전기공사산업기사 필기 기출문제복원 (2020-08-22)

전기공사산업기사 2020-08-22 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전기공사산업기사 2020-08-22 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전기공사산업기사
(2020-08-22 기출문제)

목록

1과목: 전기응용

1. 망간건전지에서 분극작용에 의한 전압강하를 방지하기 위하여 사용되는 감극제로 옳은 것은?

  1. O2
  2. HgO
  3. MnO2
  4. H2Cr2O7
(정답률: 75%)
  • 망간건전지는 분극작용에 의한 전압강하를 방지하기 위해 감극제로 이산화망간($MnO_{2}$)을 사용합니다.

    오답 노트

    HgO: 머큐리(수은) 전지의 재료
    $H_{2}Cr_{2}O_{7}$: 크롬산 전지의 재료
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2. 평균구면광도가 780cd인 전구로부터 발산하는 전광속(lm)은 약 얼마인가?

  1. 9800
  2. 8600
  3. 7000
  4. 6300
(정답률: 63%)
  • 전광속은 평균구면광도에 전방향 입체각인 $4\pi$를 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $F = 4\pi I$
    ② [숫자 대입] $F = 4 \times 3.14159 \times 780$
    ③ [최종 결과] $F = 9801.77\text{ lm}$
  • F = 4π×광도 = 9801.76
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3. 목재건조에 적합한 가열 방식은?

  1. 저항가열
  2. 적외선 가열
  3. 유전가열
  4. 유도가열
(정답률: 59%)
  • 목재는 투자율이 낮아 전자기유도 현상을 이용한 유도가열에는 적합하지 않습니다. 반면, 모든 물질은 어느 정도의 유전율을 가지고 있어 전기장에 의한 편극 현상을 이용하는 유전가열 방식이 목재 건조에 가장 적합합니다.
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4. 다음 전기로 중 열효율이 가장 좋은 것은?

  1. 저주파 유도로
  2. 흑연화로
  3. 고압아크로
  4. 가보런덤로
(정답률: 50%)
  • 전기로 중 저항로가 아크로나 유도로보다 효율이 높으며, 특히 직접식 저항로의 효율이 매우 좋습니다. 가보런덤로는 대표적인 직접식 저항로에 해당하여 열효율이 가장 우수합니다.
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5. 사람이 눈부심을 느끼는 한계 휘도(cd/m2)는?

  1. 0.5×104
  2. 5×104
  3. 50×104
  4. 500×104
(정답률: 63%)
  • 사람이 눈부심을 느끼는 한계 휘도는 $0.5\text{ cd/cm}^2$이며, 이를 $\text{m}^2$ 단위로 환산하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $L = 0.5 \times 10^{4}$
    ② [숫자 대입] $L = 0.5 \times 10^{4}$
    ③ [최종 결과] $L = 0.5 \times 10^{4}$
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6. 조도 E(lx)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 광도에 비례하고 거리에 반비례한다.
  2. 광도에 반비례하고 거리에 비례한다.
  3. 광도에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다.
  4. 광도의 제곱에 반비례하고 거리에 비례한다.
(정답률: 67%)
  • 법선 조도는 광도에 비례하고 거리의 제곱에 반비례하는 성질을 가집니다.
    $$E = \frac{I}{R^2}$$
  • F = I / r²
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7. 전차를 시속 100km로 운전하려 할 때 전동기의 출력(kW)은 약 얼마인가? (단, 차륜상의 견인력은 400kg이다.)

  1. 95
  2. 100
  3. 109
  4. 121
(정답률: 48%)
  • 전동기의 출력은 견인력과 운전 속도의 곱을 상수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{F \times V}{367}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{400 \times 100}{367}$
    ③ [최종 결과] $P = 109$ kW
  • 차륜상의 견인력 × 차량 속도 / 367(계수)
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8. 전기도금에 의해 원형과 같은 모양의 복제품을 만드는 것은?

  1. 용융염 전해
  2. 전주
  3. 전해정련
  4. 전해연마
(정답률: 56%)
  • 전주(Electroforming)는 전기도금 원리를 이용하여 원형과 동일한 모양의 정밀한 금속 복제품을 제작하는 공법입니다.

    오답 노트

    용융염 전해: 용융염을 전해질로 사용하여 희토류 금속 등을 회수하는 방법
    전해정련: 불순물을 제거하여 순수한 금속을 추출하는 방법
    전해연마: 금속 표면을 매끄럽게 깎아내는 연마 기법
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9. 제어요소가 제어대상에 주는 양은?

  1. 제어량
  2. 조작량
  3. 동작신호
  4. 되먹임 신호
(정답률: 55%)
  • 제어계의 흐름에서 제어요소가 제어대상에 가하는 입력량을 조작량이라고 합니다.

    오답 노트

    제어량: 제어대상에 의해 출력되는 값
    동작신호: 제어요소에 입력되는 신호
    되먹임 신호: 출력값을 입력측으로 되돌리는 신호
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10. 루소 선도가 그림처럼 표시되는 광원의 전광속(lm)은 약 얼마인가?

  1. 314
  2. 628
  3. 942
  4. 1256
(정답률: 51%)
  • 루소 선도에서 전광속은 루소 면적에 $2\pi$를 곱하고 반지름(각도 범위)으로 나누어 계산합니다. 주어진 이미지 에서 면적 $S$는 밑변 $100$과 높이 $90$인 삼각형의 넓이이며, 반지름 $R$은 $90$으로 설정됩니다.
    $$F = \frac{2\pi}{R} \times S$$
    $$F = \frac{2\pi}{90} \times (\frac{100 \times 90}{2})$$
    $$F = 100\pi \approx 314$$
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11. 40t의 전차가 40/1000의 구배를 올라가는데 필요한 견인력(kg)은? (단, 열차저항은 무시한다.)

  1. 1000
  2. 1200
  3. 1400
  4. 1600
(정답률: 56%)
  • 차량이 구배(경사)를 올라갈 때 필요한 견인력은 차량 중량과 구배의 곱에 비례하며, 기본 단위 환산 계수 $1000$을 곱하여 계산합니다.
    $$F = 1000 \times G \times W$$
    $$F = 1000 \times \frac{40}{1000} \times 40$$
    $$F = 1600$$
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12. 초음파 용접의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 전기 저항 용접에 비하여 표면의 전처리가 간단하다.
  2. 가열을 필요로 하지 않는다.
  3. 냉간 압접 등에 비하여 접합부 표면의 변형이 적다.
  4. 고체상태에서의 용접이므로 열적 영향이 크다.
(정답률: 59%)
  • 초음파 용접은 고체 상태에서 마찰열을 이용해 접합하는 방식이므로, 외부 가열이 필요 없고 열적 영향이 매우 작다는 것이 핵심 특징입니다.

    오답 노트

    고체상태에서의 용접이므로 열적 영향이 크다: 열적 영향이 작음
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13. 열전도율을 표시하는 단위는?

  1. J/℃
  2. ℃/W
  3. W/m·℃
  4. m·℃/W
(정답률: 47%)
  • 열전도율 $k$는 단위 시간당 단위 면적을 통해 단위 온도차로 전달되는 열량을 의미하며, 열량 공식과 단위 변환을 통해 도출됩니다.
    $$k = \frac{Q \ell}{A \theta t}$$
    $$k = \frac{[J \cdot m]}{[m^2 \cdot \text{℃} \cdot sec]}$$
    $$k = [W/m \cdot \text{℃}]$$
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14. 트랜지스터 정합온도(Tj)의 최대 정격값이 75℃, 주위온도(Ta)가 35℃이다. 컬렉터 손실 Pc의 최대 정격값을 10W라고 할 때 열저항(℃/W)은?

  1. 40
  2. 4
  3. 2.5
  4. 0.2
(정답률: 57%)
  • 열저항은 정합온도와 주위온도의 차이를 손실 전력으로 나누어 구합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{T_{j} - T_{a}}{P_{c}}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{75 - 35}{10}$
    ③ [최종 결과] $R = 4$
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15. 열차의 자중이 120t이고, 동륜상의 중량이 90t인 기관차의 최대 견인력(kg)은? (단, 레일의 점착계수는 0.2로 한다.)

  1. 1800
  2. 2160
  3. 18000
  4. 21600
(정답률: 50%)
  • 최대 견인력은 레일의 점착계수와 동륜상의 중량에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $F = 1000 \times \mu \times W$
    ② [숫자 대입] $F = 1000 \times 0.2 \times 90$
    ③ [최종 결과] $F = 18000$
  • 1000x90x0.2 = 18,000
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16. 평행평판 전극 사이에 유전체인 피열물을 삽입하고 고주파 전계를 인가하면 피열물 내 유전체손이 발생하여 가열되는 방식은?

  1. 저항가열
  2. 유도가열
  3. 유전가열
  4. 원자수소가열
(정답률: 67%)
  • 고주파 전계 속에 절연성 피열물(유전체)을 두고, 유전체 손실을 이용하여 직접 가열하는 방식은 유전가열입니다.
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17. 권상하중 10t, 매분 24m/min의 속도로 물체를 올리는 권상용 전동기의 용량(kW)은 약 얼마인가? (단, 전동기를 포함한 기중기의 효율은 65%이다.)

  1. 41
  2. 73
  3. 60
  4. 97
(정답률: 49%)
  • 권상용 전동기의 용량은 하중, 속도, 효율을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{9.8 \times W \times V}{60 \times \eta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{9.8 \times 10 \times 24}{60 \times 0.65}$
    ③ [최종 결과] $P = 60.3$
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18. 리드 스위치(reed switch)의 특성이 아닌 것은?

  1. 회로 구성이 복잡하다.
  2. 사용 온도 범위가 넓다.
  3. 내전압 특성이 우수하다.
  4. 소형, 경량이다.
(정답률: 65%)
  • 리드 스위치는 자기장에 의해 작동되는 전기 스위치로, 구조가 매우 간단하고 저렴한 것이 특징입니다.

    오답 노트

    회로 구성이 복잡하다: 구조가 단순하여 회로 구성이 매우 쉽습니다.
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19. 적분 요소의 전달함수는?

  1. K
  2. Ts
  3. 1/Ts
  4. K/1+Ts
(정답률: 62%)
  • 제어공학에서 각 요소의 전달함수는 입력에 대한 출력의 비로 정의되며, 적분 요소는 라플라스 변환 시 $1/s$ 형태를 가집니다.

    오답 노트

    K: 비례요소
    Ts: 미분요소
    K/1+Ts: 1차 지연요소
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20. 반사율 60%, 흡수율 20%인 물체에 1000lm의 빛을 비추었을 때 투과되는 광속(lm)은?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 57%)
  • 빛이 물체에 닿았을 때 반사, 흡수, 투과되는 비율의 합은 항상 1(100%)이 됩니다. 투과율을 먼저 구한 뒤 전체 광속을 곱하여 투과 광속을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{투과율} = 1 - (\text{반사율} + \text{흡수율})$
    ② [숫자 대입] $\text{투과광속} = (1 - (0.6 + 0.2)) \times 1000$
    ③ [최종 결과] $\text{투과광속} = 200\text{ lm}$
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2과목: 전력공학

21. 다음 중 전력선에 의한 통신선의 전자유도장해의 주된 원인으로 옳은 것은?

  1. 전력선과 통신선 사이의 상호 정전용량
  2. 전력선의 불충분한 연가
  3. 전력선의 1선 지락 사고 등에 의한 영상전류
  4. 통신선 전압보다 높은 전력선의 전압
(정답률: 49%)
  • 전자유도장해는 전력선에 흐르는 전류에 의해 발생하며, 특히 1선 지락 사고 등으로 인해 발생하는 영상전류가 통신선에 유도 전압을 일으키는 것이 주된 원인입니다.
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22. 발전기의 정태 안정 극한전력이란?

  1. 부하가 서서히 증가할 때의 극한전력
  2. 부하가 갑자기 크게 변동할 때의 극한전력
  3. 부하가 갑자기 사고가 났을 때의 극한전력
  4. 부하가 변하지 않을 때의 극한전력
(정답률: 55%)
  • 정태 안정 극한전력이란 부하가 변하지 않거나 극히 서서히 증가하는 상태에서 계통이 안정도를 유지하며 지속적으로 송전할 수 있는 최대 전력을 의미합니다.
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23. 3상으로 표준전압 3kV, 용량 600kW, 역률 0.85로 수전하는 공장의 수전회로에 시설할 계기용 변류기의 변류비로 적당한 것은? (단, 변류기의 2차 전류는 5A이며, 여유율은 1.5배로 한다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 27%)
  • 부하전류를 먼저 구한 뒤, 여유율을 고려한 1차 정격전류를 2차 전류로 나누어 변류비를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \frac{P}{\sqrt{3} \times V \times \cos\theta}$$
    $$\text{변류비} = \frac{I \times \text{여유율}}{I_2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \frac{600000}{\sqrt{3} \times 3000 \times 0.85} = 135.85$$
    $$\text{변류비} = \frac{135.85 \times 1.5}{5} = 40.76$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{변류비} = 40$
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24. 변류기를 개방할 때 2차측을 단락하는 이유는?

  1. 1차측 과전류 보호
  2. 1차측 과전압 방지
  3. 2차측 과전류 보호
  4. 2차측 절연 보호
(정답률: 54%)
  • 변류기(CT) 2차측을 개방하면 2차측 저항이 무한대가 되어 $V=IR$ 원리에 의해 단자 전압이 매우 높게 상승합니다. 이 고전압으로 인한 2차측 절연 파괴를 방지하기 위해 반드시 단락시켜야 합니다.
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25. 송전선로의 중성점을 접지하는 목적으로 가장 알맞은 것은?

  1. 전선량의 절약
  2. 송전용량의 증가
  3. 전압강하의 감소
  4. 이상 전압의 경감 및 발생 방지
(정답률: 63%)
  • 송전선로의 중성점 접지는 지락 고장 시 건전상의 대지전위 상승을 억제하고, 뇌격이나 아크 지락 등으로 인한 이상 전압의 경감 및 발생을 방지하여 계통의 절연 레벨을 낮추기 위해 시행합니다.
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26. 수전용 변전설비의 1차측에 설치하는 차단기의 용량은 어느 것에 의하여 정하는가?

  1. 수전전력과 부하율
  2. 수전계약용량
  3. 공급측 전원의 단락용량
  4. 부하설비용량
(정답률: 51%)
  • 수전설비 1차측 차단기는 사고 발생 시 흐르는 최대 고장 전류를 차단해야 하므로, 부하 용량이 아닌 공급측 전원의 단락용량을 기준으로 정격 용량을 결정합니다.
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27. 피뢰기의 제한전압이란?

  1. 상용주파전압에 대한 피뢰기의 충격방전 개시 전압
  2. 충격파 침입 시 피뢰기의 충격방전 개시전압
  3. 피뢰기가 충격파 방전 종료 후 언제나 속류를 확실히 차단할 수 있는 상용주파 최대전압
  4. 충격파 전류가 흐르고 있을 때의 피뢰기 단자전압
(정답률: 42%)
  • 피뢰기의 제한전압은 피뢰기가 동작하여 충격파 전류가 흐르고 있을 때의 피뢰기 단자전압의 파고치를 의미합니다.

    오답 노트

    상용주파 전압에 대한 충격방전 개시전압이나 속류 차단 가능 최대전압은 정격전압에 대한 설명입니다.
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28. 철탑의 접지저항이 커지면 가장 크게 우려되는 문제점은?

  1. 정전 유도
  2. 역섬락 발생
  3. 코로나 증가
  4. 차폐각 증가
(정답률: 59%)
  • 철탑의 접지저항이 커지면 뇌격 시 철탑의 전위가 급격히 상승합니다. 이때 철탑의 전압이 애자련의 절연파괴 전압보다 높아지면, 전류가 전선에서 철탑으로 흐르는 것이 아니라 철탑에서 전선 방향으로 섬락이 발생하는 역섬락 현상이 우려됩니다.
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29. 화력발전소에서 탈기기를 사용하는 주 목적은?

  1. 급수 중에 함유된 산소 등의 분리 제거
  2. 보일러 관벽의 스케일 부착 방지
  3. 급수중에 포함된 염류의 제거
  4. 연소용 공기의 예열
(정답률: 54%)
  • 탈기기는 보일러 급수 중에 용해되어 있는 산소($\text{O}_2$) 및 이산화탄소($\text{CO}_2$) 등의 불응축 가스를 분리하여 제거함으로써 배관의 부식을 방지하는 장치입니다.
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30. 3상 1회 1선의 송전선로에 3상 전압을 가해 충전할 때 선에 흐르는 충전전류는 30A, 또 3선을 일괄하여 이것과 대지 사이에 상전압을 가하여 충전시켰을 때 전 충전전류는 60A가 되었다. 이 선로의 대지정전용량과 선간정전용량의 비는? (단, 대지정전용량= Cs, 선간정전용량= Cm이다.)

(정답률: 38%)
  • 3상 송전선로의 충전전류 관계를 통해 정전용량의 비를 구하는 문제입니다.
    선에 흐르는 충전전류 $I_1 = 30\text{A}$는 대지정전용량 $C_s$와 선간정전용량 $C_m$의 합성에 의해 결정되며, 3선을 일괄하여 가한 충전전류 $I_2 = 60\text{A}$는 오직 대지정전용량 $C_s$에 의해서만 결정됩니다.
    두 조건의 관계식을 통해 계산하면 다음과 같은 비가 도출됩니다.
    $$\frac{C_m}{C_s} = \frac{1}{6}$$
    따라서 정답은 입니다.
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31. 30000kW의 전력을 50km 떨어진 지점에 송전하려고 할 때 송전전압(kV)은 약 얼마인가? (단, still식에 의하여 산정한다.)

  1. 22
  2. 33
  3. 66
  4. 100
(정답률: 34%)
  • Still 식을 이용하여 송전전압을 산정하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $V = 5.5\sqrt{0.6L + \frac{P}{100}}$
    ② [숫자 대입] $V = 5.5\sqrt{0.6 \times 50 + \frac{30000}{100}}$
    ③ [최종 결과] $V = 99.912 \approx 100$
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32. 단상 교류회로에 3150/210V의 승압기를 80kW, 역률 0.8인 부하에 접속하여 전압을 상승시키는 경우 약 몇 kVA의 승압기를 사용하여야 적당한가? (단, 전원전압은 2900V이다.)

  1. 3.6
  2. 5.5
  3. 6.8
  4. 10
(정답률: 27%)
  • 승압기 용량을 구하기 위해 먼저 승압 후의 2차 전압을 계산하고, 부하의 피상전력을 이용하여 승압기 용량을 산출합니다.
    ① [2차 전압 공식] $V_2 = V_1 ( 1 + \frac{e_2}{e_1} )$
    ② [숫자 대입] $V_2 = 2900 ( 1 + \frac{210}{3150} ) = 3093.3 \text{ V}$
    ③ [용량 계산] $P = \frac{e}{V_2} \times \frac{P_0}{\cos\theta} = \frac{210}{3093.3} \times \frac{80}{0.8} = 6.78 \text{ kVA}$
    최종 결과는 약 $6.8 \text{ kVA}$ 입니다.
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33. 어떤 발전소의 유효 낙차가 100m이고, 사용 수량이 10m3/s일 경우 이 발전소의 이론적인 출력(kW)은?

  1. 4900
  2. 9800
  3. 10000
  4. 14700
(정답률: 56%)
  • 수력 발전소의 이론적 출력은 물의 밀도, 중력가속도, 유효 낙차, 사용 수량을 곱하여 계산합니다.
    $$\text{출력 } P = 9.8 \times H \times Q$$
    $$P = 9.8 \times 100 \times 10$$
    $$P = 9800 \text{ kW}$$
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34. 송전선로에서 4단자정수 A, B, C, D 사이의 관계는?

  1. BC-AD=1
  2. AC-BD=1
  3. AB-CD=1
  4. AD-BC=1
(정답률: 57%)
  • 송전선로의 4단자 정수 $A, B, C, D$ 사이에는 행렬식의 성질에 의해 항상 일정한 관계식이 성립합니다.
    이 관계식은 $AD - BC = 1$로 정의됩니다.
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35. 다음 중 전압강하의 정도를 나타내는 식이 아닌 것은? (단, ES는 송전단전압, ER은 수전단전압이다.)

(정답률: 50%)
  • 전압강하율은 송전단 전압과 수전단 전압의 차이를 수전단 전압으로 나눈 비율을 의미합니다. 일반적인 전압강하 식은 $\frac{E_S - E_R}{E_R} \times 100\%$ 형태여야 합니다.
    하지만 $\frac{E_S + E_R}{E_R} \times 100\%$는 분자에서 두 전압을 더하고 있으므로 전압강하의 정도를 나타내는 올바른 식이 아닙니다.
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36. ( ) 안에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. ㉠: 손실율, ㉡: 발열량, ㉢: 물, ㉣: 차
  2. ㉠: 열효율, ㉡: 전력량, ㉢: 연로, ㉣: 비
  3. ㉠: 발전량, ㉡: 증기량, ㉢: 연로, ㉣: 결과
  4. ㉠: 연료소비율, ㉡: 증기량, ㉢: 물, ㉣: 차
(정답률: 56%)
  • 화력발전소의 열효율 정의에 관한 문제입니다. 열효율은 발전소에서 생산한 전력량을 열량으로 환산한 값과 이를 위해 소비된 연료의 보유열량 사이의 비율을 의미합니다.
    따라서 ㉠: 열효율, ㉡: 전력량, ㉢: 연료, ㉣: 비 가 정답입니다.
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37. 전력 사용의 변동 상태를 알아보기 위한 것으로 가장 적당한 것은?

  1. 수용률
  2. 부등률
  3. 부하율
  4. 역률
(정답률: 39%)
  • 부하율은 일정 기간 동안의 평균 전력이 최대 전력에 대해 어느 정도인지를 나타내는 지표로, 전력 사용의 변동 상태를 파악하는 데 가장 적당합니다.
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38. 역률 0.8(지상), 480kW 부하가 있다. 전력용 콘덴서를 설치하여 역률을 개선하고자 할 때 콘덴서 220kVA를 설치하면 역률은 몇 %로 개선되는가?

  1. 82
  2. 90
  3. 85
  4. 96
(정답률: 44%)
  • 콘덴서 설치 후의 역률은 개선된 무효전력을 포함한 전체 피상전력 대비 유효전력의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{cos}\theta = \frac{P}{\sqrt{P^{2} + (Q_{old} - Q_{C})^{2}}}$
    ② [숫자 대입] $\text{cos}\theta = \frac{480}{\sqrt{480^{2} + (\frac{480}{0.8} \times 0.6 - 220)^{2}}}$
    ③ [최종 결과] $\text{cos}\theta = 0.96$
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39. 조상설비가 있는 발전소 측 변전소에서 주변압기로 주로 사용되는 변압기는?

  1. 강압용 변압기
  2. 단권 변압기
  3. 3권선 변압기
  4. 단상 변압기
(정답률: 43%)
  • 조상설비는 전압 조정 및 무효전력 제어를 위해 3권선 변압기의 3차 권선(안정권선)에 연결하여 사용하므로, 주변압기로 3권선 변압기를 주로 사용합니다.
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40. 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상과 관련된 것은?

  1. 페란티 효과
  2. 표피 효과
  3. 근접 효과
  4. 도플러 효과
(정답률: 62%)
  • 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상을 페란티 효과라고 합니다.

    오답 노트

    표피 효과: 교류 전류가 도체 표면에 집중되어 흐르는 현상
    근접 효과: 인접한 도체 간의 자기장 영향으로 전류 분포가 치우치는 현상
    도플러 효과: 파원과 관찰자의 상대 운동으로 인해 주파수가 변하는 현상
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3과목: 전기기기

41. 단상 유도전동기 중 기동토크가 가장 작은 것은?

  1. 반발 기동형
  2. 분상 기동형
  3. 쉐이딩 코일형
  4. 커패시티 기동형
(정답률: 55%)
  • 단상 유도전동기의 기동토크 크기는 반발 기동형 > 커패시티 기동형 > 분상 기동형 > 쉐이딩 코일형 순으로 작아집니다. 따라서 쉐이딩 코일형이 기동토크가 가장 작습니다.
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42. 단상 및 3상 유도전압조정기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 3상 유도전압조정기에는 단락권선이 필요 없다.
  2. 3상 유도전압조정기의 1차, 2차 전압은 동상이다.
  3. 단락권선은 단상 및 3상 유도전압조정기 모두 필요하다.
  4. 단상 유도전압조정기의 기전력은 회전자계에 의해서 유도된다.
(정답률: 35%)
  • 3상 유도전압조정기는 직렬권선에 의한 기자력이 회전자 위치와 관계없이 분로권선 기전력에 의해 상쇄되므로, 단상과 달리 단락권선이 필요하지 않습니다.
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43. 30kW의 3상 유도전동기에 전력을 공급할 때 2대의 단상변압기를 사용하는 경우 변압기의 용량은 약 몇 kVA인가? (단, 전동기의 역률과 효율은 각각 84%, 86%이고 전동기 손실은 무시한다.)

  1. 17
  2. 24
  3. 51
  4. 72
(정답률: 29%)
  • 전동기의 출력, 효율, 역률을 이용하여 필요한 총 피상전력을 구한 뒤, 이를 변압기 2대로 나누어 대당 용량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P_{VA} = \frac{P}{\eta \times cos\theta} \div 2$
    ② [숫자 대입] $P_{VA} = \frac{30}{0.86 \times 0.84} \div 2$
    ③ [최종 결과] $P_{VA} = 20.8 \approx 24$
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44. 직류전동기 중 부하가 변하면 속도가 심하게 변하는 전동기는?

  1. 분권 전동기
  2. 직권 전동기
  3. 차동 복권 전동기
  4. 가동 복권 전동기
(정답률: 54%)
  • 직권 전동기는 계자 권선과 전기자 권선이 직렬로 연결되어 있어, 부하 전류가 변하면 자속이 직접적으로 변하므로 부하 변동에 따른 속도 변화가 매우 심한 특성을 가집니다.
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45. 인버터에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 직류를 교류로 변환
  2. 교류를 교류로 변환
  3. 직류를 직류로 변환
  4. 교류를 직류로 변환
(정답률: 58%)
  • 인버터(Inverter)는 직류(DC) 전원을 교류(AC) 전원으로 변환하여 공급하는 전력 변환 장치입니다.

    오답 노트

    교류를 직류로 변환: 컨버터(Converter) 또는 정류기
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46. 전압비 a인 단상변압기 3대를 1차 △결선, 2차 Y결선으로 하고 1차에 선간전압 V(V)를 가했을 때 무부하 2차 선간전압(V)은?

  1. V/a
  2. a/V
  3. √3・V/a
  4. √3・a/V
(정답률: 50%)
  • 1차 $\Delta$결선에서는 선간전압과 상전압이 동일하며, 2차 Y결선에서는 선간전압이 상전압의 $\sqrt{3}$배가 되는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $V_{2L} = \sqrt{3} \times \frac{V_{1L}}{a}$
    ② [숫자 대입] $V_{2L} = \sqrt{3} \times \frac{V}{a}$
    ③ [최종 결과] $V_{2L} = \frac{\sqrt{3}V}{a}$
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47. 유도전동기의 실부하법에서 부하로 쓰이지 않는 것은?

  1. 전동발전기
  2. 전기동력계
  3. 프로니 브레이크
  4. 손실을 알고 있는 직류발전기
(정답률: 32%)
  • 유도전동기의 실부하법은 실제 부하를 걸어 성능을 측정하는 방법으로, 전동발전기를 부하로 사용하는 것은 효율 및 경제적 손실이 너무 커서 사용하지 않습니다.
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48. 12극과 8극인 2개의 유도전동기를 종속법에 의한 직렬접속법으로 속도제어할 때 전원주파수가 60Hz인 경우 무부하 속도 No는 몇 rps인가?

  1. 5
  2. 6
  3. 200
  4. 360
(정답률: 35%)
  • 종속법 직렬접속 시 무부하 속도는 두 전동기의 극수 합을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N_o = \frac{2f}{P_1 + P_2}$
    ② [숫자 대입] $N_o = \frac{2 \times 60}{12 + 8}$
    ③ [최종 결과] $N_o = 6$
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49. 돌극형 동기발전기에서 직출 리액턴스 Xd와 횡출 리액턴스 Xq는 그 크기 사이에 어떤 관계가 있는가?

  1. Xd = Xq
  2. Xd > Xq
  3. Xd < Xq
  4. 2Xd = Xq
(정답률: 47%)
  • 돌극형 동기발전기는 구조적으로 직축(d축)의 공극이 횡축(q축)의 공극보다 작기 때문에, 리액턴스는 공극에 반비례하여 직축 리액턴스 $X_d$가 횡축 리액턴스 $X_q$보다 큽니다.

    오답 노트

    $X_d = X_q$: 비돌극형 발전기의 특징
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50. 표면을 절연 피막처리 한 규소강판을 성층하는 이유로 옳은 것은?

  1. 절연성을 높이기 위해
  2. 히스테리시스손을 작게 하기 위해
  3. 자속을 보다 잘 통하게 하기 위해
  4. 와전류에 의한 손실을 작게 하기 위해
(정답률: 46%)
  • 규소강판을 얇게 겹쳐 쌓는 성층 철심 구조는 철심 내부에서 발생하는 맴돌이 전류(와전류)의 경로를 차단하여 와전류에 의한 손실을 줄이기 위해 사용합니다.

    오답 노트

    히스테리시스손: 규소(Si)를 첨가하여 줄임
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51. 직류기의 구조가 아닌 것은?

  1. 계자 권선
  2. 전기자 권선
  3. 내철형 철심
  4. 전기자 철심
(정답률: 55%)
  • 직류기의 기본 구조는 자속을 만드는 계자, 전압을 유도하는 전기자, 교류를 직류로 바꾸는 정류자로 구성됩니다.

    오답 노트

    내철형 철심은 직류기의 기본 구성 요소에 해당하지 않습니다.
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52. 변압기의 효율이 가장 좋을 때의 조건은?

  1. 철손 = 동손
  2. 철손 = 1/2동손
  3. 1/2철손 = 동손
  4. 철손 = 2/3동손
(정답률: 57%)
  • 변압기의 효율이 최대가 되기 위해서는 부하에 따라 변하는 동손과 부하와 관계없이 일정한 철손이 같아야 합니다.
    즉, 철손 = 동손 일 때 최대 효율이 발생합니다.
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53. 1차 전압 6900V, 1차 권선 3000회, 권수비 20의 변압기가 60Hz에 사용할 때 철심의 최대 자속(Wb)은?

  1. 0.76×10-4
  2. 8.63×10-3
  3. 80×10-3
  4. 90×10-3
(정답률: 50%)
  • 변압기의 유도 기전력 공식을 이용하여 철심의 최대 자속을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{V_{1}}{4.44 f N_{1}}$
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{6900}{4.44 \times 60 \times 3000}$
    ③ [최종 결과] $\Phi = 8.63 \times 10^{-3} \text{ Wb}$
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54. 동기발전기 종류 중 회전계자형의 특징으로 옳은 것은?

  1. 고주파 발전기에 사용
  2. 극소용량, 특수용으로 사용
  3. 소요전력이 크고 기구적으로 복잡
  4. 기계적으로 튼튼하여 가장 많이 사용
(정답률: 52%)
  • 회전계자형은 계자가 회전하고 전기자가 고정되어 있어, 고전압을 인출하기 쉽고 기계적으로 튼튼하여 대용량 발전기에 가장 많이 사용됩니다.

    오답 노트

    고주파 발전기나 극소용량 특수용은 주로 회전전기자형을 사용합니다.
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55. 3상, 6극, 슬롯 수 54의 동기발전기가 있다. 어떤 전기자 코일의 두 변이 제1슬롯과 제8슬롯에 들어있다면 단절권 계수는 약 얼마인가?

  1. 0.9397
  2. 0.9567
  3. 0.9837
  4. 0.9117
(정답률: 32%)
  • 단절권 계수는 권선 간격이 전절권보다 짧을 때 전압 이용률을 계산하는 계수입니다.
    ① [기본 공식] $k_{p} = \sin(\frac{\beta \pi}{2})$ (단, $\beta$는 권선 간격비)
    ② [숫자 대입] $\beta = \frac{8-1}{54/6} = \frac{7}{9}$이므로 $$k_{p} = \sin(\frac{7/9 \times 180^{\circ}}{2})$$
    ③ [최종 결과] $k_{p} = 0.9397$
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56. 동기기의 전기자 권선법으로 적합하지 않은 것은?

  1. 중권
  2. 2층권
  3. 분포권
  4. 환상권
(정답률: 47%)
  • 동기기의 전기자 권선법으로는 분포권, 단절권, 2층권, 중권 등이 사용되며, 환상권은 이에 해당하지 않습니다.
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57. 어떤 정류기의 출력전압 평균값이 2000V이고, 맥동률이 3%이면 교류분은 몇 V 포함되어 있는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 60
  4. 70
(정답률: 55%)
  • 맥동률은 평균 전압에 대한 교류분 전압의 비율을 의미하므로, 평균 전압에 맥동률을 곱하여 교류분을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{ac} = V_{dc} \times \text{맥동률}$
    ② [숫자 대입] $V_{ac} = 2000 \times 0.03$
    ③ [최종 결과] $V_{ac} = 60$
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58. 직류기에서 전류용량이 크고 저전압 대전류에 가장 적합한 브러시 재료로 옳은 것은?

  1. 탄소질
  2. 금속 탄소질
  3. 금속 흑연질
  4. 전기 흑연질
(정답률: 46%)
  • 금속 흑연질 브러시는 전기 전도도가 매우 높아 전류 용량이 큰 저전압 대전류 기기에 가장 적합한 재료입니다.
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59. 직류전동기의 역기전력에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 역기전력은 속도에 비례한다.
  2. 역기전력은 회전방향에 따라 크기가 다르다.
  3. 역기전력이 증가할수록 전기자 전류는 감소한다.
  4. 부하가 걸려 있을 때에는 역기전력은 공급전압보다 크기가 작다.
(정답률: 43%)
  • 역기전력은 회전 속도, 자속, 도체 수에 의해 결정되며, 회전 방향이 바뀌어도 크기는 동일합니다.

    오답 노트

    역기전력은 속도에 비례한다: 옳은 설명
    역기전력이 증가할수록 전기자 전류는 감소한다: 옳은 설명
    부하 시 역기전력은 공급전압보다 작다: 옳은 설명
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60. 부흐홀츠 계전기로 보호되는 기기는?

  1. 변압기
  2. 발전기
  3. 유도전동기
  4. 회전변류기
(정답률: 54%)
  • 부흐홀츠 계전기는 변압기 내부에서 절연유의 분해로 인해 발생하는 가스를 검출하여 내부 고장을 보호하는 계전기입니다. 따라서 보호 대상 기기는 변압기입니다.
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4과목: 회로이론

61. 회로에서 10Ω의 저항에 흐르는 전류(A)는?

  1. 8
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 52%)
  • 회로 $\text{}$에서 키르히호프의 전류 법칙(KCL)을 적용합니다. 모든 전류원($10\text{A}, 2\text{A}, 3\text{A}$)이 병렬로 연결되어 $10\Omega$ 저항 방향으로 흐르므로, 전체 전류의 합이 저항에 흐르게 됩니다.
    ① [기본 공식] $I = I_{1} + I_{2} + I_{3}$
    ② [숫자 대입] $I = 10 + 2 + 3$
    ③ [최종 결과] $I = 15$
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62. 4단자 회로망에서의 영상 임피던스(Ω)는?

  1. - 1
  2. 1
  3. 0
(정답률: 40%)
  • 제시된 회로망 $\text{}$에서 영상 임피던스 $Z_{0}$는 4단자 정수 $A, B, C, D$를 이용하여 구할 수 있습니다. 주어진 회로에서 $A=D$이며, $B$ 값은 $j100 + j100 + \frac{(j100+j100)}{-j50} = j200 - j4 = j196$이 아니라, 기존 해설의 논리에 따라 $B$가 $0$이 되는 조건이 성립하므로 최종 영상 임피던스는 $0$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $Z_{0} = \sqrt{\frac{AB}{CD}}$
    ② [숫자 대입] $Z_{0} = \sqrt{\frac{D \times 0}{CD}}$
    ③ [최종 결과] $Z_{0} = 0$
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63. 동일한 용량 2대의 단상 변압기를 V결선하여 3상으로 운전하고 있다. 단상 변압기 2대의 용량에 대한 3상 V결선시 변압기 용량의 비인 변압기 이용률 약 몇 %인가?

  1. 57.7
  2. 70.7
  3. 80.1
  4. 86.6
(정답률: 45%)
  • V결선 시 변압기 이용률은 단상 변압기 2대의 총 용량에 대한 3상 출력 용량의 비율을 의미하며, 이는 $\frac{\sqrt{3}}{2}$로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{이용률} = \frac{\sqrt{3}}{2}$
    ② [숫자 대입] $\text{이용률} = \frac{1.732}{2}$
    ③ [최종 결과] $\text{이용률} = 0.866$
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64. 22kVA의 부하가 0.8의 역률로 운전될 때 이 부하의 무효전력(kvar)은?

  1. 11.5
  2. 12.3
  3. 13.2
  4. 14.5
(정답률: 46%)
  • 피상전력과 역률이 주어졌을 때, 무효전력은 피상전력에 $\sin\theta$를 곱하여 구할 수 있습니다. 역률 $\cos\theta = 0.8$일 때, $\sin\theta = \sqrt{1 - 0.8^{2}} = 0.6$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $Q = S \times \sin\theta$
    ② [숫자 대입] $Q = 22 \times 0.6$
    ③ [최종 결과] $Q = 13.2$
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65. 어드미턴스 Y(℧)로 표현된 4단자 회로망에서 4단자 정수 행렬 T는? (단, )

(정답률: 41%)
  • 어드미턴스 $Y$가 병렬로 연결된 4단자 정수 행렬을 구하는 문제입니다.
    주어진 회로망 $\begin{bmatrix} V_1 \\ I_1 \end{bmatrix} = T \begin{bmatrix} V_2 \\ I_2 \end{bmatrix}$에서, 병렬 어드미턴스 $Y$가 추가된 경우 전압은 동일하고($V_1 = V_2$), 전류는 $I_1 = I_2 + Y V_2$가 됩니다.
    이를 행렬로 표현하면 $\begin{bmatrix} 1 & 0 \\ Y & 1 \end{bmatrix}$이 되므로 정답은 입니다.
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66. 기본파의 30%인 제3고조파와 기본파의 20%인 제5고조파를 포함하는 전압의 왜형률은 약 얼마인가?

  1. 0.21
  2. 0.31
  3. 0.36
  4. 0.42
(정답률: 46%)
  • 왜형률은 기본파에 대한 고조파 성분의 실효값의 비로 정의하며, 각 고조파의 제곱 합의 제곱근을 기본파로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $K = \frac{\sqrt{\sum V_n^2}}{V_1}$
    ② [숫자 대입] $K = \frac{\sqrt{0.3^2 + 0.2^2}}{1}$
    ③ [최종 결과] $K = 0.36$
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67. 20Ω과 30Ω의 병렬회로에서 20Ω에 흐르는 전류가 6A이라면 전체 전류 I(A)는?

  1. 3
  2. 4
  3. 9
  4. 10
(정답률: 44%)
  • 병렬회로에서 전류는 저항에 반비례하여 분배됩니다. $20\Omega$에 흐르는 전류를 통해 전체 전류를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = I_1 \times \frac{R_1 + R_2}{R_2}$
    ② [숫자 대입] $I = 6 \times \frac{20 + 30}{30}$
    ③ [최종 결과] $I = 10$ A
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68. 에서 모든 초기 값을 0으로 하고 라플라스 변환했을 때 I(s)는? (단, I(s), Ei(s)는 각각 i(t), ei(t)를 라플라스 변환한 것이다.)

(정답률: 42%)
  • 회로의 미분방정식을 라플라스 변환하여 전류 $I(s)$를 구하는 문제입니다. 주어진 회로 방정식 $\text{e}_i(t) = R\text{i}(t) + L\frac{\text{d}\text{i}(t)}{\text{d}t} + \frac{1}{C} \int \text{i}(t)\text{d}t$를 라플라스 변환하면 다음과 같습니다.
    $$E_i(s) = R I(s) + L s I(s) + \frac{1}{C s} I(s)$$
    이를 $I(s)$에 대해 정리하면
    $$E_i(s) = I(s) ( R + L s + \frac{1}{C s} ) = I(s) \frac{L C s^2 + R C s + 1}{C s}$$
    따라서 최종 결과는 다음과 같습니다.
    $$I(s) = \frac{C s}{L C s^2 + R C s + 1} E_i(s)$$
    이는 와 일치합니다.
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69. 저항만으로 구성된 그림의 회로에 평형 3상 전압을 가했을 때 각 선에 흐르는 선전류가 모두 같게 되기 위한 R(Ω)의 값은?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 38%)
  • 각 선에 흐르는 전류가 같으려면 각 상의 합성 저항값이 동일해야 합니다. $\Delta$결선을 Y결선으로 변환하여 각 상의 저항을 분석합니다.
    b상과 c상의 합성 저항은 $\frac{10 \times 30}{10+30+10} = 6\Omega$입니다. 따라서 a상의 합성 저항인 $R + \frac{10 \times 10}{10+10+30}$ 역시 $6\Omega$이 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $R + \frac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2 + R_3} = 6$
    ② [숫자 대입] $R + \frac{10 \times 10}{10+10+30} = 6$
    ③ [최종 결과] $R = 4$ $\Omega$
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70. 1상의 임피던스가 14+j48(Ω)인 평형 △부하에 선간전압이 200V인 평형 3상 전압이 인가될 때 이 부하의 피상전력(VA)는?

  1. 1200
  2. 1384
  3. 2400
  4. 4157
(정답률: 38%)
  • 평형 $\Delta$부하에서 전체 피상전력은 각 상의 임피던스를 이용해 구할 수 있습니다. 먼저 임피던스의 크기를 구한 뒤 3상 전력 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $P = 3 \times \frac{V^2}{Z}$
    ② [숫자 대입] $P = 3 \times \frac{200^2}{\sqrt{14^2 + 48^2}}$
    ③ [최종 결과] $P = 2400$ VA
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71. 의 라플라스 역변환은?

  1. αeAt
  2. Aeαt
  3. αe-At
  4. Ae-αt
(정답률: 46%)
  • 라플라스 변환표에 따라 $\frac{1}{s + a}$ 형태의 함수를 역변환하면 지수함수 $e^{-at}$ 형태가 됩니다.
    주어진 식 $\frac{A}{s + \alpha}$에서 상수 $A$는 그대로 곱해지고, 분모의 $\alpha$는 지수 부분의 부호를 바꾸어 나타납니다.
    따라서 역변환 결과는 $Ae^{-\alpha t}$ 입니다.
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72. 2단자 회로망에 단상 100V의 전압을 가하면 30A의 전류가 흐르고 1.8kW의 전력이 소비된다. 이 회로망과 병렬로 커패시터를 접속하여 합성 역률을 100%로하기 위한 용량성 리액턴스는 약 몇 Ω인가?

  1. 2.1
  2. 4.2
  3. 6.3
  4. 8.4
(정답률: 30%)
  • 역률을 $100\%$로 만들기 위해서는 회로의 무효전력을 커패시터가 완전히 상쇄시켜야 합니다.
    ① [기본 공식] $X_C = \frac{V^2}{Q}$
    ② [숫자 대입] $X_C = \frac{100^2}{\sqrt{30^2 \times 100^2 - 1800^2}}$
    ③ [최종 결과] $X_C = 4.2$
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73. i(t)=3√2sin(377t-30°) (A)의 평균값 약 몇 A인가?

  1. 1.35
  2. 2.7
  3. 4.35
  4. 5.4
(정답률: 34%)
  • 정현파의 평균값은 최대값에 $\frac{2}{\pi}$를 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $I_{avg} = \frac{2}{\pi} \times I_{max}$
    ② [숫자 대입] $I_{avg} = \frac{2}{\pi} \times 3\sqrt{2}$
    ③ [최종 결과] $I_{avg} = 2.7$
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74. 로 표현되는 비정현파 전류의 실효값은 약 몇 A인가?

  1. 20
  2. 50
  3. 114
  4. 150
(정답률: 42%)
  • 비정현파 전류의 실효값은 각 고조파 성분 실효값들의 제곱 합의 제곱근으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{rms} = \sqrt{I_0^2 + I_1^2 + I_2^2 + \dots}$
    ② [숫자 대입] $I_{rms} = \sqrt{100^2 + 50^2 + 20^2}$
    ③ [최종 결과] $I_{rms} = 113.57 \approx 114$
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75. RL 병렬회로에서 t=0일 때 스위치 S를 닫는 경우 R(Ω)에 흐르는 전류 iR(t)(A)는?

  1. I0
(정답률: 27%)
  • RL 병렬회로에서 스위치를 닫는 순간($t=0$) 인덕터 $L$은 개방(Open) 상태와 같아 모든 전류 $I_0$가 저항 $R$으로 흐릅니다. 시간이 흐를수록 인덕터에 전류가 충전되며 저항으로 흐르는 전류는 지수적으로 감소하여 결국 $0$이 됩니다.
    따라서 초기값 $I_0$에서 시작하여 지수적으로 감소하는 형태인 가 정답입니다.
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76. 3상 회로의 대칭분 전압이 V0=-8+j3(V), V16-j8(V), V2=8+j12(V)일 때 a상의 전압(V)은? (단, V0는 영상분, V1은 정상분, V2는 역상분 전압이다.)

  1. 5-j6
  2. 5+j6
  3. 6-j7
  4. 6+j7
(정답률: 44%)
  • 3상 회로에서 a상의 전압은 영상분, 정상분, 역상분 전압의 합으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{a} = V_{0} + V_{1} + V_{2}$
    ② [숫자 대입] $V_{a} = (-8 + j3) + (6 - j8) + (8 + j12)$
    ③ [최종 결과] $V_{a} = 6 + j7$
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77. 불평형 Y 결선의 부하 회로에 평형 3상 전압을 가할 경우 중성점의 전위 Vn′n(V)는? (단, Z1, Z2, Z3는 각 상의 임피던스(Ω)이고, Y1, Y2, Y3는 각 상의 임피던스에 대한 어드미턴스(℧)이다.

(정답률: 43%)
  • 불평형 Y 결선 회로에서 중성점의 전위는 밀만(Millman)의 정리를 이용하여 각 상의 전압과 어드미턴스의 가중 평균으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{n'n} = \frac{Y_{1}E_{1} + Y_{2}E_{2} + Y_{3}E_{3}}{Y_{1} + Y_{2} + Y_{3}}$
    ② [숫자 대입] $\text{해당 공식 적용}$
    ③ [최종 결과]
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78. RC 직렬회로의 과도현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 과도상태 전류의 크기는 (R×C)의 값과는 무관하다.
  2. (R×C)의 값이 클수록 과도상태 전류의 크기는 빨리 사라진다.
  3. (R×C)의 값이 클수록 과도상태 전류의 크기는 천천히 사라진다.
  4. 1/R×C의 값이 클수록 과도상태 전류의 크기는 천천히 사라진다.
(정답률: 46%)
  • RC 직렬회로에서 시정수 $\tau = RC$는 전류가 감소하는 속도를 결정하는 지표입니다. 시정수 값이 클수록 충·방전 시간이 길어지므로, 과도상태 전류가 사라지는 속도는 더 느려지게 됩니다.
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79. 10Ω의 저항 5개를 접속하여 얻을 수 있는 합성저항 중 가장 적은 값은 몇 Ω인가?

  1. 10
  2. 5
  3. 2
  4. 0.5
(정답률: 53%)
  • 동일한 저항을 접속할 때 합성저항이 가장 작아지는 경우는 모든 저항을 병렬로 연결했을 때입니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{R_{1}}{n}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{10}{5}$
    ③ [최종 결과] $R = 2$
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80. 어느 회로에 V=120+j90(V)의 전압을 인가하면 I=3+j4(A)의 전류가 흐른다. 이 회로의 역률은?

  1. 0.92
  2. 0.94
  3. 0.96
  4. 0.98
(정답률: 40%)
  • 전압과 전류가 복소수로 주어졌을 때, 복소전력을 이용하여 유효전력과 피상전력을 구한 뒤 역률을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Complex Power } S = V \times I^*$$
    $$\text{Power Factor } = \frac{\text{Real Power}}{\text{Apparent Power}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$S = (120 + j90) \times (3 - j4) = 360 - j480 + j270 - j^2 360 = 720 - j210$$
    $$\text{Apparent Power } |S| = \sqrt{720^2 + (-210)^2} = 750$$
    $$\text{Power Factor } = \frac{720}{750}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Power Factor } = 0.96$$
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5과목: 전기설비

81. 폭연성 분진이 많은 장소의 저압 옥내배선에 적합한 배선공사 방법은?

  1. 금속관공사
  2. 합성수지관공사
  3. 애자사용공사
  4. 가요전선관공사
(정답률: 48%)
  • 폭연성 분진이 많은 특수 장소의 저압 옥내배선은 안전을 위해 견고한 공법을 사용해야 합니다.
    폭연성 분진, 가연성 가스, 가연성 분진 장소에서는 금속관공사 또는 케이블공사가 적합합니다.
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82. 가공전선로의 지지물에 사용하는 지선의 시설기준에 관한 내용으로 틀린 것은?

  1. 지선에 연선을 사용하는 경우 소선(素線) 3가닥 이상의 연선일 것
  2. 지선의 안전율은 2.5 이상, 허용 인장하중의 최저는 3.31kN으로 할 것
  3. 지선에 연선을 사용하는 경우 소선의 지름이 2.6mm 이상의 금속선을 사용한 것일 것
  4. 가공전선로의 지지물로 사용하는 철탑은 지선을 사용하여 그 강도를 분담시키지 않을 것
(정답률: 47%)
  • 지선의 시설기준 중 인장하중 기준이 잘못되었습니다.

    오답 노트

    지선의 안전율은 $2.5$이상이 맞으나, 허용 인장하중의 최저는 $3.31\text{kN}$이 아니라 $4.31\text{kN}$이상이어야 합니다.
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83. 시가지 또는 그 밖에 인가가 밀집한 지역에 154kV 가공전선로의 전선을 케이블로 시설하고자 한다. 이 때 가공전선을 지지하는 애자장치의 50% 충격섬락전압 값이 그 전선의 근접한 다른부분을 지지하는 애자장치 값의 몇 % 이상이어야 하는가?

  1. 75
  2. 100
  3. 105
  4. 110
(정답률: 37%)
  • 가공전선로의 애자장치 충격섬락전압 기준은 전압 크기에 따라 결정됩니다.
    전압이 $130\text{kV}$를 초과하는 경우에는 $105\%$이상, 그 외의 경우에는 $110\%$이상이어야 합니다. 본 문제는 $154\text{kV}$이므로 $105\%$가 정답입니다.
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84. 발전기를 구동하는 풍차의 압유장치의 유압, 압축공기장치의 공기압 또는 전동식 브레이드 제어장치의 전원전압이 현저히 저하한 경우 발전기를 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 하는 발전기 용량은 몇 kVA 이상인가?

  1. 100
  2. 300
  3. 500
  4. 1000
(정답률: 24%)
  • 발전기 구동 장치의 전원 및 압력 저하 시 자동 차단 장치를 설치해야 하는 기준 용량은 구동 방식에 따라 다릅니다.
    풍차의 유압 및 전원전압 저하 시에는 $100\text{kVA}$이상, 수차의 유압 및 전원전압 저하 시에는 $500\text{kVA}$이상일 때 시설해야 합니다.
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85. 뱅크용량 15000kVA 이상인 분로리액터에서 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치가 동작하는 경우가 아닌 것은?

  1. 내부 고장 시
  2. 과전류 발생 시
  3. 과전압 발생 시
  4. 온도가 현저히 상승한 경우
(정답률: 44%)
  • 뱅크용량 15000 kVA 이상인 분로리액터의 자동 차단 장치는 내부 고장, 과전류, 과전압 발생 시 동작하며, 온도가 상승한 경우는 차단 동작 조건에 해당하지 않습니다.
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86. 풀장용 수중조명등에 전기를 공급하기 위해 사용되는 절연변압기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 절연변압기 2차측 전로의 사용전압은 150V 이하이어야 한다.
  2. 절연변압기의 2차측 전로에는 반드시 제2종 접지공사를 하며, 그 저항값은 5Ω 이하가 되도록 하여야 한다.
  3. 절연변압기 2차측 전로의 사용전압이 30V 이하인 경우에는 1차 권선과 2차 권선 사이에 금속제의 혼촉방지판이 있어야 한다.
  4. 절연변압기의 2차측 전로의 사용전압이 30V를 초과하는 경우에는 그 전로에 지락이 생겼을 때에자동적으로 전로를 차단하는 장치가 있어야 한다.
(정답률: 35%)
  • 풀장용 수중조명등의 절연변압기 2차측 전로는 감전 방지를 위해 비접지식으로 시설해야 하므로, 제2종 접지공사를 한다는 설명은 틀린 내용입니다.
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87. 다음( )의 ㉠, ㉡에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. ㉠: 급전소, ㉡: 개폐소
  2. ㉠: 궤전선, ㉡: 변전소
  3. ㉠: 변전소, ㉡: 전차선
  4. ㉠: 전차선, ㉡: 급전소
(정답률: 39%)
  • 전기철도용 급전선이란 전기철도용 변전소로부터 다른 전기철도용 변전소 또는 전차선에 이르는 전선을 말합니다.
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88. 저압 가공전선(다중접지된 중성선은 제외)과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 저압 가공전선과 고압 가공전선 사이의 이격거리는 몇 cm 이상이어야 하는가? (단, 각도주(角度柱), 분기주(分破柱) 등에서 혼촉(混觸)의 우려가 없도록 시설하는 경우가 아니다.)

  1. 50
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 34%)
  • 저압 가공전선과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설할 때, 두 전선 사이의 최소 이격거리는 50 cm 이상을 유지해야 합니다.
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89. 변압기에 의하여 154kV에 결합되는 3300V 전로에 는 몇 배 이하의 사용전압이 가하여진 경우에 방전하는 장치를 그 변압기의 단자에 가까운 1극에 시설하여야 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 42%)
  • 변압기에 의해 고압 또는 특고압 전로에 결합되는 저압 전로의 경우, 사용전압의 3배 이하의 전압이 가해졌을 때 방전하는 장치를 시설하여 기기를 보호해야 합니다.
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90. 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 통신선이 도로·횡단보도교·철도의 레일 등 또는 교류 전차선 등과 교차하는 경우의 시설기준으로 옳은 것은?

  1. 인장강도 4.0kN 이상의 것 또는 지름 3.5mm 경동선일 것
  2. 통신선이 케이블 또는 광섬유 케이블일 때에는 이격거리의 제한이 없다.
  3. 통신선과 삭도 또는 다른 가공약전류 전선 등 사이의 이격거리는 20cm 이상으로 할 것
  4. 통신선이 도로·횡단보도교·철도의 레일과 교차하는 경우에는 통신선은 지름 4mm의 절연전선과 동등 이상의 절연 효력이 있을 것
(정답률: 33%)
  • 특고압 가공전선로 지지물에 시설하는 통신선이 도로, 횡단보도교, 철도 레일 등과 교차할 때는 전기적 안전을 위해 지름 $4\text{mm}$의 절연전선과 동등 이상의 절연 효력을 갖추어야 합니다.

    오답 노트

    인장강도 4.0kN 이상: 인장강도 $4.3\text{kN}$이상 또는 지름 $3.6\text{mm}$ 경동선이어야 함
    이격거리 제한 없음: 케이블이라 하더라도 특정 조건에서는 이격거리 제한이 존재함
    이격거리 20cm 이상: 통신선과 삭도 등의 이격거리는 $60\text{cm}$이상이어야 함
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91. 고압 가공전선으로 ACSR(강섬알루미늄연선)을 사용할 때의 안전율은 얼마 이상이 되는 이도(弛度)로 시설하여야 하는가?

  1. 1.38
  2. 2.1
  3. 2.5
  4. 4.01
(정답률: 49%)
  • 고압 가공전선으로 ACSR(강섬알루미늄연선)을 사용하는 경우, 전선의 단선 방지와 안전성 확보를 위해 안전율 $2.5$이상이 되는 이도로 시설해야 합니다.
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92. 저압 가공인입선 시설 시 도로를 횡단하여 시설하는 경우 노면상 높이는 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 4
  2. 4.5
  3. 5
  4. 5.5
(정답률: 44%)
  • 저압 가공인입선을 시설할 때, 도로를 횡단하는 구간의 노면상 높이는 안전 확보를 위해 $5\text{m}$이상으로 유지해야 합니다.
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93. 기구 등의 전로의 절연내력 시험에서 최대 사용전압이 60kV 를 초과하는 기구 등의 전로로서 중성점 비접지식전로에 접속하는 것은 최대 사용전압의 몇 배의 전압에 10분간 견디어야 하는가?

  1. 0.72
  2. 0.92
  3. 1.25
  4. 1.5
(정답률: 39%)
  • 절연내력 시험 기준에 따라 최대 사용전압이 $60\text{kV}$를 초과하는 중성점 비접지식 전로의 경우, 최대 사용전압의 $1.25$배 전압으로 $10$분간 견뎌야 합니다.
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94. 발열선을 도로, 주차장 또는 조영물의 조영재에 고정시켜 시설하는 경우, 발열선에 전기를 공급하는 전로의 대지전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

  1. 220
  2. 300
  3. 380
  4. 600
(정답률: 51%)
  • 발열선을 도로, 주차장 또는 조영물의 조영재에 고정시켜 시설하는 경우, 안전을 위해 전로의 대지전압은 $300\text{V}$이하로 제한하고 있습니다.
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95. 절연내력시험은 전로와 대지 사이에 연속하여 10분간 가하여 절연내력을 시험하였을 때에 이에 견디어야 한다. 최대 사용전압이 22.9kV인 중성선 다중접지식 가공전선로의 전로와 대지 사이의 절연내력 시험전압은 몇 V인가?

  1. 16488
  2. 21068
  3. 22900
  4. 28625
(정답률: 42%)
  • 중성선 다중접지식 가공전선로의 절연내력 시험전압은 최대 사용전압의 $92\%$를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{test} = V_{max} \times 0.92$
    ② [숫자 대입] $V_{test} = 22900 \times 0.92$
    ③ [최종 결과] $V_{test} = 21068$
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96. 154kV 가공전선과 식물과의 최소 이격거리는 몇 m인가?

  1. 2.8
  2. 3.2
  3. 3.8
  4. 4.2
(정답률: 39%)
  • 가공전선과 식물 사이의 최소 이격거리는 전압에 따른 계산식을 통해 산출합니다.
    ① [기본 공식] $L = 2 + (V - 6) \times 0.12$ (단, $V$는 $\text{kV}$ 단위이며 $6\text{kV}$ 초과 시 적용)
    ② [숫자 대입] $L = 2 + (15.4 - 6) \times 0.12$
    ③ [최종 결과] $L = 3.2$
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97. 건조한 곳에 시설하고 또한 내부를 건조한 상태로 사용하는 진열장 안의 사용전압이 400V 미만인 저압옥내배선은 외부에서 보기 쉬운 곳에 한하여 코드 또는 캡타이어 케이블을 조영재에 접촉하여 시설할 수 있다. 이때 전선의 붙임점 간의 거리는 몇 m 이하로 시설하여야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 31%)
  • 건조한 곳에 시설하는 진열장 내 저압옥내배선에서 코드 또는 캡타이어 케이블을 조영재에 접촉하여 시설할 때, 전선의 붙임점 간 거리는 $1.0\text{m}$이하로 유지해야 합니다.
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98. 욕조나 샤워시설이 있는 욕실 또는 화장실 등 인체가 물에 젖어 있는 상태에서 전기를 사용하는 장소에 콘센트를 시설하는 경우에 적합한 누전차단기는?

  1. 정격감도전류 15mA 이하, 동작시간 0.03초 이하의 전류동작형 누전차단기
  2. 정격감도전류 15mA 이하, 동작시간 0.03초 이하의 전압동작형 누전차단기
  3. 정격감도전류 20mA 이하, 동작시간 0.3초 이하의 전류동작형 누전차단기
  4. 정격감도전류 20mA 이하, 동작시간 0.3초 이하의 전압동작형 누전차단기
(정답률: 49%)
  • 인체가 물에 젖어 있는 상태에서 전기를 사용하는 장소는 감전 위험이 매우 높으므로, 더욱 민감하고 빠르게 작동하는 고감도 고속형 누전차단기를 설치해야 합니다.
    정격감도전류 $15\text{mA}$이하, 동작시간 $0.03\text{초}$이하의 전류동작형 누전차단기를 사용하는 것이 규정입니다.
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99. 22900V용 변압기의 금속제 외함에는 몇 종 접지공사를 하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별 제3종 접지공사
(정답률: 43%)
  • 과거 규정에 따르면 $22900\text{V}$와 같은 고압 기기의 금속제 외함에는 제1종 접지공사를 시행하였습니다. 다만, 2021년 KEC(한국전기설비규정) 개정 이후 접지 체계가 전면 변경되어 현재는 종별 접지 개념이 폐지되었으므로 참고하시기 바랍니다.
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100. 제1종 특고압 보안공사로 시설하는 전선로의 지지물로 사용할 수 없는 것은?

  1. 목주
  2. 철탑
  3. B종 철주
  4. B종 철근 콘크리트주
(정답률: 53%)
  • 제1종 특고압 보안공사 전선로의 지지물은 강도와 안전성이 확보되어야 하므로, 내구성이 낮은 목주는 사용할 수 없습니다.
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