. 직렬 저항 제어
  4. 병렬 저항 제어
(정답률: 54%)
  • 전압 제어(워드 레오나드 방식 등)는 전압을 직접 조절하여 광범위한 속도 제어가 가능하며, 저항 제어와 달리 전력 손실이 적어 운전 효율이 가장 우수합니다.
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43. 정격전압 200V, 전기자 전류 100A 일 때 1000rpm으로 회전하는 직류 분권 전동기가 있다. 이 전동기의 무부하 속도는 약 몇 rpm인가? (단, 전기자 저항은 0.15Ω, 전기자 반작용은 무시한다.)

  1. 981
  2. 1081
  3. 1100
  4. 1180
(정답률: 45%)
  • 직류 분권 전동기의 속도는 역기전력에 반비례하며, 무부하 시에는 전기자 전류가 0에 가까워져 역기전력이 단자전압과 같아집니다.
    ① [기본 공식] $N_0 = \frac{V}{V - I_a R_a} \times N$
    ② [숫자 대입] $N_0 = \frac{200}{200 - 100 \times 0.15} \times 1000$
    ③ [최종 결과] $N_0 = 1081$ rpm
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44. 구조가 회전 계자형으로 된 발전기는?

  1. 동기 발전기
  2. 직류 발전기
  3. 유도 발전기
  4. 분권 발전기
(정답률: 49%)
  • 동기 발전기는 기계적 구조상 계자가 회전하고 전기자가 고정된 회전 계자형 구조를 채택하여 절연이 용이하고 기계적 강도를 높이는 것이 일반적입니다.
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45. 화학공장에서 선로의 역률은 앞선 역률 0.7이었다. 이 선로에 동기 조상기를 병렬로 결선해서 과여자로 하면 선로의 역률은 어떻게 되는가?

  1. 뒤진 역률이며 역률은 더욱 나빠진다.
  2. 뒤진 역률이며 역률은 더욱 좋아진다.
  3. 앞선 역률이며 역률은 더욱 좋아진다.
  4. 앞선 역률이며 역률은 더욱 나빠진다.
(정답률: 34%)
  • 동기 조상기를 과여자로 운전하면 콘덴서와 같이 동작하여 선로에 앞선 전류를 공급합니다. 이미 앞선 역률인 상태에서 과여자로 운전하면 진상 성분이 더욱 증가하여 역률은 오히려 더 나빠지게 됩니다.
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46. 코일피치와 자극피치의 비를 β라 하면 기본파 기전력에 대한 단절계수는? (문제 오류로 실제 시험에서는 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 3번을 누르면 정답 처리 됩니다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. sinβπ
  2. cos βπ
(정답률: 52%)
  • 코일피치와 자극피치의 비 $\beta$에 따른 단절계수 $k_{p}$를 구하는 문제입니다. 기본파 기전력에 대한 단절계수는 $\sin$ 함수를 이용하여 다음과 같이 정의됩니다.
    $$\text{단절계수} = \sin \frac{\beta \pi}{2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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47. 2대의 같은 정격의 타여자 직류발전기가 있다. 그 정격은 출력 10kW, 전압 100V, 회전속도 1500rpm이다. 이 2대를 카프법에 의해서 반환 부하시험을 하니 전원에서 흐르는 전류는 22A이었다. 이 결과에서 발전기의 효율은 약 몇 %인가? (단, 각 기의 계자 저항손을 각각 200W라고 한다.)

  1. 88.5
  2. 87
  3. 80.6
  4. 76
(정답률: 18%)
  • 카프법(반환 부하시험)을 이용한 발전기 효율 계산 문제입니다. 전원에서 공급한 전력에서 계자 손실을 뺀 값이 발전기의 총 손실이 됩니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{P_{out}}{P_{out} + P_{loss}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{10000}{10000 + (100 \times 22 - 10000) + (200 \times 2)} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 88.5$
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48. 변압기 1차측 공급전압이 일정할 때, 1차코일 권수를 4배로 하면 누설리액턴스와 여자전류 및 최대 자속은? (단, 자로는 포화상태가 되지 않는다.)

  1. 누설리액턴스 = 16, 여자전류 = 1/4, 최대자속 = 1/16
  2. 누설리액턴스 = 16, 여자전류 = 1/16, 최대자속 = 1/4
  3. 누설리액턴스 = 1/16, 여자전류 = 4, 최대자속 = 16
  4. 누설리액턴스 = 16, 여자전류 = 1/16, 최대자속 =4
(정답률: 40%)
  • 변압기의 권수 변화에 따른 전기적 특성 변화를 묻는 문제입니다.
    1. 누설리액턴스 $L$은 권수 $N$의 제곱에 비례하므로, 권수가 4배가 되면 $4^{2} = 16$배가 됩니다.
    2. 최대 자속 $\Phi_{max}$는 전압 $V$에 비례하고 권수 $N$에 반비례하므로, 전압이 일정할 때 권수가 4배가 되면 $\frac{1}{4}$배가 됩니다.
    3. 여자전류 $I_{0}$는 자속 $\Phi$에 비례하며, 자속이 $\frac{1}{4}$배가 되었으므로 여자전류 또한 $\frac{1}{16}$배(전압 일정 시 $I_{0} \propto \frac{1}{N}$)로 감소합니다.
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49. 유도 전동기에서 인가전압이 일정하고 주파수가 정격 값에서 수 % 감소할 때 나타나는 현상 중 틀린 것은?

  1. 철손이 증가한다.
  2. 효율이 나빠진다.
  3. 동기 속도가 감소한다.
  4. 누설 리액턴스가 증가한다.
(정답률: 32%)
  • 유도 전동기에서 주파수가 감소하면 자속이 증가하여 철손이 증가하고, 동기 속도 $N_s = \frac{120f}{P}$에 의해 속도가 감소하며 효율이 저하됩니다. 하지만 누설 리액턴스는 주파수에 비례하므로 주파수가 감소하면 함께 감소합니다.

    오답 노트
    누설 리액턴스가 증가한다: 주파수 감소 시 리액턴스 값은 감소함
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50. 4극 7.5kW, 200V, 60Hz인 3상 유도전동기가 있다. 전부하에서의 2차 입력이 7950W이다. 이 경우의 2차 효율은 약 몇 %인가? (단, 기계손은 130W이다.)

  1. 92
  2. 94
  3. 96
  4. 98
(정답률: 45%)
  • 2차 효율은 2차 입력에 대해 실제 출력(기계적 출력 + 기계손)의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta_2 = \frac{P_{out} + P_{loss}}{P_{in2}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta_2 = \frac{7500 + 130}{7950} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta_2 = 96$ %
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51. 유도 전동기에서 여자전류는 극수가 많아지면 정격 전류에 대한 비율이 어떻게 변하는가?

  1. 커진다.
  2. 불변이다.
  3. 적어진다.
  4. 반으로 줄어든다.
(정답률: 34%)
  • 유도 전동기에서 극수가 많아지면 자속을 형성하기 위한 여자전류가 증가하여 정격 전류에 대한 비율이 커지게 됩니다.
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52. 직류 전동기의 발전제동 시 사용하는 저항의 주된 용도는?

  1. 전압강하
  2. 전류의 감소
  3. 전력의 소비
  4. 전류의 방향전환
(정답률: 38%)
  • 발전제동은 전동기를 발전기로 동작시켜 생성된 전기에너지를 외부 저항에서 열에너지로 소비시켜 제동력을 얻는 방식입니다.
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53. 브러시를 이동하여 회전속도를 제어하는 전동기는?

  1. 반발 전동기
  2. 단상 직권 전동기
  3. 직류 직권 전동기
  4. 반발 기동형 단상 유도 전동기
(정답률: 26%)
  • 반발 전동기는 브러시의 위치를 조정하여 자계의 위상을 변화시킴으로써 회전속도를 제어하는 특성을 가지고 있습니다.
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54. 100kVA, 6000/200V, 60Hz이고 %임피던스 강하 3%인 3상 변압기의 저압측에 3상 단락이 생겼을 경우의 단락전류는 약 몇 A인가?

  1. 5650
  2. 9623
  3. 17000
  4. 75000
(정답률: 33%)
  • 변압기 저압측 단락전류는 정격전류를 퍼센트 임피던스로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I_s = \frac{I_n}{\%Z} \times 100$
    ② [숫자 대입] $I_s = \frac{\frac{100000}{\sqrt{3} \times 200}}}{3} \times 100$
    ③ [최종 결과] $I_s = 9623$ A
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55. 직류기의 전기자 권선 중 중권 권선에서 뒤피치가 앞피치보다 큰 경우를 무엇이라 하는가?

  1. 진권
  2. 쇄권
  3. 여권
  4. 장절권
(정답률: 45%)
  • 직류기의 중권 권선에서 뒤피치가 앞피치보다 큰 경우를 진권이라고 합니다.
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56. 전기설비 운전 중 계기용 변류기(CT)의 고장 발생으로 변류기를 개방할 때 2차측을 단락해야 하는 이유는?

  1. 2차 측의 절연보호
  2. 1차 측의 과전류 방지
  3. 2차 측의 과전류 보호
  4. 계기의 측정 오차 방지
(정답률: 57%)
  • 계기용 변류기(CT)의 2차측을 개방하면 1차 전류가 모두 여자 전류가 되어 2차측에 매우 높은 고전압이 유기됩니다. 이 고전압은 2차 권선의 절연을 파괴할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 반드시 2차측을 단락시켜 2차 측의 절연보호를 해야 합니다.
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57. 동기 발전기의 병렬운전에서 일치하지 않아도 되는 것은?

  1. 기전력의 크기
  2. 기전력의 위상
  3. 기전력의 극성
  4. 기전력의 주파수
(정답률: 45%)
  • 동기 발전기의 병렬운전 조건은 기전력의 크기, 위상, 주파수, 파형이 모두 일치해야 합니다. 기전력의 극성은 병렬 연결 시 기본적으로 맞추어 연결하는 것이지, 운전 중에 계속해서 일치시켜야 하는 제어 조건은 아닙니다.
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58. 단상 유도 전동기를 기동 토크가 큰 것부터 낮은 순서로 배열한 것은?

  1. 모노사이클릭형→반발 유도형→반발 기동형→ 콘덴서 기동형→분상 기동형
  2. 반발 기동형→반발 유도형→모노사이클릭형→ 콘덴서 기동형→분상 기동형
  3. 반발 기동형→반발 유도형→콘덴서 기동형→분상 기동형→모노사이클릭형
  4. 반발 기동형→분상 기동형→콘덴서 기동형→ 반발 유도형→모노사이클릭형
(정답률: 54%)
  • 단상 유도 전동기의 기동 토크 크기는 기동 방식에 따른 위상차와 자속 분포에 의해 결정됩니다. 기동 토크가 큰 순서는 반발 기동형 $\rightarrow$ 반발 유도형 $\rightarrow$ 콘덴서 기동형 $\rightarrow$ 분상 기동형 $\rightarrow$ 모노사이클릭형 순입니다.
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59. 일정한 부하에서 역률 1로 동기 전동기를 운전하는 중 여자를 약하게 하면 전기자 전류는?

  1. 진상전류가 되고 증가한다.
  2. 진상전류가 되고 감소한다.
  3. 지상전류가 되고 증가한다.
  4. 지상전류가 되고 감소한다.
(정답률: 33%)
  • 동기 전동기에서 여자를 약하게 하면(부족 여자), 부족한 자속을 보충하기 위해 전기자에서 지상 무효 전력을 흡수하게 됩니다. 이로 인해 전기자 전류는 지상전류가 되며, 전체적인 전류의 크기는 증가하게 됩니다.
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60. 8극 6Hz의 유도 전동기가 부하를 연결하고 864 rpm으로 회전할 때, 54.134 kgㆍm의 토크를 발생 시 동기와트는 약 몇 kW인가?

  1. 48
  2. 50
  3. 52
  4. 54
(정답률: 19%)
  • 토크와 동력의 관계식을 이용하여 동기 와트(동력)를 구하는 문제입니다. (단, 문제의 6Hz는 60Hz의 오타로 판단하여 계산합니다.)
    먼저 동기 속도 $N_s$를 구합니다.
    $$N_s = \frac{120 \times 60}{8} = 900 \text{ rpm}$$
    동력 $P$와 토크 $T$의 관계식을 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{T \times N_s}{0.975}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{54.134 \times 900}{0.975}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 49969.8 \text{ W} \approx 50 \text{ kW}$$
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4과목: 회로이론

61. 그림과 같은 반파 정현파의 실효값은?

(정답률: 35%)
  • 반파 정현파의 실효값은 전체 정현파 실효값의 $1/\sqrt{2}$ 배입니다. 정현파의 실효값이 $\frac{I_m}{\sqrt{2}}$이므로, 반파의 경우 그 절반의 에너지를 가집니다.
    ① [기본 공식] $I_{rms} = \frac{I_m}{2}$
    ② [숫자 대입] (수식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{2} I_m$
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62. 저항 R=5000Ω, 정전용량 C=20㎌가 직렬로 접속된 회로에 일정전압 E=100V를 가하고 t=0에서 스위치를 넣을 때 콘덴서 단자전압 V[V]구하면? (단, t=0에서 콘덴서 전압은 0이다.)

  1. 100(1-e10t)
  2. 100e10t
  3. 100(1-e-10t)
  4. 100e-10t
(정답률: 43%)
  • RC 직렬 회로에서 스위치를 닫았을 때 콘덴서에 충전되는 전압의 시정수 식을 이용합니다.
    콘덴서 단자 전압 $V$는 전원 전압 $E$와 시정수 $\tau = RC$를 이용하여 다음과 같이 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = E(1 - e^{-\frac{t}{RC}})$
    ② [숫자 대입] $V = 100(1 - e^{-\frac{t}{5000 \times 20 \times 10^{-6}}})$
    ③ [최종 결과] $V = 100(1 - e^{-10t})$
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63. 저항 R인 검류계 G에 그림과 같이 r1인 저항을 병렬로, 또 r2인 저항을 직렬로 접속하였을 때 A, B 단자 사이의 저항을 R과 같게 하고 또한 G에 흐르는 전류를 전 전류의 1/n로 하기 위한 r1[Ω]의 값은?

(정답률: 27%)
  • 검류계 $G$에 흐르는 전류를 전체의 $1/n$으로 만들기 위해서는 병렬 저항 $r_1$이 전류를 분배해 주어야 하며, 전체 합성 저항이 $R$이 되어야 합니다.
    전류 분배 법칙에 의해 $G$에 흐르는 전류 $I_G = \frac{r_1}{R + r_1} I$가 성립하며, 이를 $I/n$으로 만들기 위한 $r_1$의 조건은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $r_1 = \frac{R}{n - 1}$
    ② [숫자 대입] (조건에 따른 수식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $\frac{R}{n - 1}$
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64. 두 개의 회로망 N1과 N2가 있다. a-b단자, a’-b’단자의 각각의 전압은 50V, 30V이다. 또, 양단자에서 N1, N2를 본 임피던스가 15Ω과 25Ω이다. a-a’, b-b’를 연결하면 이때 흐르는 전류는 몇 A인가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2
  4. 4
(정답률: 48%)
  • 두 회로망을 연결했을 때 흐르는 전류는 두 단자 사이의 전압 차를 전체 임피던스의 합으로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V_1 - V_2}{Z_1 + Z_2}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{50 - 30}{15 + 25}$
    ③ [최종 결과] $I = 0.5$
    단, 문제의 정답이 2인 경우, 전압의 극성이 서로 반대 방향으로 연결되어 전압의 합으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V_1 + V_2}{Z_1 + Z_2}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{50 + 30}{15 + 25}$
    ③ [최종 결과] $I = 2$
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65. 다음 회로에서 I를구하면 몇 A인가?

  1. 2
  2. -2
  3. -4
  4. 4
(정답률: 37%)
  • 중앙의 $1\Omega$ 저항을 기준으로 좌우 회로를 테브낭 등가회로로 변환하여 전체 전류를 구합니다.
    왼쪽 등가전압 $V_{L} = 6 \times \frac{2}{2+2} = 3\text{V}$, 등가저항 $R_{L} = \frac{2 \times 2}{2+2} = 1\Omega$
    오른쪽 등가전압 $V_{R} = 9 \times 1 = 9\text{V}$, 등가저항 $R_{R} = 1\Omega$
    ① [기본 공식] $I = \frac{V_L - V_R}{R_L + R_{center} + R_R}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{3 - 9}{1 + 1 + 1}$
    ③ [최종 결과] $I = -2$
    따라서 전류 $I$는 $-2\text{A}$입니다.
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66. 그림과 같은 회로의 전달함수는? (단, 초기조건은 0이다.)

(정답률: 54%)
  • 회로의 전압 분배 법칙과 임피던스를 이용하여 전달함수 $\frac{e_2}{e_1}$를 구합니다. $R_2$와 $C$가 직렬로 연결된 가지의 임피던스는 $R_2 + \frac{1}{Cs} = \frac{R_2Cs + 1}{Cs}$이며, 전체 회로는 $R_1$과 이 가지의 병렬 구조입니다.
    $$\frac{e_2}{e_1} = \frac{R_2 + \frac{1}{Cs}}{R_1 + R_2 + \frac{1}{Cs}} = \frac{\frac{R_2Cs + 1}{Cs}}{\frac{(R_1 + R_2)Cs + 1}{Cs}} = \frac{R_2Cs + 1}{R_1Cs + R_2Cs + 1}$$
    따라서 정답은 $\text{}$입니다.
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67. 휘스톤 브리지에서 RL에 흐르는 전류(I)는 약 몇 mA인가?

  1. 2.28
  2. 4.57
  3. 7.84
  4. 22.8
(정답률: 32%)
  • 휘스톤 브리지의 불평형 회로에서 테브낭의 정리를 사용하여 $R_L$에 흐르는 전류를 구합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V_{th}}{R_{th} + R_L}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{0.5}{99.5 + 10}$
    ③ [최종 결과] $I = 0.004566$
    단위를 $\text{mA}$로 환산하면 약 $4.57\text{mA}$가 됩니다.
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68. Y 결선된 대칭 3상 회로에서 전원 한상의 전압이 일 때 선간전압의 실효값은 약 몇 V인가?

  1. 220
  2. 310
  3. 380
  4. 540
(정답률: 43%)
  • Y 결선 회로에서 선간전압은 상전압의 $\sqrt{3}$배가 되는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $V_{line} = \sqrt{3} \times V_{phase}$
    ② [숫자 대입] $V_{line} = \sqrt{3} \times 220$
    ③ [최종 결과] $V_{line} = 381.05$
    따라서 실효값은 약 $380\text{V}$입니다.
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69. 다음과 같은 파형 v(t)를 단위계단 함수로 표시하면 어떻게 되는가?

  1. 10u(t-2)+10u(t-4)+10u(t-8)+10u(t-9)
  2. 10u(t-2)-10u(t-4)-10u(t-8)-10u(t-9)
  3. 10u(t-2)-10u(t-4)+10u(t-8)-10u(t-9)
  4. 10u(t-2)-10u(t-4)-10u(t-8)+10u(t-9)
(정답률: 36%)
  • 단위계단함수 $u(t-a)$는 $t=a$에서 0에서 1로 상승하는 파형입니다. 주어진 파형 $\text{}$을 분석하면 다음과 같습니다.
    1. $t=2$에서 $+10\text{V}$로 상승: $+10u(t-2)$
    2. $t=4$에서 $0\text{V}$로 하강: $-10u(t-4)$
    3. $t=8$에서 $-10\text{V}$로 하강: $-10u(t-8)$
    4. $t=9$에서 $0\text{V}$로 상승: $+10u(t-9)$
    이를 모두 합치면 $10u(t-2)-10u(t-4)-10u(t-8)+10u(t-9)$가 됩니다.
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70. 그림과 같이 T형 4단자 회로망의 A, B, C, D 파라미터 중 B값은?

(정답률: 43%)
  • T형 4단자 회로망에서 B 파라미터(전달 임피던스)는 입력단에서 출력단으로 전달되는 전압과 전류의 비를 나타내며, 회로의 임피던스 조합으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $B = Z_1 + Z_2 + \frac{Z_1 Z_2}{Z_3}$
    ② [숫자 대입] (통분하여 정리) $$B = \frac{Z_1 Z_3 + Z_2 Z_3 + Z_1 Z_2}{Z_3}$$
    ③ [최종 결과] $\frac{Z_1 Z_2 + Z_2 Z_3 + Z_3 Z_1}{Z_3}$
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71. 다음과 같은 회로의 전달함수 는?

(정답률: 25%)
  • 병렬로 연결된 두 커패시터 $C_1, C_2$의 합성 정전용량은 두 값의 합과 같으며, 전류원 $i(t)$에 의한 전압 $e_0(t)$의 관계를 통해 전달함수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{E_0(s)}{I(s)} = \frac{1}{s(C_1 + C_2)}$
    ② [숫자 대입] (주어진 회로의 소자가 $C_1, C_2$이므로 공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{s(C_1 + C_2)}$
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72. 인덕턴스 L[H] 및 커패시턴스 C[F]를 직렬로 연결한 임피던스가 있다. 정저항 회로를 만들기 위하여 그림과 같이 L 및 C의 각각에 서로 같은 저항 R[Ω]을 병렬로 연결할 때 R[Ω]은 얼마인가? (단, L=4mH, c=0.1㎌이다.)

  1. 100
  2. 200
  3. 2×10-5
  4. 0.5×10-2
(정답률: 38%)
  • L-R 병렬 회로와 C-R 병렬 회로의 합성 임피던스가 저항 성분만 남게 되는 정저항 회로 조건($R = \sqrt{\frac{L}{C}}$ )을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $R = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $R = \sqrt{\frac{4 \times 10^{-3}}{0.1 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $R = 200$
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73. 그림은 상순이 a-b-c인 3상 대칭회로이다. 선간전압이 220V이고 부하 한상의 임피던스가 100∠60°Ω일 때 전력계 Wa의 지시값[W]은?

  1. 242
  2. 386
  3. 419
  4. 484
(정답률: 25%)
  • 3상 대칭회로에서 전력계 $W_a$의 지시값은 선간전압과 선전류의 곱에 부하 임피던스의 역률을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W_a = V_{ac} I_a \cos(\theta)$
    ② [숫자 대입] $W_a = 220 \times \frac{220}{\sqrt{3} \times 100} \times \cos(60^\circ)$
    ③ [최종 결과] $W_a = 242$
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74. 다음 방정식에서 를 구하면?

(정답률: 35%)
  • 주어진 미분 방정식을 라플라스 변환하여 전달 함수 $\frac{X_3(s)}{X_1(s)}$를 구하는 문제입니다.
    먼저 $x_2(t) = \frac{d}{dt}x_1(t)$이므로 $X_2(s) = sX_1(s)$ 입니다.
    두 번째 식 $x_3(t) = x_2(t) + 3\int x_3(t)dt + 2\frac{d}{dt}x_2(t) - 2x_1(t)$를 라플라스 변환하면:
    $$X_3(s) = sX_1(s) + \frac{3X_3(s)}{s} + 2s(sX_1(s)) - 2X_1(s)$$
    $X_3(s)$ 항을 좌변으로 모으면:
    $$X_3(s) (1 - \frac{3}{s}) = X_1(s) (2s^2 + s - 2)$$
    $$X_3(s) (\frac{s-3}{s}) = X_1(s) (2s^2 + s - 2)$$
    따라서 최종 식은 다음과 같습니다.
    $$\frac{X_3(s)}{X_1(s)} = \frac{s(2s^2 + s - 2)}{s-3}$$
    이는 와 일치합니다.
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75. 3상 회로의 선간전압이 각각 80V, 50V, 50V일 때의 전압의 불평형률[%]은?

  1. 39.6
  2. 57.3
  3. 73.6
  4. 86.7
(정답률: 20%)
  • 전압 불평형률은 최대 전압 편차를 평균 전압으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{불평형률} = \frac{\text{최대편차}}{\text{평균전압}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{불평형률} = \frac{80 - \frac{80+50+50}{3}}{\frac{80+50+50}{3}} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{불평형률} = 39.6$
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76. 비대칭 다상 교류가 만드는 회전 자계는?

  1. 교번 자기장
  2. 타원형 회전 자기장
  3. 원형 회전자기장
  4. 포물선 회전 자기장
(정답률: 44%)
  • 대칭 다상 교류는 원형 회전 자계를 형성하지만, 전압이나 위상이 불평형한 비대칭 다상 교류는 자계의 크기가 방향에 따라 달라지므로 타원형 회전 자기장을 형성합니다.
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77. 그림과 같은 L형 회로의 4단자 A, B, C, D 정수 중 A는?

(정답률: 36%)
  • 제시된 L형 회로(직렬 C, 병렬 L)의 4단자 정수 $A$는 전압 이득을 나타내며, 회로의 임피던스 관계식에 의해 다음과 같이 유도됩니다.
    ① [기본 공식] $A = 1 - \frac{1}{w^{2}LC}$
    ② [숫자 대입] $A = 1 - \frac{1}{w^{2}LC}$
    ③ [최종 결과] $A = 1 - \frac{1}{w^{2}LC}$
    따라서 정답은 입니다.
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78. 그림과 같은 높이가 1인 펄스의 라플라스 변환은?

(정답률: 46%)
  • 주어진 펄스 함수는 시간 $t=a$에서 $1$로 상승하고 $t=b$에서 $0$으로 떨어지는 형태입니다. 이는 단위 계단 함수 $u(t)$를 이용하여 $u(t-a) - u(t-b)$로 표현할 수 있으며, 라플라스 변환의 이동 정리에 의해 다음과 같이 계산됩니다.
    $$\mathcal{L}\{u(t-a) - u(t-b)\} = \frac{1}{s}e^{-as} - \frac{1}{s}e^{-bs}$$
    이를 정리하면 정답인 가 도출됩니다.
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79. 비정현파에 있어서 정현 대칭의 조건은?

  1. f(t)=f(-t)
  2. f(t)=-f(t)
  3. f(t)=-f(t+π)
  4. f(t)=-f(-t)
(정답률: 44%)
  • 정현 대칭(기함수 조건)은 원점 대칭을 의미하며, 시간 $t$를 $-t$로 바꾸었을 때 함수값이 부호가 반대로 바뀌는 성질을 가집니다.
    따라서 $f(t)=-f(-t)$가 정현 대칭의 조건입니다.
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80. C[F]인 콘덴서에 q[C]의 전하를 충전하였더니 C의 양단 전압이 e[V]이었다. C에 저장된 에너지는 몇 J인가?

  1. qe
  2. Ce
(정답률: 48%)
  • 콘덴서에 저장되는 정전 에너지는 정전용량과 전압의 제곱에 비례하는 공식으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2}Ce^{2}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{2}Ce^{2}$
    ③ [최종 결과] $W = \frac{1}{2}Ce^{2}$
    따라서 정답은 입니다.
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5과목: 전기설비

81. 과전류 차단기를 시설할 수 있는 곳은?

  1. 접지 공사의 접지선
  2. 다선식 전로의 중성선
  3. 단상 3선식 전로의 저압측 전선
  4. 접지공사를 한 저압 가공전선로의 접지측 전선
(정답률: 41%)
  • 과전류 차단기는 전로의 보호를 위해 설치하며, 단상 3선식 전로의 저압측 전선에는 설치가 가능합니다.

    오답 노트
    접지선, 중성선, 접지측 전선: 이들은 기본적으로 전위가 $0\text{V}$에 가깝거나 보호 대상이 아니므로 차단기를 설치하지 않는 것이 원칙입니다.
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82. 계통 연계하는 분산형 전원을 설치하는 경우에 이상 또는 고장 발생 시 자동적으로 분산형 전원을 전력계통으로부터 분리하기 위한 장치를 시설해야 하는 경우가 아닌 것은?

  1. 역률 저하 상태
  2. 단독 운전 상태
  3. 분산형 전원의 이상 또는 고장
  4. 연계한 전력 계통의 이상 또는 고장
(정답률: 33%)
  • 분산형 전원 연계 시 계통 보호를 위해 단독 운전 상태, 분산형 전원 자체의 이상 또는 고장, 연계된 전력 계통의 이상 또는 고장 시에는 자동으로 분리 장치가 작동해야 합니다.

    오답 노트
    역률 저하 상태: 전력 품질의 문제일 뿐, 계통 분리가 필요한 긴급한 이상 또는 고장 상황으로 보지 않습니다.
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83. 호텔 또는 여관 각 객실의 입구등을 설치할 경우 몇 분 이내에 소등되는 타임 스위치를 시설해야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 10
(정답률: 49%)
  • 에너지 절약 및 효율적인 관리를 위해 호텔이나 여관 객실 입구등에는 $1$분 이내에 자동으로 소등되는 타임 스위치를 설치해야 합니다.
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84. 특고압 가공 전선로의 지지물 양쪽의 경간의 차가 큰 곳에 사용되는 철탑은?

  1. 내장형 철탑
  2. 인류형 철탑
  3. 각도형 철탑
  4. 보강형 철탑
(정답률: 63%)
  • 지지물 양쪽의 경간 차가 큰 곳에서는 불평형 하중이 발생하므로, 이를 보완하기 위해 내장형 철탑을 사용하여 구조적 안정성을 확보합니다.
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85. 고압 가공전선 상호간이 접근 또는 교차하여 시설되는 경우, 고압 가공전선 상호간의 이격거리는 몇 cm 이상이어야 하는가?(단, 고압 가공전선은 모두 케이블이 아니라고 한다. )

  1. 50
  2. 60
  3. 70
  4. 80
(정답률: 25%)
  • 고압 가공전선 상호간의 이격거리는 전선의 종류에 따라 결정됩니다. 일반 전선의 경우 $0.8\text{m}$이상, 케이블의 경우 $0.4\text{m}$이상이어야 합니다. 문제에서 모두 케이블이 아니라고 하였으므로 $0.8\text{m}$를 $\text{cm}$ 단위로 환산하면 $80\text{cm}$가 됩니다.
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86. 전기설비기술기준의 안전원칙에 관계없는 것은?

  1. 에너지 절약등에 지장을 주지 아니하도록 할 것
  2. 사람이나 다른 물체에 위해 손상을 주지 않도록 할 것.
  3. 기기의 오동작에 의한 전기 공급에 지장을 주지 않도록 할 것
  4. 다른 전기설비의 기능에 전기적 또는 자기적인 장해를 주지 아니하도록 할 것
(정답률: 53%)
  • 전기설비기술기준의 안전원칙은 인명 및 물체에 대한 위해 방지, 기기 오동작 방지, 타 설비에 대한 전기적·자기적 장해 방지를 목적으로 합니다. 에너지 절약은 효율성의 문제이지 안전원칙의 필수 항목이 아닙니다.
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87. 철탑의 강도 계산에 사용하는 이상시 상정하중의 종류가 아닌 것은?

  1. 수직하중
  2. 좌굴하중
  3. 수평 횡하중
  4. 수평 종하중
(정답률: 56%)
  • 철탑의 강도 계산 시 상정하중은 풍압 등이 전선로에 직각 또는 방향으로 가해지는 상황을 고려하여 수직하중, 수평 횡하중, 수평 종하중을 적용합니다.

    오답 노트
    좌굴하중: 구조물이 압축력을 받아 갑자기 휘어지는 현상으로, 상정하중의 종류에 해당하지 않습니다.
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88. 타냉식 특고압용 변압기에는 냉각장치에 고장이 생긴 경우를 대비하여 어떤 장치를 하여야 하는가?

  1. 경보장치
  2. 속도 조정장치
  3. 온도 시험 장치
  4. 냉매 흐름 장치
(정답률: 59%)
  • 타냉식 특고압용 변압기는 냉각장치의 고장이 발생할 경우 변압기 과열로 인한 소손 위험이 크므로, 이를 즉시 알릴 수 있는 경보장치를 설치하여 사고를 방지해야 합니다.
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89. 저압 옥내배선의 사용전압이 220V인 출퇴표시등 회로를 금속관 공사에 의하여 시공하였다. 여기에 사용되는 배선은 단면적이 몇 mm2 이상의 연동선을 사용하여도 되는가?

  1. 1.5
  2. 2.0
  3. 2.5
  4. 3.0
(정답률: 26%)
  • 저압 옥내배선에서 사용전압이 $400\text{V}$ 미만인 경우 기본적으로 $2.5\text{mm}^{2}$이상의 연동선을 사용해야 하지만, 제어회로, 전광표시등, 출퇴표시등 회로와 같은 특수 목적의 배선은 $1.5\text{mm}^{2}$이상의 연동선을 사용할 수 있습니다.
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90. 고압 가공전선이 철도를 횡단하는 경우 레일면상에서 몇 m 이상으로 유지되어야 하는가?

  1. 5.5
  2. 6
  3. 6.5
  4. 7.0
(정답률: 52%)
  • 고압 가공전선이 철도를 횡단할 때, 열차의 안전한 통행과 전기적 이격 거리 확보를 위해 레일면상에서 $6.5\text{ m}$이상의 높이를 유지해야 합니다.
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91. 저압 옥내배선에 사용하는 연동선의 최소 굵기는 몇 mm2 이상인가?

  1. 1.5
  2. 2.5
  3. 4.0
  4. 6.0
(정답률: 46%)
  • 저압 옥내배선에 사용하는 연동선의 최소 굵기는 기계적 강도와 전기적 안전성을 확보하기 위해 $2.5\text{ mm}^2$이상으로 규정하고 있습니다.
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92. 가로등, 경기장, 공장, 아파트 단지 등의 일반조명을 위하여 시설하는 고압 방전등은 그 효율이 몇 lm/W 이상의 것이어야 하는가?

  1. 30
  2. 50
  3. 70
  4. 100
(정답률: 49%)
  • 가로등, 경기장, 공장, 아파트 단지 등의 일반조명용 고압 방전등은 에너지 효율을 위해 $70\text{ lm/W}$이상의 효율을 가진 제품을 사용해야 합니다.
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93. 전력보안 통신설비로 무선용 안테나 등의 시설에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 항상 가공전선로의 지지물에 시설한다.
  2. 피뢰침 설비가 불가능한 개소에 시설한다.
  3. 접지와 공용으로 사용할 수 있도록 시설한다.
  4. 전선로의 주위 상태를 감시할 목적으로 시설한다.
(정답률: 48%)
  • 전력보안 통신설비의 무선용 안테나는 전선로의 주위 상태를 실시간으로 감시하여 사고를 예방하고 신속하게 대응하기 위한 목적으로 시설합니다.

    오답 노트
    항상 가공전선로 지지물에 시설: 설치 장소는 목적에 따라 결정됨
    피뢰침 설비 불가능 개소에 시설: 뇌해 방지를 위해 피뢰 설비가 필요함
    접지와 공용 사용: 통신 잡음 및 안전을 위해 분리 시설이 원칙임
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94. 금속제 외함을 가진 저압의 기계기구로서 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 것에 전기를 공급하는 전로에 지락이 생겼을 때에 자동적으로 차단하는 장치를 설치하여야 한다. 사용전압이 몇 V를 초과하는 기계기구의 경우인가?(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)

  1. 25
  2. 30
  3. 50
  4. 60
(정답률: 27%)
  • KEC 규정에 따라 금속제 외함을 가진 저압 기계기구로서 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 경우, 사용전압이 $50\text{ V}$를 초과하면 지락 시 자동 차단 장치(누전차단기)를 설치해야 합니다.
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95. 특고압 가공전선이 건조물과 1차 접근상태로 시설되는 경우를 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 상부 조영재와 위쪽으로 접근 시 케이블을 사용하면 1.2m 이상 이격거리를 두어야 한다.
  2. 상부 조영재와 옆쪽으로 접근 시 특고압 절연전선을 사용하면 1.5m 이상 이격거리를 두어야 한다.
  3. 상부 조영재와 아래쪽으로 접근 시 특고압 절연전선을 사용하면 1.5m 이상 이격거리를 두어야 한다.
  4. 상부 조영재와 위쪽으로 접근 시 특고압 절연전선을 사용하면 2.0m 이상 이격거리를 두어야 한다.
(정답률: 32%)
  • 특고압 가공전선이 상부 조영재와 위쪽으로 접근 시 특고압 절연전선을 사용한다면 이격거리는 $2.0\text{m}$가 아니라 $2.5\text{m}$이상을 유지해야 합니다.
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96. 특고압 가공전선이 삭도와 제2차 접근상태로 시설할 경우 특고압 가공전선로에 적용하는 보안공사는?

  1. 고압 보안공사
  2. 제 1종 특고압 보안공사
  3. 제 2종 특고압 보안공사
  4. 제 3종 특고압 보안공사
(정답률: 48%)
  • 특고압 가공전선이 삭도와 제2차 접근상태로 시설되는 경우에는 제 2종 특고압 보안공사를 적용하여 안전성을 확보해야 합니다.
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97. 가공 전선로의 지지물에 취급자가 오르고 내리는데 사용하는 발판 볼트 등은 지표상 몇 m 미만에 시설하여서는 아니되는가?

  1. 1.2
  2. 1.8
  3. 2.2
  4. 2.5
(정답률: 58%)
  • 가공 전선로 지지물의 발판 볼트 등은 취급자의 안전과 외부인의 무단 등반 방지를 위해 지표상 $1.8\text{m}$ 미만에는 시설하지 않도록 규정하고 있습니다.
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98. 합성수지관 공사 시 관 상호간 및 박스와의 접속은 관에 삽입하는 깊이를 관 바깥지름의 몇 배 이상으로 하여야 하는가? (단, 접착제를 사용하지 않는 경우이다.)

  1. 0.5
  2. 0.8
  3. 1.2
  4. 1.5
(정답률: 45%)
  • 합성수지관 공사 시 접착제를 사용하지 않는 경우, 관 상호간 및 박스와의 접속 시 관에 삽입하는 깊이는 관 바깥지름의 $1.2$배 이상으로 하여야 합니다.
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99. 가반형의 용접전극을 사용하는 아크 용접장치의 용접 변압기의 1차측 전로의 대지전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 220
  2. 300
  3. 380
  4. 440
(정답률: 52%)
  • 가반형 용접전극을 사용하는 아크 용접장치의 경우, 안전을 위해 용접 변압기 1차측 전로의 대지전압은 $300\text{V}$이하로 제한하고 있습니다.
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100. 고저압 혼촉에 의한 위험방지 시설로 가공공동지선을 설치하여 시설하는 경우에 각 접지선을 가공 공동지선으로부터 분리하였을 경우의 각 접지선과 대지간의 전기저항 값은 몇 Ω 이하로 하여야 하는가?

  1. 75
  2. 150
  3. 300
  4. 600
(정답률: 42%)
  • 고저압 혼촉 방지를 위해 가공공동지선을 설치한 경우, 각 접지선을 공동지선으로부터 분리했을 때 대지와의 전기저항 값은 규정에 따라 $300\Omega$이하로 유지해야 합니다.
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