전동기의 전원 접속(상 순서)을 바꾸어 원래 회전 방향과 반대되는 토크를 발생시켜 급속히 정지시키는 방법을 역전제동(플러깅)이라 한다.

발전제동은 전동기를 발전기로 동작시켜 발생한 전력을 저항에서 소비시키는 방식이고, 회생제동은 발생 전력을 전원 측으로 되돌려보내는 방식이며, 와전류식제동은 와전류에 의한 제동력을 이용하는 방식으로, 모두 역방향 토크를 직접 만드는 방식과는 원리가 다르다.

완전확산성 구형 글로브 안의 점광원에서 나온 빛은 글로브를 투과해 나가는 몫 외에 내면에서 반사되어 다시 투과되는 몫이 거듭 더해지므로, 글로브를 통과한 뒤의 유효 광도는 $I' = \dfrac{I \tau}{1-\rho}$ 로 구한다. 이 식에서 글로브의 지름은 상쇄되어 나타나지 않으므로 조도 계산에는 쓰이지 않는다.

광도 110cd, 투과율 50%, 반사율 40%를 대입하면 $I' = \dfrac{110 \times 0.5}{1-0.4} \approx 91.7\,\mathrm{cd}$ 이다.

탁상 높이 2m 지점의 조도는 역제곱법칙에 따라 $E = \dfrac{I'}{h^2} = \dfrac{91.7}{2^2} \approx 23\,\mathrm{lx}$ 로 계산된다.

반지름 a, 휘도 B인 완전확산성 구면 광원은 관측 방향에 관계없이 항상 면적 $\pi a^2$ 인 평면 원판처럼 보이는 것이 램버트 확산면의 특성으로, 이때 광원의 광도는 $I = \pi B a^2$ 로 주어진다.

거리 h인 점의 조도는 역제곱법칙 $E = \dfrac{I}{h^2}$ 을 적용하여 $E = \dfrac{\pi B a^2}{h^2}$ 가 된다.

IGBT는 게이트 쪽에 MOSFET 구조, 출력단에 BJT 구조를 결합한 소자로, 오프 상태에서 SCR(사이리스터)처럼 순방향과 역방향을 대칭적으로 저지하는 양방향 전압저지 능력까지 갖추지는 못한다. 따라서 SCR과 같은 양방향 저지 능력을 갖는다는 설명이 틀린 내용이다.

반면 게이트-에미터 간 입력 임피던스가 매우 높아 전압 구동이 가능해 BJT보다 구동이 쉽고, 온 상태의 전압강하가 전류에 관계없이 낮게 유지되어 MOSFET보다 큰 전류를 흘릴 수 있다는 설명은 IGBT의 실제 특성과 일치한다.

수은전지는 소형이면서 수명이 길고 방전 중 전압 변화가 거의 없어 안정적이며, 양극에 산화수은(HgO), 음극에 아연(Zn)을 사용하는 것이 특징이다.

전해액으로는 강알칼리성인 수산화칼륨(KOH) 계열 용액을 사용하며, 염화암모늄(NH₄Cl) 수용액은 망간건전지 등 일반 건전지에서 쓰이는 전해액이므로 수은전지의 특징과는 맞지 않는다.

발열체 재료는 내열성과 내식성이 크고 가공이 용이해야 한다는 조건 외에도, 일정한 굵기·길이로 큰 저항값을 얻어 발열 효율을 높이기 위해 저항률이 비교적 커야 하고, 온도 변화에 따른 저항 변동을 줄여 안정적인 발열 특성을 유지하기 위해 온도계수는 작아야 한다.

따라서 저항률이 작고 온도계수가 높아야 한다는 조건은 실제 발열체에 요구되는 특성과 정반대되는 설명이다.

SCR(실리콘 제어 정류소자)은 PNPN 4층 구조를 가진 3단자(애노드, 캐소드, 게이트) 소자로, 전류를 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 정류 기능을 가진 단일방향성 소자이다.

게이트 신호로 턴온은 제어할 수 있지만 게이트로 자기소호(턴오프)는 되지 않으며, 쌍방향으로 전류를 흘리는 기능은 TRIAC, 게이트로 소호하는 기능은 GTO의 특성이므로 SCR과는 구분된다.

정적인 영구자석들 사이의 흡인력만으로는 안정적인 부상 상태를 유지할 수 없으며, 반드시 별도의 능동 제어나 초전도 반발력, 유도전류 등의 보조 원리가 있어야 안정된 부상이 가능하다.

따라서 영구자석 간의 흡인력만으로 부상하는 방식은 실제 자기부상 철도에 적용되는 원리가 아니며, 고온초전도체와 영구자석의 조합·유도전류를 이용하는 유도식·전자석 흡인력을 제어하는 흡인식은 모두 실제로 사용되는 자기부상 원리이다.

전자빔 용해법은 진공 중에서 고에너지 전자빔으로 금속을 국부적으로 녹이는 방식으로, 산소·질소 등과 쉽게 반응해 일반적인 방법으로는 정련이 어려운 고융점 활성금속인 탄탈(Ta), 니오브(Nb) 등의 정련·용해에 활용된다.

탄화규소나 니크롬, 철-크롬 합금 등은 주로 발열체 재료로 쓰이는 것들로 전자빔 용해의 대표 대상과는 성격이 다르다.

적외선 가열은 복사에 의해 표면을 신속하게 가열할 수 있고 효율이 좋으며, 장치 구조가 비교적 간단하고 전원 입·출력으로 복사량을 바로 조절할 수 있어 온도조절이 쉬운 것이 장점으로 꼽힌다.

따라서 조작이 복잡하여 온도조절이 어렵다는 설명은 적외선 가열의 실제 특성과 반대되는 내용이다.

단로기는 무부하 상태에서 회로를 개폐하는 기기로, 베이스·지지애자·접촉부(플레이트·핀치 등)와 같은 기계적 구성 요소로 이루어진다.

반면 리클로저는 과전류나 고장전류를 검출해 순시 차단한 뒤 일정 시간 후 자동으로 재투입하는 기능을 가진 별개의 보호기기로, 단로기의 구조 요소와는 관련이 없다.

누전차단기를 동작시간에 따라 분류하면 고속형, 시연형, 반한시형 등으로 나뉜다.

저감도형은 동작시간이 아니라 동작 감도(정격감도전류)에 따른 분류 항목(고감도형·중감도형·저감도형)에 속하므로, 동작시간에 따른 분류 목록에는 해당하지 않는다.

옥외용 비닐절연전선은 옥외에서 사용할 수 있도록 내후성을 높인 비닐절연전선으로, 그 약호는 Outdoor Weatherproof의 머리글자를 딴 OW로 표기한다.

DV는 인입용 비닐절연전선, CV는 가교폴리에틸렌절연 비닐시스케이블, OC는 옥외용 가교폴리에틸렌절연전선을 가리키는 약호로, 옥외용 비닐절연전선과는 다른 종류의 전선을 뜻한다.

피뢰침의 인하도선(접지선)은 낙뢰 시 매우 큰 임펄스전류가 순간적으로 흐르는데, 이를 금속관에 넣으면 금속관에 유도되는 자속 변화로 인덕턴스와 임피던스가 증가해 낙뢰전류의 방전 경로를 방해하고 관 자체에도 위험한 유도전압이 발생할 수 있다.

따라서 피뢰침용 접지선은 금속관에 넣어 시설해서는 안 되며, 저압·고압·특고압 기기용 접지선은 이러한 임펄스 전류 문제가 없어 금속관 내 시설이 가능하다.

옥내 애자사용공사에 쓰이는 놉애자는 크기별로 소·중·대·특대로 구분되며, 이 중 특대 놉애자의 높이는 65mm이다.

특대는 다른 크기의 놉애자보다 커서, 상대적으로 굵은 전선을 지지하거나 조영재로부터 더 큰 이격거리를 확보해야 하는 곳에 사용된다.

피뢰침을 접지하기 위한 피뢰도선(인하도선)을 동선으로 시설하는 경우, 낙뢰전류를 안전하게 흘려보낼 수 있도록 최소 단면적 50mm² 이상의 도체를 사용해야 한다. 이보다 가는 도체는 순간적인 대전류에 의한 용단·손상 우려가 있어 기준에 미달한다.

다만 이 값은 출제 당시의 구 피뢰침 기준에 따른 것으로, 현행 피뢰설비 기준(KS C IEC 62305 계열)에서는 재료와 보호등급에 따라 별도의 최소 단면적을 규정한다.

단로기(DS)는 무부하 상태에서만 전로를 개폐하도록 설계된 기기로 아크 소호 능력이 없어 부하전류나 고장전류를 직접 차단할 수 없으며, 반드시 차단기나 개폐기로 부하를 차단한 뒤 무전류 상태에서 조작해야 한다.

반면 유입차단기(OCB), 유입개폐기(OS), 기중차단기(ACB)는 모두 아크 소호 기구를 갖추고 있어 부하전류를 직접 개폐하거나 차단할 수 있다.

가공전선로의 저압 지지물에 목주를 사용해 보안공사를 시행하는 경우, 지지물의 강도를 확보하기 위해 목주 말구의 굵기는 최소 12cm 이상이어야 한다.

이와 함께 목주는 풍압하중에 대한 안전율도 일반 시설보다 높게 요구되므로, 보안공사 구간에서는 굵기와 강도 조건을 함께 확인해야 한다.

무거운 조명기구를 천장의 아웃렛박스에서 파이프를 이용해 매달 때는 박스 내부에 픽스쳐 스터드를 고정하고 여기에 하키(히키)를 결합해 파이프를 연결하는 방식을 사용한다.

파이프행거는 배관용 파이프를 벽이나 천장에 지지·고정하는 금구이고, 노멀밴드는 금속관 배관의 직각 굴곡부에, 엔트런스 캡은 인입구에서 전선 인입부를 보호하는 데 사용되는 자재로 조명기구를 매다는 용도와는 다르다.

형광등의 점등 방식 중 별도의 점등관 없이 안정기의 예열 권선으로 필라멘트를 곧바로 예열하면서 전원 투입과 거의 동시에 점등되는 방식이 래피드스타트식이다.

점등관식(글로우스타트식)은 점등관이 열리고 닫히는 예열 동작을 거쳐야 하므로 점등까지 수 초의 지연이 생기며, 필라멘트 단락식 역시 즉시 점등되는 방식과는 차이가 있다.

반한시·정한시 특성은 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지는 반한시 특성과, 일정 전류 이상에서는 전류 크기와 무관하게 정해진 시간에 동작하는 정한시 특성이 결합된 형태이다.

즉 저전류 영역에서는 전류가 커질수록 빨리 동작하다가, 어느 전류값 이상이 되면 동작시간이 일정하게 고정되는 특성을 말한다.

비접지식 3상 송배전계통에서 1선이 지락되면 건전상의 대지정전용량을 통해 충전전류가 흐르게 되고, 이 전류가 곧 고장전류(지락전류)를 이룬다. 따라서 1선 지락 시 고장전류를 계산할 때는 각 상의 대지정전용량을 이용한다.

작용정전용량은 선로의 정상적인 충전전류 계산에, 선간정전용량은 상간 결합 정전용량 계산에 쓰이는 값으로 지락고장전류 계산과는 목적이 다르다.

그림은 A쪽에서 온 선로 임피던스 Z₁이 접속점 B에 닿고, B에서 Z₂(B→C)와 Z₃(B→D)의 두 선로로 갈라지는 분기 구조다. 전압 진행파 E는 A→B 방향으로 진행해 온다.

접속점에서 반사파가 생기지 않으려면 파가 앞쪽으로 바라본 합성 임피던스가 입사측 임피던스와 같아야 한다. B에서 앞쪽은 Z₂와 Z₃가 병렬이므로 무반사 조건은 $Z_1 = \dfrac{Z_2 Z_3}{Z_2 + Z_3}$ 이고, 양변의 역수를 취하면 $\dfrac{1}{Z_1} = \dfrac{1}{Z_2} + \dfrac{1}{Z_3}$ 가 된다.

반사계수는 $\rho = \dfrac{Z_{front} - Z_1}{Z_{front} + Z_1}$ 이므로, 앞쪽 합성값이 Z₁과 같아지는 순간 ρ = 0이 되어 반사파가 사라진다. 세 임피던스의 단순 합($Z_1 = Z_2 + Z_3$)이나 Z₂·Z₃를 좌변에 둔 역수식은 분기점에서 바라보는 방향이 어긋나므로 성립하지 않는다.

소호리액터접지방식은 중성점에 대지정전용량과 공진하는 리액터를 연결해, 1선 지락 시 흐르는 충전전류(지락전류)를 리액터의 유도전류로 상쇄시키는 방식이다.

이 공진 작용으로 지락전류가 이론적으로 0에 가깝게 줄어들어, 비접지식·직접접지식·저항접지식 등 다른 접지방식에 비해 지락전류가 가장 작다.

가스차단기(GCB)는 SF6 가스의 우수한 절연내력과 소호능력을 이용한 차단기로, 불연성 가스를 사용해 화재 위험이 적고 이상전압 발생이 적으며 절연회복 특성이 우수해 특고압 계통에 널리 사용된다.

또한 과도회복전압이 급준하게 상승하는 근거리 선로고장(근거리 차단) 조건에서도 우수한 차단 성능을 보이는 것이 특징이므로, 근거리 차단에 유리하지 못하다는 설명은 GCB의 실제 특성과 맞지 않는다.

다중접지계통에서 과부하나 고장전류가 흐르면 순시 동작으로 회로를 차단하고, 일정 시간이 지난 뒤 자동으로 재투입(재폐로)을 시도하는 기능을 가진 보호기기는 리클로저이다. 재폐로 후에도 고장이 지속되면 정해진 횟수만큼 반복 동작한 뒤 최종적으로 회로를 개방 상태로 유지한다.

섹셔널라이저는 자체 차단능력이 없어 리클로저가 차단하여 무전압이 된 사이에 고장구간을 분리하는 기기이고, 라인퓨즈는 재폐로 기능이 없으므로 구분해야 한다.

비접지 계통에서 지락사고가 발생하면 영상전류가 흐르게 되는데, 이 영상전류를 검출해 지락계전기에 공급하는 역할을 하는 기기가 영상변류기(ZCT)이다.

PT와 CT는 각각 전압과 상전류를 검출하는 계기용변성기이고, GPT(접지형계기용변압기)는 영상전압을 검출하는 데 사용되어 ZCT와는 검출 대상이 다르다.

켈빈의 법칙은 전선의 단면적을 늘리면 전력손실(저항손)은 줄어들지만 전선 자체의 건설비는 늘어나는 상반된 관계를 이용해, 연간 전력손실비용과 전선의 연경비(건설비의 이자·감가상각비 등)의 합이 최소가 되는 지점에서 가장 경제적인 전선의 굵기를 구하는 방법이다.

피뢰기는 낙뢰나 개폐서지 등으로 발생하는 이상전압이 전력사용설비에 유입되기 전에 그 파고값을 저감시켜 기기를 보호하는 장치이다.

이상전압이 일정 수준을 넘으면 방전을 통해 전류를 대지로 흘려보내고, 전압이 정상으로 돌아오면 속류를 신속히 차단해 원래의 회로 상태로 복귀시킨다. 초호환(아크혼)은 애자련을 아크로부터 보호하는 금구로 파고값 저감 목적의 기기와는 다르다.

계기용 변압기(PT)는 2차측이 개방되어도 위험하지 않지만, 변류기(CT)는 부하 전류에 비례한 전류원 특성을 가지므로 2차측이 개방되면 1차 전류가 모두 여자전류로 흘러 고전압이 유기되어 절연이 파괴되거나 인체에 위험할 수 있다.

따라서 PT 및 CT의 2차측 회로를 점검할 때는 CT의 2차측만 단락시켜 회로를 보호해야 하며, PT는 전압원 특성이므로 단락시키면 오히려 대전류가 흘러 소손되므로 단락해서는 안 된다.

%임피던스는 기준용량 P_n[kVA], 선간전압 V[kV], 1상당 임피던스 Z[Ω]를 이용해 $\%Z = \dfrac{P_n \cdot Z}{10 V^2}$ 로 구한다.

기준용량 100,000kVA, 선간전압 154kV, 임피던스 8Ω을 대입하면 $\%Z = \dfrac{100000 \times 8}{10 \times 154^2} = \dfrac{800000}{237160} \approx 3.37\%$ 로 계산되어 제시된 조건과 일치한다.

역률을 개선하면 같은 유효전력을 보내는 데 필요한 전류가 줄어들어 선로의 전력손실이 경감되고 전압강하도 감소하며, 설비용량 여유가 생겨 전원측 설비의 이용률이 향상된다.

그러나 역률 개선은 무효전력 보상을 통한 전류 감소 효과로, 선로에 사용하는 절연 자체의 비용을 줄이는 효과와는 직접 관계가 없다. 절연 설계는 인가전압(계통전압) 수준에 따라 정해지므로 역률 개선의 효과로 보기 어렵다.

손실낙차가 총낙차의 6%이므로 유효낙차는 $H = 300 \times (1-0.06) = 282\,\mathrm{m}$ 이다.

발전기 출력은 $P = 9.8\,Q\,H\,\eta_t\,\eta_g$ 로 구하며, 수차효율 0.9와 발전기효율 0.98을 대입하면 $P = 9.8 \times 20 \times 282 \times 0.9 \times 0.98 \approx 48{,}750\,\mathrm{kW}$ 로 계산되어 제시된 조건과 일치한다.

캐비테이션(공동현상)은 수차 러너 부근의 압력이 포화증기압 이하로 낮아져 기포가 발생·소멸하면서 러너를 침식시키는 현상으로, 이를 방지하려면 흡출관의 흡출수두를 과도하게 크게 하지 않아야 한다. 흡출수두를 늘리면 흡출관 출구 압력이 더 낮아져 오히려 공동현상이 촉진된다.

반대로 과부하 운전을 피하고, 수차의 비속도를 지나치게 크게 설계하지 않으며, 침식에 강한 금속재료로 러너를 제작하는 것은 모두 캐비테이션을 줄이는 데 유효한 대책이다.

저압뱅킹방식은 여러 대의 배전용 변압기 2차측을 저압선으로 연결해 운전하는 방식으로, 한 변압기가 부담하는 부하를 다른 변압기와 분산할 수 있는 장점이 있다.

그러나 한 변압기의 저압측(2차측)에서 고장(단락)이 발생하면 그 고장전류가 뱅킹된 다른 건전한 변압기들에서도 함께 흘러들어 보호장치가 연쇄적으로 동작하면서 건전한 변압기까지 회로에서 차단되는 현상이 나타나는데, 이를 캐스케이딩(cascading) 현상이라 한다.

복도체(다도체) 방식은 1상에 여러 가닥의 소도체를 사용해 등가반경을 키우는 방식으로, 전선 표면의 전위경도가 낮아져 코로나 임계전압이 오히려 상승하고 코로나 손실·잡음이 줄어든다.

또한 등가반경 증가로 인덕턴스는 감소하고 정전용량은 증가해 송전용량이 커지며, 리액턴스 감소로 안정도도 향상된다. 따라서 코로나 임계전압이 감소한다는 설명은 복도체 방식의 실제 특징과 반대된다.

동일 전력 P, 선간전압 V, 역률 cosθ 조건에서 단상 2선식의 선전류는 $I_1 = \dfrac{P}{V\cos\theta}$, 3상 3선식의 선전류는 $I_3 = \dfrac{P}{\sqrt{3}\,V\cos\theta}$ 이다.

전선 총 중량이 같다는 조건(가닥수×단면적 일정)을 반영하면 단상은 2가닥, 3상은 3가닥이므로 3상 전선의 저항은 단상 전선 저항의 3/2배가 된다. 각 방식의 손실식 $P_\ell = nI^2R$에 대입해 정리하면 3상 3선식과 단상 2선식의 전력손실비는 $\dfrac{3}{4}$로 계산되며, 3상 방식의 손실이 더 작다.

중간에 전원이 없는 송전선로에서 송전단과 수전단의 전압·전류는 4단자 정수 A, B, C, D로 $E_S = AE_R + BI_R,\ I_S = CE_R + DI_R$ 와 같이 나타낸다.

이때 $AD-BC=1$이 성립하므로 이를 역으로 풀면 수전단 전압은 송전단 전압과 전류를 이용해 $E_R = DE_S - BI_S$로 표현된다.

단도체 송전선의 인덕턴스는 $L = 0.05 + 0.4605\log_{10}\dfrac{D}{r}\ [\mathrm{mH/km}]$ 로 나타나며, D는 도체 간 등가선간거리, r은 도체 반지름이다.

도체의 굵기(r)는 그대로 두고 도체 간 간격(D)만 크게 하면 로그항의 값이 커지므로 인덕턴스는 커진다. 간격이 넓어질수록 자속쇄교량이 늘어나기 때문이다.

선로의 특성임피던스는 수전단을 단락했을 때의 임피던스 Z_sc와 수전단을 개방했을 때의 임피던스 Z_oc(어드미턴스의 역수)의 기하평균으로 구한다: $Z_0 = \sqrt{Z_{sc}\,Z_{oc}}$.

개방 시 어드미턴스가 $1.875\times10^{-3}$ 이므로 $Z_{oc} = \dfrac{1}{1.875\times10^{-3}} \approx 533.3\,\Omega$이고, 단락임피던스 330Ω과 곱해 제곱근을 취하면 $Z_0 = \sqrt{330\times533.3} \approx 420\,\Omega$ 으로 계산되어 제시된 조건과 일치한다.

직류 분권전동기는 계자권선이 전기자와 병렬로 연결되어 단자전압이 일정하면 계자전류와 자속이 거의 일정하게 유지된다. 이때 발생 토크는 $T \propto \Phi \cdot I_a$에서 자속이 일정하므로 전기자전류에 비례한다.

따라서 전기자전류가 100A에서 120A로 늘어나면 토크도 같은 비율로 늘어나 $T_2 = 50 \times \dfrac{120}{100} = 60\,\mathrm{kg\cdot m}$ 로 계산되어 제시된 조건과 일치한다.

기동 보상기(단권변압기 기동법)는 전동기 기동 시 단권변압기의 탭을 이용해 공급전압을 일시적으로 낮추어 기동전류를 제한한 뒤, 속도가 정상에 가까워지면 전전압으로 전환하는 기동방법이다.

Y-△ 기동은 결선을 바꾸는 방식이고 저항기동은 회로에 저항을 직렬로 넣어 전압강하를 만드는 방식으로 원리가 다르므로, 단권변압기로 전압을 강하시켜 기동전류를 제한하는 방식은 기동 보상기법에 해당한다.

정류회로에서 상(phase)의 수를 늘리면 한 주기 내에 나타나는 맥동의 횟수가 많아져 맥동 주파수는 증가하고, 각 파형이 겹쳐지면서 평활해져 직류 출력의 맥동률(리플)은 감소한다.

이는 다상 정류가 단상·소수상 정류보다 더 매끄러운 직류를 얻을 수 있는 이유이며, 상수가 늘어날수록 정류파형이 이상적인 직류에 가까워진다.

직류기의 손실은 전기손(동손·계자손·브러시손 등), 철손(히스테리시스손·와류손), 기계손(풍손·마찰손), 표류부하손으로 구분된다.

이 중 기계손은 회전체의 마찰과 공기저항에 의한 손실인 풍손과 베어링·브러시 마찰손을 말하며, 와류손은 철손에, 표류 부하손은 별도 항목에, 브러시의 전기손은 전기손에 속하므로 기계손에 해당하지 않는다.

전전압 기동(직입기동)은 전동기 단자에 정격전압을 그대로 인가하는 방식으로, 별도의 기동장치 없이 기동시간이 짧고 구조가 간단해 소용량 농형 유도전동기에 주로 적용된다.

다만 기동전류가 커서 기동 시 역률이 좋지 않다는 단점이 있다. 따라서 소용량에서 기동시간이 길다는 설명은 전전압 기동의 실제 특성과 반대된다.

단락비는 동기발전기의 무부하 포화 특성과 관련된 값으로, 단락비가 작다는 것은 상대적으로 동기 리액턴스(임피던스)가 크다는 것을 의미한다.

동기 임피던스가 크면 전기자전류에 의한 자속(전기자 반작용)이 계자 자속에 비해 상대적으로 크게 작용하므로, 단락비가 작은 기계는 전기자 반작용도 크게 나타난다. 이런 기계는 전압변동률이 크고 안정도가 낮은 특성을 가진다.

변압기의 효율은 부하율을 m이라 할 때, 철손 P_i와 전부하 동손 P_c가 $P_i = m^2 P_c$ 를 만족하는 부하율에서 최대가 된다.

3/4 부하에서 효율이 최대이므로 $P_i = \left(\dfrac{3}{4}\right)^2 P_c = \dfrac{9}{16}P_c$ 가 되어, 전부하 시 철손과 동손의 비는 $9:16$으로 계산된다.

유도전동기를 인버터로 속도제어할 때 회전자계의 자속은 $\Phi \propto \dfrac{V_1}{f_1}$ 로 결정된다. 주파수만 낮추고 전압을 그대로 두면 자속이 커져 자기포화가 발생하고, 반대로 주파수를 높이고 전압을 그대로 두면 자속이 줄어 토크 발생 능력이 저하된다.

따라서 1차 전압을 주파수에 비례해서 함께 조정하는 V/f 일정 제어를 적용해 자속을 일정하게 유지함으로써 속도 전 영역에서 안정적인 토크 특성을 얻는다.

그림은 사이리스터 4개로 구성된 단상 전파(브리지) 위상제어 정류회로이고, 부하 쪽에 $L=\infty$인 리액터가 $R$과 직렬로 들어 있어 직류전류가 연속이다.
전류 연속 시 단상 전파 정류의 직류 평균전압은 $E_{d\alpha}=\frac{2\sqrt{2}}{\pi}V\cos\alpha=0.9V\cos\alpha$이다.
$E_{d\alpha}=0.9\times100\times\cos 30^\circ=90\times0.866\approx77.9\,[V]$

지문은 "계자권선이 전기자에 병렬로 연결된 직류기"와 "전기자권선과 계자권선이 직렬로 접속된 직류기"의 명칭을 각각 묻고 있다.

직류기는 계자권선을 전기자에 어떻게 잇느냐로 이름이 붙는다. 전기자와 병렬(shunt)이면 분권기, 직렬(series)이면 직권기, 분권 계자와 직권 계자를 함께 가지면 복권기다.

따라서 ⓐ에는 분권, ⓑ에는 직권이 들어간다. 자여자·타여자는 계자전류를 자기 전기자에서 얻느냐 외부 전원에서 얻느냐를 나누는 말이므로 병렬·직렬 접속 관계를 나타내지 못하고, 복권은 두 계자를 모두 갖는 경우라 병렬 단독인 ⓐ 자리에 올 수 없다.

변압기의 유기기전력은 $E = 4.44 f N \phi_m = 4.44 f N B_m A$ 이다. 권수 N과 철심 단면적 A는 변하지 않으므로, 인가전압이 같으면 최대 자속밀도는 주파수에 반비례한다.

즉 $B_m = \dfrac{E}{4.44 f N A} \propto \dfrac{1}{f}$ 이므로, 60Hz용 변압기에 같은 크기의 50Hz 전압을 가하면 $B_m' = B_m \times \dfrac{60}{50} = \dfrac{6}{5}B_m$ 이 되어 6/5배로 증가한다.

자속밀도가 커지면 철심이 포화 영역에 들어가 여자전류가 급증하고 철손과 소음·발열이 커진다. 60Hz기를 50Hz 계통에서 쓸 때 전압을 5/6로 낮춰 써야 하는 이유가 바로 이것이다.

V결선은 △결선 변압기 3대 중 1대를 제거하고 2대만으로 3상 전력을 공급하는 방식으로, 이 경우 3상 출력은 변압기 1대의 정격용량을 P₁이라 할 때 $P_V = \sqrt{3}\,P_1$ 이 된다.

사용된 변압기 2대의 정격용량 합은 $2P_1$ 이므로 이용률은 $\dfrac{\sqrt{3}P_1}{2P_1} = \dfrac{\sqrt{3}}{2} \approx 0.866$, 즉 약 86.6%가 된다.

변압기의 유기기전력은 $E_1 = 4.44\,f\,N_1\,\Phi_m$ 로 나타난다.

1차 전압 6600V, 주파수 60Hz, 1차 권수 1200회를 대입해 최대자속을 구하면 $\Phi_m = \dfrac{E_1}{4.44 f N_1} = \dfrac{6600}{4.44\times60\times1200} \approx 0.021\,\mathrm{Wb}$ 로 계산되어 제시된 조건과 일치한다.

비례추이는 2차(회전자)회로에 삽입한 저항의 크기에 비례해 최대토크는 일정하게 유지된 채 최대토크가 발생하는 슬립(속도)만 이동하는 현상으로, 2차 저항을 외부에서 자유롭게 조정할 수 있는 권선형 유도전동기에서만 나타난다.

농형 유도전동기는 2차 회로가 도체봉으로 고정되어 있어 외부에서 저항을 조정할 수 없고, 동기전동기나 단상정류자전동기는 애초에 비례추이의 원리가 적용되는 구조가 아니다.

정류 파형은 정류 구간 전반부와 후반부의 전류 변화 양상에 따라 부족정류·과정류·직선정류·정현파정류로 나뉜다.

이 중 정류 초기(전반부)에 전류 변화가 크게 나타나며 브러시의 앞쪽 끝에서 불꽃이 발생하는 것을 과정류라 하며, 보극의 기자력이 지나치게 강해 리액턴스 전압을 과도하게 보상했을 때 생긴다.

반대로 정류 말기(후반부)에 전류 변화가 커져 브러시의 뒤쪽 끝에서 불꽃이 생기는 것은 부족정류이며, 직선정류와 정현파정류는 불꽃이 없는 양호한 정류에 해당한다.

비돌극형(원통형) 동기발전기의 출력은 $P = \dfrac{EV}{X_s}\sin\delta$ 로 나타나며, 최대출력은 $\delta=90^\circ$ 일 때 $P_{max} = \dfrac{EV}{X_s}$ 이다.

정격상태를 단위법(V=1, I=1∠-36.87°, 즉 cosθ=0.8 지상)으로 놓고 $E = V + jX_sI$ 를 계산하면 $E = 1 + j0.8(0.8-j0.6) = 1.48+j0.64$, 즉 $|E| \approx 1.61\,\mathrm{p.u.}$ 가 된다.

따라서 최대출력은 $P_{max} = \dfrac{1.61}{0.8} \approx 2.02\,\mathrm{p.u.}$이고, 기준용량 5000kVA를 곱하면 $P_{max} \approx 10{,}000\,\mathrm{kW}$ 로 계산되어 제시된 조건과 일치한다.

3상 유도전동기의 속도제어법으로는 극수를 바꾸는 극수 제어법, 공급전압을 조절하는 전압 제어법, 공급 주파수를 바꾸는 주파수 제어법, 권선형 전동기의 2차 저항을 조정하는 2차 저항법 등이 있다.

1차 저항법은 1차 회로에 저항을 넣어 전압을 강하시키는 방식으로, 주로 기동전류를 제한하는 기동법으로 사용될 뿐 일반적인 속도제어법으로는 분류되지 않는다.

전기자 권선법에서 매극 매상당 슬롯 수(q)가 1개인 경우를 집중권이라 하며, q가 2 이상으로 여러 슬롯에 분산 배치된 경우를 분포권이라 한다.

집중권은 구조가 간단하지만 기전력 파형이 왜곡되기 쉬운 반면, 분포권은 고조파를 줄이고 파형을 개선하는 데 유리해 실제 동기기에는 분포권이 널리 쓰인다.

동기전동기의 위상특성곡선(V곡선)은 공급전압과 부하(출력)를 일정하게 유지한 상태에서 계자전류를 변화시킬 때 전기자전류가 어떻게 변하는지를 나타낸 곡선이다.

계자전류가 작을 때는 부족여자로 지상전류가, 계자전류가 클 때는 과여자로 진상전류가 흘러 전기자전류가 V자형으로 증가하며, 이 곡선의 최저점이 역률 1인 지점에 해당한다.

3상 유도전압조정기는 회전자와 고정자 사이의 상대적 위치(회전각)를 조정해 2차측 전압의 크기와 위상을 연속적으로 바꾸는 장치로, 그 내부 구조와 회전자계 발생 원리는 3상 유도전동기와 동일하다.

다만 회전자를 자유롭게 돌리지 않고 조정용 핸들로 위치를 고정·조절해 2차 전압을 얻는다는 점에서 용도가 다를 뿐, 전자기적 동작 원리는 유도전동기의 원리를 그대로 응용한 것이다.

그림은 직류전원 V와 스위치 K, 그리고 R·L·C가 직렬로 이어진 하나의 폐로다. 스위치를 닫는 순간의 초기조건은 인덕터 전류가 급변할 수 없으므로 $i(0^+) = 0$, 문제 조건에서 커패시터 전압도 $v_C(0^+) = 0$ 이다.

t = 0⁺에서 키르히호프 전압법칙을 세우면 $V = R\,i(0^+) + L\dfrac{di}{dt}(0^+) + v_C(0^+)$ 인데, 저항 항과 커패시터 항이 모두 0이므로 $L\dfrac{di}{dt}(0^+) = V$ 만 남는다.

따라서 $\dfrac{di}{dt}(0^+) = \dfrac{V}{L} = \dfrac{10}{1} = 10\,\mathrm{A/s}$ 이다. R = 10Ω과 C = 10μF은 초기 전류와 초기 전압이 모두 0이어서 이 순간의 전류 변화율에는 전혀 관여하지 않는다.

제3고조파 성분만 따로 보면 3고조파에서의 유도리액턴스는 $X_3 = 3\omega L = 3\times1 = 3\,\Omega$ 이므로 임피던스는 $Z_3 = \sqrt{R^2+X_3^2} = \sqrt{4^2+3^2} = 5\,\Omega$ 이다.

제3고조파 전압의 실효값은 $75\,\mathrm{V}$이므로, 제3고조파 전류의 실효값은 $I_3 = \dfrac{75}{5} = 15\,\mathrm{A}$ 로 계산되어 제시된 조건과 일치한다.

△결선에서는 상전압과 선간전압이 같다. 따라서 부하 한 상에 걸리는 전압은 그대로 200V이고, 1상 임피던스의 크기는 $|Z| = \sqrt{6^2 + 8^2} = 10\,\Omega$ 이다.

상전류는 $I_p = \dfrac{V_p}{|Z|} = \dfrac{200}{10} = 20\,\mathrm{A}$ 가 된다.

△결선의 선전류는 상전류의 √3배이고 위상은 30° 뒤지므로 $I_l = \sqrt{3}\,I_p = 20\sqrt{3} \approx 34.6\,\mathrm{A}$ 이다. 20A는 상전류를 그대로 답한 값이고, 20/√3이나 √3/20은 Y결선의 관계식을 잘못 끌어온 형태다.

비정현파의 평균전력은 차수가 같은 성분끼리만 만들어진다. 차수가 다른 성분의 곱은 한 주기 평균이 0이기 때문이다. 각 차수의 전력은 $P_n = \dfrac{V_{mn} I_{mn}}{2}\cos\theta_n$ 으로 계산한다.

기본파는 전압 100, 전류 20, 위상차 0°이므로 $\dfrac{100 \times 20}{2}\cos 0^\circ = 1000\,\mathrm{W}$. 제3고조파는 전압항이 −50sin(3ωt+30°)이라 부호를 위상으로 옮기면 50sin(3ωt+210°)이고 전류는 10sin(3ωt−30°)이므로 위상차 240°, $\dfrac{50 \times 10}{2}\cos 240^\circ = -125\,\mathrm{W}$. 제5고조파는 위상차가 45° − (−45°) = 90°이므로 $\dfrac{20 \times 5}{2}\cos 90^\circ = 0$ 이다.

세 값을 합하면 $P = 1000 - 125 + 0 = 875\,\mathrm{W}$ 가 된다. 전압의 제3고조파 앞 마이너스 부호를 위상 180°로 처리하지 않으면 +125W가 되어 1125W 쪽으로 어긋나므로 부호 처리가 이 문제의 핵심이다.

그림의 파형은 0~π 구간에만 $V_m\sin\omega t$ 의 반원형 산이 있고 π~2π 구간은 0인 반파정류 파형이다(2π~3π에서 같은 모양이 반복된다). 즉 한 주기 2π 중 절반만 도통한다.

실효값은 한 주기 제곱평균의 제곱근이므로 $V_{rms} = \sqrt{\dfrac{1}{2\pi}\int_0^{\pi}(V_m\sin\omega t)^2\,d(\omega t)} = \sqrt{\dfrac{V_m^2}{2\pi}\cdot\dfrac{\pi}{2}} = \dfrac{V_m}{2}$ 가 된다.

정현파 전체의 실효값 $V_m/\sqrt{2}$ 에 비해 $1/\sqrt{2}$ 배로 줄어든 값이다. 참고로 같은 반파정류 파형의 평균값은 $V_m/\pi$ 이고 파형률은 π/2이다.

출력단자에서 본 등가임피던스는 독립전원을 모두 죽인 뒤 구한다. 전압원 V₁·V₂는 단락, 전류원 I₁은 개방한다. 그림에서 I₁은 R₁과 V₂ 사이의 마디에서 출발해 V₂와 L 위를 건너뛰어 L의 오른쪽(단자 a측)으로 이어진 윗가지에 놓여 있으므로, 개방하면 그 가지가 통째로 사라진다.

남은 회로는 단자 a에서 L을 지나 R₂와 만나는 점에 이르고, 그 점에서 단자 b로 가는 길이 두 갈래다. 하나는 R₂ = 10Ω이고, 다른 하나는 단락된 V₂ → R₁ = 15Ω → 단락된 V₁ 경로다. 두 저항이 병렬이므로 $\dfrac{15 \times 10}{15 + 10} = 6\,\Omega$.

인덕터의 임피던스는 $sL = 2s$ 이고 이것이 앞의 병렬 저항과 직렬이므로 $Z_{ab} = 2s + 6$ 이다. V₁ = 6V, V₂ = 3V, I₁ = 10A 같은 전원의 크기는 등가임피던스와 무관한 미끼 값이다.

시간함수의 최종값은 최종값 정리 $\lim_{t\to\infty} f(t) = \lim_{s\to 0} sF(s)$ 로 구한다. 적용 전에 sF(s)의 극점이 모두 좌반평면에 있어야 하는데, 분모를 $s^3+s^2+3s = s(s^2+s+3)$ 로 인수분해하면 $s^2+s+3$ 의 근은 실수부가 음수이므로 정리를 쓸 수 있다.

주어진 $F(s) = \dfrac{2s+15}{s^3+s^2+3s}$ 에 s를 곱하면 분모의 s 하나가 약분되어 $sF(s) = \dfrac{2s+15}{s^2+s+3}$ 이 된다.

여기에 s → 0을 대입하면 $\dfrac{15}{3} = 5$ 이므로 f(t)의 최종값은 5다. 분자·분모의 상수항 비만 남는 형태임을 기억하면 빠르게 답할 수 있다.

무왜형 선로는 저항, 인덕턴스, 정전용량, 누설컨덕턴스가 $RC = LG$ 관계를 만족하는 선로로, 이 조건에서는 감쇠정수 $\alpha = \sqrt{RG}$ 가 주파수에 관계없이 일정한 최소값을 유지하며, 위상정수는 주파수에 정비례해 전파속도가 주파수와 무관하게 일정해진다.

그 결과 여러 주파수 성분을 포함한 신호도 파형이 일그러지지 않고 전송되는데, 이때 감쇠량이 최소로 유지되는 것이 무왜형 선로의 핵심 특징이다.

대칭좌표법에서 정상분 전압은 $V_1 = \dfrac{1}{3}(V_a + aV_b + a^2 V_c)$ 로 정의된다. 여기서 $a = 1\angle 120^\circ$ 이고 $a^3 = 1$ 이다.

주어진 관계 $V_b = a^2 V_a$, $V_c = aV_a$ 를 대입하면 $V_1 = \dfrac{1}{3}(V_a + a \cdot a^2 V_a + a^2 \cdot aV_a) = \dfrac{1}{3}(V_a + V_a + V_a) = V_a$ 가 된다.

즉 정상분은 a상 전압 그 자체다. 같은 방법으로 영상분 $V_0 = \dfrac{1}{3}(V_a+V_b+V_c) = 0$, 역상분 $V_2 = \dfrac{1}{3}(V_a + a^2 V_b + aV_c) = 0$ 이므로, 평형 3상에서는 정상분만 남고 영상·역상분은 나타나지 않는다는 성질과도 일치한다.

대칭 n상 성형(Y)결선에서 선간전압과 상전압의 위상차는 $90^\circ - \dfrac{180^\circ}{n}$ 로 구해진다(3상일 때는 이 식에서 30°가 나온다).

5상(n=5)을 대입하면 $90^\circ - \dfrac{180^\circ}{5} = 90^\circ-36^\circ = 54^\circ$ 로 계산되어 제시된 조건과 일치한다.

루프는 한 마디에서 출발해 같은 마디로 되돌아오면서 어떤 마디도 두 번 지나지 않는 폐경로이다. 그림에서 마디 5개가 왼쪽부터 오른쪽으로 전향 가지로 이어져 있고, 위쪽의 두 곡선은 모두 왼쪽 마디에서 오른쪽 마디로 향하는 전향 경로이므로 루프를 만들지 못한다.
폐경로를 이루는 것은 아래쪽 두 곡선뿐이다. 두 번째 마디에 붙어 자기 자신으로 되돌아오는 자기루프가 하나, 네 번째 마디에서 두 번째 마디로 되돌아가 전향 가지 두 개와 함께 폐경로를 이루는 귀환 경로가 하나다.
따라서 루프는 2개이다.

단위궤환이므로 특성방정식은 1 + G(s) = 0이다. 전향경로 전달함수 G(s) = K / [s(s²+5s+4)]를 대입하면 s(s²+5s+4) + K = 0, 즉 s³ + 5s² + 4s + K = 0이 된다.

이 3차식에 루드(Routh) 표를 세우면 s³행은 (1, 4), s²행은 (5, K), s¹행은 (5×4 − K)/5 = (20 − K)/5, s⁰행은 K이다. 제1열의 부호가 모두 같아야 안정하므로 (20 − K)/5 > 0 과 K > 0 을 동시에 만족해야 한다.

정리하면 0 < K < 20이 안정 조건이다. K = 20이면 s¹행이 0이 되어 임계안정(지속진동)이 되고, K가 0 이하이거나 20을 넘으면 제1열 부호가 바뀌어 우반평면 근이 생기므로 불안정해진다.

상태천이행렬 Φ(t) = e^(At)는 입력 r(t) = 0일 때의 해를 X(t) = Φ(t)X(0) 꼴로 주는 행렬이다. 즉 초기상태만으로 결정되는 영입력 응답(자유응답·과도응답)을 나타내며, 입력에 의한 응답은 Φ(t)와 B, r(t)의 컨벌루션 항이 따로 담당한다. 그러므로 상태천이행렬이 정상상태응답을 나타낸다는 서술은 옳지 않다.

나머지 성질은 모두 성립한다. Φ(t) = e^(At)는 정의 그 자체이고, 양변을 미분하면 dΦ(t)/dt = A·Φ(t)가 되어 상태방정식의 제차부를 그대로 만족한다. 또 (sI − A)X(s) = X(0)에서 X(s) = (sI − A)⁻¹X(0)이므로 라플라스 역변환을 취하면 Φ(t) = ℒ⁻¹[(sI − A)⁻¹]가 되어 시간영역과 s영역의 두 정의가 일치한다.

정리하면 Φ(t)는 Φ(0) = I, Φ(t₁+t₂) = Φ(t₁)Φ(t₂), Φ⁻¹(t) = Φ(−t) 같은 성질을 갖는 과도응답(자유응답) 기술용 n×n 행렬이며, 정상상태값과는 직접 연결되지 않는다.

특성방정식이 안정하려면 먼저 모든 차수의 계수가 빠짐없이 존재하고 부호가 모두 같아야 한다는 필요조건을 만족해야 한다. 이 조건으로 보면 $2s^3+3s^2+4s+5=0$ 만이 모든 계수가 양수이고 차수가 빠짐없이 존재한다.

3차 방정식 $a_0s^3+a_1s^2+a_2s+a_3=0$의 라우스-후르비츠 안정조건은 $a_1a_2 > a_0a_3$이며, 이 방정식에서는 $3\times4=12 > 2\times5=10$을 만족하므로 안정한 시스템이다.

나머지 방정식들은 음의 계수가 포함되어 부호가 혼재되거나 특정 차수의 항이 빠져 있어 필요조건 자체를 만족하지 못하므로 불안정한 시스템이다.

전달함수의 영점(zero)은 전달함수 값을 0으로 만드는 s의 값이다. $G(s)=1.2+0.02s=0$ 을 풀면 $s = -\dfrac{1.2}{0.02} = -60$ 이 된다.

따라서 이 PD 조절기의 영점은 $s=-60$이다.

타이머의 동작형태는 입력신호가 주어질 때와 사라질 때 출력이 즉시 나오는지, 지연되어 나오는지에 따라 구분된다. 문제의 조건처럼 입력이 주어지면 즉시(순시) 동작하고, 입력이 차단된 뒤 일정시간이 지나야 출력이 소멸하는 형태는 순시동작 한시복귀에 해당한다.

반대로 입력이 주어진 뒤 일정시간이 지나야 동작하는 경우는 한시동작으로 분류되므로, 즉시 동작하고 지연되어 소멸하는 조합이 문제의 설명과 일치한다.

그림에서 $R$에서 $C$로 가는 전향 경로는 두 개다. 가로 주경로를 그대로 따라가는 $P_1=1\cdot G_1\cdot 1\cdot 1=G_1$과, 두 번째 마디에서 위쪽 곡선을 타고 네 번째 마디로 건너뛰는 $P_2=1\cdot G_2\cdot 1=G_2$이다.
폐루프는 $G_1$이 도착한 마디에서 아래쪽 곡선 $H_1$을 타고 되돌아오는 하나뿐이고, 루프이득이 $G_1H_1$이므로 $\Delta=1-G_1H_1$이다.
두 전향 경로 모두 이 루프와 마디를 공유하므로 $\Delta_1=\Delta_2=1$이고,
$\frac{C}{R}=\frac{G_1+G_2}{1-G_1H_1}$

시간영역에서 자동제어계의 과도응답을 해석할 때는 단위계단 입력, 정속도(램프) 입력, 정가속도(포물선) 입력, 임펄스 입력 등을 기본 시험입력으로 사용해 계단응답·속도응답 등을 관찰한다.

정현파 입력은 주파수를 변화시켜가며 시스템의 이득과 위상 변화를 살펴보는 주파수응답 해석에 사용되는 입력으로, 시간영역의 과도응답 해석에서는 기본 시험입력으로 보통 사용되지 않는다.

주어진 식을 부분분수로 나누면 답이 바로 보인다. z/(z−1) − z/(z−e^(−aT))를 통분하면 분자가 z[(z − e^(−aT)) − (z − 1)] = z(1 − e^(−aT))가 되어 원식과 같아진다. 즉 R(z) = z/(z−1) − z/(z−e^(−aT))이다.

기본 z변환쌍에서 단위계단 1의 z변환은 z/(z−1), 지수함수 e^(−at)의 z변환은 z/(z−e^(−aT))이다. 따라서 두 항의 역변환을 각각 취해 빼면 1 − e^(−aT)가 된다.

즉 이 z함수는 시정수 1/a로 정상값 1에 접근하는 1 − e^(−at)형 응답을 샘플링한 것에 해당한다. z = 1 근이 정상분 1을, z = e^(−aT) 근이 감쇠하는 지수분을 만들어 낸다.

근궤적 점근선의 교차점(실수축 상의 점)은 σ = (Σ극점 − Σ영점) / (n − m)으로 구한다. 여기서 n은 극점 수, m은 영점 수다.

주어진 개루프 전달함수 G(s)H(s) = K(s−1) / [s(s+1)(s−4)]에서 극점은 s = 0, −1, 4 (n = 3), 영점은 s = 1 (m = 1)이다. 극점의 합은 0 + (−1) + 4 = 3, 영점의 합은 1이므로 σ = (3 − 1) / (3 − 1) = 1이다.

참고로 점근선의 개수는 n − m = 2개이고, 그 각도는 (2k+1)×180°/(n−m)에서 ±90°가 되어 σ = 1을 지나는 수직선 두 갈래로 뻗는다.

수영장 등 풀용 수중조명등에 전원을 공급하는 절연변압기는 감전사고 예방을 위해 2차측 전로의 사용전압이 30V를 초과하는 경우, 지락이 발생하면 자동으로 전로를 차단하는 장치를 반드시 설치하도록 규정하고 있다.

물이 있는 환경에서는 인체 저항이 낮아져 감전 위험이 크게 증가하므로, 일반 옥내 시설보다 훨씬 낮은 전압 기준부터 지락 자동차단 장치를 요구하는 것이다.

저압 및 고압 가공전선과 가공약전류전선 등을 동일 지지물에 시설할 때, 전선 상호간의 이격거리는 저압인 경우 75cm 이상, 고압인 경우 1.5m 이상으로 서로 다르게 규정되어 있어, 저압과 고압을 동일하게 75cm로 적용한다는 서술은 틀린 내용이다.

나머지 항목들, 즉 가공전선을 약전류전선의 위쪽 별개의 완금류에 시설하는 것, 지지물로 쓰는 목주의 풍압하중에 대한 안전율을 1.5 이상으로 하는 것, 유도장해 우려가 있을 때 가공전선을 적당한 거리에서 연가하는 것은 모두 실제 시설기준에 부합하는 내용이다.

금속덕트 공사에서 덕트 내부에 넣는 전선(절연피복 포함) 단면적의 합계는 원칙적으로 덕트 내부 단면적의 20% 이하가 되도록 시설해야 한다.

다만 전광표시장치, 출퇴표시등, 제어회로 등의 배선만을 넣는 경우에는 전선이 많이 들어가더라도 발열 문제가 상대적으로 적어 예외적으로 50% 이하까지 허용된다.

발전기 내부 고장에 대비한 자동 차단장치는 발전기의 뱅크(정격)용량이 10,000kVA 이상인 경우에 시설하도록 규정되어 있으므로, 5,000kVA 이상이라는 기준은 틀린 서술이다.

반면 발전기의 과전류 발생, 500kVA 이상 수차 발전기의 압유장치 유압 저하, 100kVA 이상 풍차 발전기의 압유·공기압 저하는 모두 실제 자동차단 대상으로 규정된 경우에 해당한다.

특고압 가공전선과 식물 사이의 이격거리는 사용전압이 60kV 이하이면 2m 이상이며, 60kV를 초과하는 경우에는 초과분 10kV마다 0.12m씩을 더하여 산정한다.

사용전압 154kV에서는 60kV를 초과하는 부분을 10kV 단위로 절상하여 계산하면 $2\ \mathrm{m} + 1.2\ \mathrm{m} = 3.2\ \mathrm{m}$가 되어, 이격거리는 3.2m 이상이어야 한다.

옛 전기설비기술기준의 판단기준에서는 관등회로의 사용전압이 1kV를 초과하는 방전등공사에서 네온변압기의 금속제 외함에 제3종 접지공사를 하도록 명시하고 있었다. 문제의 관등회로 사용전압 12,000V는 이 규정의 적용 대상에 해당한다.

다만 제1종·제2종·제3종·특별 제3종으로 나누던 종별 접지공사 체계는 현행 한국전기설비규정(KEC)에서 폐지되고 접지·본딩 기준으로 통합되었으므로, 이 문항은 출제 당시 기준으로 이해해야 한다.

전력보안 가공통신선(광섬유 케이블은 제외)을 지지물에 조가할 때 사용하는 조가용선은 인장강도와 내구성을 확보하기 위해 금속선으로 된 연선을 사용하도록 규정하고 있다.

단선은 굴곡이나 진동에 취약해 통신선 조가용으로는 적합하지 않으므로 연선 구조를 요구하는 것이다.

최대사용전압이 7kV를 초과하고 25kV 이하이면서 중성선을 다중접지하는 방식의 전로는 절연내력 시험전압을 최대사용전압의 0.92배로 산정한다.

따라서 최대사용전압 22,900V인 경우 시험전압은 $22900 \times 0.92 = 21068\ \mathrm{V}$로 계산되어, 약 21,068V가 절연내력 시험전압이 된다.

지중 전선로의 매설방법으로는 관로식, 암거식, 직접매설식 세 가지가 규정되어 있으며, 이 중 지중전선로의 시설 위치나 도로 상황, 매설 깊이 등에 따라 적절한 방식을 선택하여 적용한다.

인입식이라는 용어는 지중전선로의 매설방법으로 사용되는 명칭이 아니므로, 매설방법에 해당하지 않는다.

농사용 저압 가공전선로는 사용전압이 저압일 것, 전선의 인장강도가 1.38kN 이상일 것, 지표상 높이 3.5m 이상일 것 등의 기준을 만족해야 하며, 경간은 30m 이하로 제한된다.

따라서 경간을 40m 이하로 한다는 서술은 실제 시설기준과 다르므로 틀린 내용이다.

석유류 등 위험물을 저장하는 장소의 배선은 손상이나 스파크로 인한 화재·폭발 위험을 줄이기 위해 금속관 공사, 케이블 공사, 합성수지관 공사 등 전선이 외부에 노출되지 않는 공사방법만을 허용한다.

전선이 그대로 노출되는 애자사용 공사는 위험물 저장 장소의 전등배선에는 사용할 수 없다.

특고압용 변압기는 내부 고장이 발생했을 때 반드시 자동으로 차단되도록 시설해야 하며, 이 규정이 적용되는 기준은 뱅크용량 10,000kVA 이상인 변압기이다.

뱅크용량이 5,000kVA 이상 10,000kVA 미만인 특고압 변압기는 내부 고장 시 자동차단장치 또는 경보장치를 시설하는 것으로 완화되어 적용된다.

고압 가공전선로에 시설하는 피뢰기의 접지는 원칙적으로 제1종 접지공사(접지저항 10Ω 이하)를 기준으로 하지만, 그 접지선을 피뢰기 전용으로 독립하여 시설하는 경우에는 접지저항 값이 30Ω까지 완화되어 허용된다.

이는 피뢰기 접지선이 다른 접지계통과 공용되지 않아 뇌전류 유입 시 다른 설비에 미치는 영향이 적기 때문에 인정되는 예외 규정이다. 다만 종별 접지공사 체계 자체는 현행 한국전기설비규정(KEC)에서 폐지되었으므로, 이 문항은 출제 당시 기준으로 이해해야 한다.

라이팅 덕트 공사는 덕트의 끝부분을 막고, 조영재에 견고하게 부착하며, 지지점 간격을 2m 이하로 하는 등의 기준을 만족해야 한다.

그러나 라이팅 덕트는 조영재를 관통하여 시설하지 않는 것이 원칙이므로, 조영재를 관통하여 시설한다는 서술은 실제 시설기준과 반대되는 틀린 내용이다.

이 문항은 출제 당시 법령을 기준으로 한 문항입니다. 이후 관련 규정이 개정되어 현행 기준과 다를 수 있으니, 시험을 준비하실 때는 최신 법령을 함께 확인하시기 바랍니다.

저압전로에 사용하는 퓨즈를 수평으로 부착한 경우, 통상적인 사용 상태에서 용단되지 않고 견뎌야 하는 불용단 전류 기준은 정격전류의 1.1배이다.

이는 정상적인 부하 변동 수준에서는 퓨즈가 오동작으로 끊어지지 않도록 하기 위한 최소 견딤 기준이며, 별도로 정한 배수의 전류에서는 규정된 시간 내에 용단되어야 하는 용단 특성도 함께 적용된다.

고압 옥내배선이 수관, 가스관 등 다른 시설물과 접근하거나 교차하는 경우에는 접촉으로 인한 절연 손상 및 감전 사고를 방지하기 위해 15cm 이상 이격시켜 시설해야 한다.

이 0.15m라는 이격 기준은 수관·가스관뿐 아니라 저압 옥내전선, 관등회로의 배선, 약전류전선 등과 접근·교차하는 경우에도 동일하게 적용된다.

고압 옥측전선로는 옥외의 건물 측면 등에 시설되어 손상 위험이 크므로, 사용하는 전선은 반드시 케이블이어야 한다는 기준이 적용된다.

나경동선이나 단순 절연전선, 다심형 전선은 고압 옥측전선로의 전선으로 사용할 수 없다.

지중함은 견고하고 차량 등 중량물의 압력에 견디는 구조이어야 하고, 안에 고인 물을 제거할 수 있는 구조를 갖추어야 하며, 뚜껑은 시설관계자 외에는 쉽게 열 수 없도록 시설해야 한다.

다만 지중함에 실제로 요구되는 것은 조명 및 세척 장치가 아니라, 폭발성·연소성 가스가 침입할 우려가 있는 곳에 시설하는 크기 1m³ 이상의 지중함에 대해 가스를 방산시키기 위한 통풍장치 등을 시설하는 것이므로, 조명 및 세척이 가능한 장치를 시설한다는 서술은 틀린 내용이다.

철탑의 강도 계산에 사용하는 상정하중은 전선의 장력, 자중, 풍압 등에 의해 철탑에 실제로 가해지는 기계적 하중을 대상으로 하며, 이 중 풍압이 전선로에 직각 방향으로 가하여지는 경우의 하중은 수평 횡하중으로서 상정하중 계산에 포함되는 대표적인 요소이다.

반면 낙뢰에 의한 충격, 이상전압 내습에 의한 충격 등은 절연 및 뇌보호 설계와 관련된 전기적 개념으로, 철탑 자체의 기계적 강도(상정하중) 계산에 사용되는 항목은 아니다.

특고압 가공전선로의 철탑과 같은 지지물에 시설하는 저압의 전기기계기구(항공장애등 등)의 금속제 외함에는 감전 및 지락사고 방지를 위해 제1종 접지공사를 하도록 규정하고 있었다.

지지물 자체가 고전압 계통과 인접해 있어 사고 시 큰 대지전위 상승이 우려되므로, 일반적인 저압기기 외함 접지보다 강화된 접지공사 등급이 요구되는 것이다. 종별 접지공사 체계는 현행 한국전기설비규정(KEC)에서 폐지되었으므로 출제 당시 기준으로 이해하면 된다.