[전기공사기사 필기] 17년 1회차 시험지 PDF 다운로드
17년 1회차
알칼리 축전지는 전해액으로 수산화칼륨(KOH) 등 알칼리 용액을 사용하며, 충방전 과정에서 전해액이 화학반응에 직접 관여하지 않아 전해액의 비중(농도) 변화가 거의 없다는 특징을 가진다.
묽은 황산을 전해액으로 쓰는 것은 연축전지(납축전지)이며, 알칼리 축전지는 오히려 진동에 강하고 급속 충방전에도 잘 견딘다. 또한 음극에는 카드뮴(Cd) 계열이 쓰이고, 니켈·은 산화물은 양극 재료로 사용된다.
서미스터(Thermistor)는 온도 변화에 따라 저항값이 크게 변하는 반도체 소자로, 이 특성을 이용해 회로의 온도 보상용으로 널리 사용된다.
잡음 제거, 전압 증폭, 출력 전류 조절은 각각 필터나 증폭·정전류 회로가 담당하는 기능으로, 서미스터의 주된 용도와는 거리가 있다.
중력부하를 하강시킬 때처럼 부하가 전동기를 끌어 돌려 회전속도가 올라가면, 전동기의 유기기전력이 전원전압보다 커져 전동기가 발전기로 동작한다. 이때 발생한 전력을 전원 쪽으로 되돌려 보내면서 제동력을 얻고 속도를 낮추는 방식이 회생제동이다.
발생 전력을 전원으로 반환하므로, 저항에서 열로 소비하는 발전제동이나 전원 상순을 바꿔 역토크를 만드는 역상제동, 와전류를 이용하는 와류제동보다 경제적인 제동법으로 꼽힌다.
필라멘트 재료는 고온에서 사용되므로 융해점이 높고, 높은 온도에서 증발성이 적으며, 열팽창·수축의 영향을 줄이기 위해 선팽창계수가 작아야 한다.
반면 고유저항은 오히려 커야 유리하다. 고유저항이 크면 같은 저항값을 얻는 데 필요한 길이가 짧아져 필라멘트를 굵고 짧게 만들 수 있고, 그만큼 기계적으로 튼튼하며 증발에 의한 소모도 줄어들기 때문이다. 따라서 고유저항이 작을 것이라는 조건은 필라멘트 재료의 구비조건에 해당하지 않는다.
농형 유도전동기는 회전자에 권선이 없어 2차 회로에 외부 저항을 접속할 수 없으므로, 2차 저항 기동법은 권선형 유도전동기에서만 쓸 수 있는 기동방식이다.
농형 유도전동기의 대표적인 기동법으로는 전전압(직입) 기동, Y-△ 기동, 기동보상기(단권변압기)에 의한 기동 등이 있다.
TRIAC(트라이액)은 2개의 SCR을 역병렬로 접속한 것과 동일한 특성을 가지는 소자로, 게이트 신호에 의해 교류의 양(+)·부(-) 양쪽 반주기 모두에서 도통시킬 수 있다.
GTO는 게이트 신호로 턴오프까지 가능한 단방향 소자, 광사이리스터는 빛으로 트리거되는 소자, 역전용(역저지형) 사이리스터는 한 방향으로만 전류를 흘리는 소자로 구조와 특성이 다르다.
전동기의 표준 정격은 사용 형태에 따라 계속 사용하는 연속정격, 정해진 짧은 시간만 사용하는 단시간정격, 부하와 정지를 주기적으로 반복하는 반복정격으로 구분한다.
"중시간정격"은 전동기 정격을 구분할 때 사용하는 일반적인 용어가 아니므로 정격의 종류에 해당하지 않는다.
열전대(서모커플)의 종류별 사용 가능 온도범위를 비교하면, 백금-백금로듐은 약 1600℃ 부근까지 측정이 가능해 제시된 것 중 가장 높은 온도를 측정할 수 있다.
철-콘스탄탄, 동-콘스탄탄, 크로멜-알루멜은 각각 사용 상한 온도가 이보다 낮아, 고온 측정에는 백금-백금로듐 온도계가 주로 사용된다.
열차가 정지신호를 무시하거나 지시속도를 초과하여 운행할 때, 설정된 시간 내에 기관사가 제동이나 감속 조작을 하지 않으면 자동으로 제동이 걸려 열차를 정지시키는 장치가 ATS(자동열차정지장치)이다.
ATC는 신호에 맞춰 속도를 자동으로 제어하는 장치, ATO는 운전 전반을 자동화하는 장치, CTC는 다수의 신호·분기기를 한 곳에서 집중 제어하는 장치로 목적이 다르다.
도로 양측에 각각 10m 간격으로 가로등이 배열되어 있으므로, 도로 길이 10m 구간마다 등 2개가 그 구간의 조도에 기여한다. 따라서 평균 조도는 다음 식으로 구한다.
여기서 F는 등 1개의 전광속(3000lm), U는 가로 전면에 투사되는 비율(0.6), W는 도로 폭(15m), S는 등 간격(10m)이다.
녹아웃 펀치는 배전반이나 박스 등의 철판에 전선관 접속용 원형 구멍을 뚫는 공구이며, 호울 소우(hole saw) 역시 회전 톱날로 같은 크기의 원형 구멍을 뚫는 용도로 사용되어 같은 목적의 공구로 취급된다.
히키는 금속관을 구부리는 공구, 리이머는 절단면의 거스러미를 다듬는 공구, 드라이브이트는 콘크리트에 못을 박는 공구로 각각 용도가 다르다.
기중차단기는 대기(자연 공기) 중에서 접촉자를 개방할 때 발생하는 아크를 소호실 등을 이용해 자연적으로 소호시키는 방식의 차단기이다.
공기차단기는 압축공기를 강제로 불어넣어 소호하고, 가스차단기는 SF6 가스, 유입차단기는 절연유의 소호력을 이용하는 방식으로, 자연 공기 중 자연소호와는 원리가 다르다.
차단기·개폐기 등의 접촉자는 전기전도도와 내마모성, 내아크성이 우수해야 하므로 은, 구리, 텅스텐 등을 주성분으로 한 합금이 주로 사용된다.
니켈은 접촉자 재료보다는 도금이나 다른 합금강 재료로 쓰이는 경우가 많아, 일반적으로 접촉자 합금 재료로는 분류되지 않는다.
터미널 캡은 저압 가공 인입선이 금속관 공사로 이어지는 부분이나, 금속관에서 전선을 인출하여 전동기 단자 등에 접속할 때 빗물 침입을 막고 전선을 보호하기 위해 사용하는 부속품이다.
엔트런스 캡은 옥외 인입구 등에서 전선관 끝에 설치하는 방수용 부속으로 사용 위치가 다르며, 엘보는 배관의 굴곡부, 접지클램프는 접지선 접속에 쓰이는 부속이다.
강제 전선관은 부식(산화)을 방지하기 위해 표면에 아연 도금(용융아연도금)을 하는 것이 일반적이며, 이렇게 처리한 관을 흔히 아연도 강관이라 부른다.
납, 니켈 도금이나 페인트 도장도 방식 효과를 가질 수 있으나, 전선관에 표준적으로 적용되는 산화 방지 처리는 아연도금이다.
조명 도면에서 형광등의 기호는 F(Fluorescent)로 표기하는 것이 표준이다.
수은등은 H, 나트륨등은 N, 메탈할라이드등은 M으로 표기하는 것이 일반적이므로, 제시된 나머지 조합은 실제 등기호와 맞지 않는다.
송전선로에 사용하는 표준형 볼소켓형 현수애자는 접시(disc) 지름이 약 250mm인 것이 표준형으로 규격화되어 있다.
사용전압에 따라 이 표준형 애자를 여러 개 연결하여 애자련(연결개수)을 구성해 사용한다.
라이팅덕트는 내부에 전원 도체가 내장된 레일형 배선기구로, 덕트를 따라 어느 위치에서나 플러그형 조명기구를 꽂아 전원을 공급할 수 있어, 상점·백화점·전시장처럼 조명 위치를 자주 바꾸는 장소에 적합하다.
다운라이트와 코퍼라이트는 매입형 조명기구의 종류이고, 스포트라이트는 특정 지점을 집중 조명하는 기구로, 위치 변경이 자유로운 배선방식과는 성격이 다르다.
전선 재료는 전기저항이 작아야, 즉 도전율이 커야 송전·배전 손실을 줄일 수 있으므로, "도전율이 적을 것"이라는 조건은 전선 재료의 구비 조건으로 옳지 않다.
접속이 쉽고 가요성이 풍부하며, 내구성이 크고 비중이 작아야 한다는 조건은 실제로 전선 재료에 요구되는 특성이다.
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.
피뢰기의 접지선은 방전 시 흐르는 큰 전류를 안전하게 대지로 흘려보내야 하므로 일정 굵기 이상의 도체가 필요하며, 연동선을 사용하는 경우 최소 6㎟ 이상을 사용하도록 정해져 있다.
제시된 나머지 값은 모두 이보다 가는 굵기여서 방전전류를 안전하게 흘리기 위한 기준을 만족하지 못한다.
단권변압기는 1차·2차 권선의 일부를 공유하므로 동일 용량 대비 동량이 절감되어 재료비가 적게 들고 자로가 짧아지며, 이로 인해 효율이 높고 전압변동률도 작다는 장점이 있다.
다만 1차·2차가 전기적으로 완전히 분리되지 않아 임피던스가 작아지므로 단락전류는 오히려 커지는 단점이 있어, "단락전류가 적다"는 것은 단권변압기 사용 이유로 볼 수 없다.
피뢰기는 이상전압이 침입했을 때만 신속히 방전하고 평상시(상용주파 전압)에는 동작하지 않아야 하므로, 상용주파 방전개시전압은 오히려 높아야 정상 운전 중 오동작을 막을 수 있다.
반대로 충격(이상전압)에는 신속히 반응해야 하므로 충격방전개시전압과 제한전압은 낮아야 하고, 방전 후 흐르는 속류를 신속히 차단할 수 있는 능력은 커야 한다.
카르노 사이클의 이론 열효율은 고온원과 저온원의 절대온도로 계산한다.
고온원 540℃는 절대온도로 813K, 저온원 30℃는 303K이므로,

그림은 3상 부하 임피던스 Z 세 개가 Y결선되고, 그 중성점이 Zn을 거쳐 대지에 접지된 회로다. 대칭분 임피던스는 각 성분에서 중성선에 흐르는 전류가 다르다는 점에서 갈린다.
정상분·역상분 전류는 크기가 같고 위상이 120°씩 달라 세 상의 합이 0이 된다. 따라서 중성점으로는 전류가 흐르지 않아 Zn이 회로에 관여하지 않으며, 가 된다.
반면 영상분은 세 상에 크기와 위상이 같은 전류가 흘러 중성선에 가 흐른다. 한 상 기준 전압강하가 이므로 이다. 중성점 접지 임피던스는 영상분에만 3배로 반영된다는 것이 결론이다.
비접지식 송전선로에서 1선 지락사고가 발생하면, 지락전류는 건전상 대지정전용량을 통해 흐르는 충전전류(진상전류) 성분이 지배적이다.
커패시터(정전용량)에 흐르는 전류는 전압보다 위상이 90도 앞서므로, 지락점에 흐르는 전류는 고장상의 영상전압보다 90도 빠른(진상) 전류가 된다.
가공전선로의 전선 굵기는 통전 시 발열을 견디는 허용전류, 부하까지의 전압강하, 자중·풍압·빙설 하중 등에 견디는 기계적 강도를 종합적으로 고려하여 결정한다.
절연저항은 전선의 절연 상태를 나타내는 값으로, 전선 굵기 자체를 결정하는 요소가 아니라 절연물의 품질·시공 상태에 관한 항목이다.
정지형무효전력보상장치, 전력용콘덴서, 분로리액터는 모두 계통의 무효전력을 조정하여 전압을 조정하는 조상설비에 해당한다.
자동고장구분개폐기는 고장 구간을 자동으로 분리·구분하는 보호용 개폐기로, 무효전력 조정 기능이 없어 조상설비로 분류되지 않는다.
코로나 방전이 발생하면 전선이 부식되고 코로나 손실이라는 전력 손실이 생기며, 방전에 따른 고주파 성분 때문에 전파 장해(잡음)가 발생한다.
한편 코로나 손실을 나타내는 Peek의 실험식에서 손실은 주파수 항 (f+25)에 비례하는 형태로 나타나므로 사실상 주파수에 거의 비례한다. 따라서 "주파수의 2/3제곱에 비례한다"는 설명은 옳지 않다.
| 원자력이란 일반적으로 무거운 원자핵이 핵분열하여 가벼운 핵으로 바뀌면서 발생하는 핵분열 에너지를 이용하는 것이고, ( ① )발전은 가벼운 원자핵을(과) ( ② )하여 무거운 핵으로 바뀌면서 ( ③ ) 전후의 질량결손에 해당하는 방출 에너지를 이용하는 방식이다. |
지문 앞부분에서 원자력(핵분열) 발전을 "무거운 원자핵이 핵분열하여 가벼운 핵으로 바뀌면서 발생하는 에너지를 이용하는 것"으로 이미 규정했으므로, 빈칸이 들어간 뒷부분은 그와 정반대되는 과정을 가리켜야 한다.
"가벼운 원자핵을(과) ( ② )하여 무거운 핵으로 바뀌면서"는 가벼운 핵끼리 합쳐지는 과정이므로 ②에는 융합이 들어가고, 그 원리로 발전하는 방식이 ①의 핵융합 발전이다. '원자핵융합'이나 '핵결합' 같은 변형이 아니라 관용 용어인 핵융합이라는 점에 유의한다.
③은 "( ③ ) 전후의 질량결손에 해당하는 방출 에너지"라는 표현에서 반응의 전후를 비교하는 말이므로 핵반응이 들어간다. 즉 핵반응 전후의 질량 차이 Δm에 대응하는 에너지 를 이용하는 것이 핵융합 발전의 원리다.
가공전선의 이도(dip)는 다음 식으로 구한다.
여기서 W는 전선의 단위길이당 하중(2kg/m), S는 경간(200m), T는 전선의 수평장력(1000kg)이다.
선택지락계전기(SGR)는 영상전압과 영상변류기(ZCT)로 검출한 영상전류를 함께 이용하여, 다회선 중 지락 고장이 발생한 회선을 선택적으로 판별·차단하는 계전기이다.
과전류계전기, 과전압계전기, 부족전압계전기는 상전류·상전압의 크기를 검출하는 계전기로 영상변류기가 아닌 변류기(CT)나 계기용변압기(PT)를 사용한다.
전력계통의 안정도를 높이려면 선로·기기의 리액턴스를 작게 하고, 고장 시 신속히 재투입할 수 있는 고속도 재폐로 차단기와, 전압변동을 빠르게 억제하는 고속도 AVR을 채용한다.
반면 중성점 직접접지방식은 지락사고 시 큰 지락전류가 흘러 계통에 주는 충격이 커지므로, 안정도 측면에서는 오히려 불리하게 작용할 수 있어 안정도 향상 대책으로 보기 어렵다.
고속증식로는 핵분열로 소비하는 핵연료보다 증식되는 핵연료(플루토늄 등)의 양이 더 많아 증식비가 1보다 큰 원자로이다.
경수로, 흑연로, 중수로는 감속재의 종류에 따라 구분되는 열중성자로로, 일반적으로 증식비가 1에 미치지 못한다.
단락·지락전류를 줄이려면 계통 전압을 높여 동일 전력에 대한 전류를 줄이거나, 고장 시 모선을 분리하여 고장전류의 유입 경로를 제한하거나, 한류리액터를 삽입하여 임피던스를 늘리는 방법을 사용한다.
반대로 발전기·변압기의 임피던스를 작게 하면 고장점까지의 합성 임피던스가 줄어들어 단락전류가 오히려 커지므로, 이는 경감대책이 아니라 역효과를 낳는 조치이다.
선택지락계전기(SGR)는 병행 운전 중인 여러 회선(다회선) 중에서 실제로 지락 고장이 발생한 회선을 선택적으로 찾아내어 그 회선만 차단할 수 있도록 하는 것이 주된 용도이다.
단일 회선에서 지락전류의 크기, 방향, 지속시간을 판별하는 기능은 다회선 간 고장회선 선택이라는 SGR 고유의 기능과는 목적이 다르다.

그림은 송전단과 수전단 사이에 임피던스 하나만 직렬로 들어간 회로다.
병렬 분로가 없어 수전단 전류가 그대로 송전단 전류가 되므로 이고, 전압은 이다.
이를 , 와 비교하면 , , , 이다.
따라서 은 성립하지 않는다.
송전선로 중성점을 접지하는 목적은 뇌서지 등 이상전압 발생을 억제하고, 지락사고 시 보호계전기가 신속·확실하게 동작하도록 하며, 계통의 과도안정도를 증진시키는 데 있다.
송전 용량의 증가는 중성점 접지와 직접적인 관련이 없는 목적으로, 중성점 접지의 취지에 해당하지 않는다.
단로기는 부하전류가 흐르는 상태에서는 개폐할 수 없고, 반드시 무부하(또는 차단기로 회로를 차단한) 상태에서 조작하여 기기 점검·수리를 위해 회로를 분리하거나 계통의 접속을 변경하는 데 사용한다.
차단기는 부하전류는 물론 고장전류까지 차단할 수 있는 기기이고, 전력용 퓨즈와 부하개폐기는 각각 과전류 차단, 부하전류 개폐가 가능한 점에서 단로기와 기능이 다르다.
과전압계전기는 계통 전압이 설정치를 초과하는 이상전압을 검출해 보호하는 계전기로, 과부하나 단락사고 검출용이 아니다. 과부하·단락사고 보호는 과전류계전기나 비율차동계전기가 담당하는 영역이므로, 과전압계전기의 사용 목적을 과부하·단락사고로 설명한 것은 틀렸다.
비율차동계전기는 발전기 권선의 입력측과 출력측 전류 차가 억제전류에 대해 일정 비율을 넘을 때 동작해 권선 내부 단락을 검출하고, 전압평형계전기는 발전기 출력측 PT 퓨즈 단선으로 인한 오작동을 방지하며, 역상과전류계전기는 부하 불평형으로 생기는 역상전류를 검출해 회전자 과열소손을 막는 데 쓰이므로 이들은 모두 옳은 설명이다.
송전선로는 회전기가 아닌 정지기기이므로 상순이 바뀌어도 회로에서 보는 임피던스가 달라지지 않는다. 따라서 정상임피던스와 역상임피던스는 서로 같다().
반면 영상분은 세 상의 전류가 같은 크기·같은 위상으로 흘러 대지나 가공지선을 귀로로 이용하기 때문에, 귀로의 저항과 자속 경로가 달라져 임피던스가 크게 나타난다. 그 결과 의 관계가 성립한다.

그림은 SCR 4개가 브리지로 결선된 단상 전파 위상제어 정류회로다.
반주기마다 점호각 에서 도통하므로 출력 평균전압은 로 구한다.
, 를 넣으면 로 약 168 [V] 이다.
분권발전기는 잔류자기가 만드는 미소기전력에 의해 여자전류가 흐르고, 이 여자전류의 자속이 잔류자기와 같은 방향으로 누적되면서 전압이 확립된다.
회전 방향을 반대로 하면 잔류자기에 의한 유기기전력의 극성이 반대가 되어 여자전류의 방향도 반대로 흘러, 그 자속이 잔류자기를 강화하지 않고 오히려 상쇄시키는 방향으로 작용한다. 그 결과 잔류자기가 소멸되어 전압이 확립되지 못한다.
전기각과 기계각의 관계는 극수를 라 할 때 이다.
극수가 24이므로 전기각 180°에 해당하는 기계각은 로 계산된다.
단락비가 큰 동기기는 동기임피던스(퍼센트 임피던스)가 작다는 것을 의미하며, 이 경우 선로 충전용량(무효전력 공급능력)이 크다는 장점을 가진다.
단락비가 크면 전기자 반작용이 작아 안정도가 향상되고 전압변동률은 작아지며, 동기임피던스가 작으므로 단자 단락 시 흐르는 단락전류는 오히려 더 커진다. 따라서 나머지 선택지는 실제 특성과 반대로 서술되어 있다.
단상 직권 정류자 전동기의 보상권선은 전기자 기자력과 반대 방향의 기자력을 만들어 전기자 반작용을 상쇄하는 권선이다. 그 결과 누설리액턴스가 줄어 역률이 좋아지고 정류도 개선된다.
즉 보상권선은 정류 중인 코일에 유기되는 기전력을 키우는 쪽이 아니라 억제하는 쪽으로 작용하므로, 보상권선이 변압기 기전력을 크게 한다는 설명은 방향이 반대여서 틀렸다. 저항도선은 정류 코일과 정류자편을 잇는 도선에 저항을 갖게 해 변압기 기전력 때문에 단락된 코일에 흐르는 전류를 제한하므로 이는 옳은 설명이다.
%저항강하는 부하전류가 권선저항에서 만드는 전압강하의 비율이며, 이는 동손과 정격용량의 비로 구할 수 있다. 문제에 주어진 임피던스 전압은 %임피던스를 구할 때 쓰는 값이므로 여기서는 사용하지 않는다.
변압기 규약효율 산출 시 부하손은 75℃를 기준으로 보정한 값을 사용하도록 정해져 있다. 40℃ 기준으로 보정한다는 설명은 이 규약과 다르므로 틀린 항목이다.
파형을 정현파로 가정하고, 별도 지정이 없으면 역률 100%를 기준으로 하며, 손실은 각 권선의 부하손 합과 무부하손(철손)의 합으로 계산한다는 나머지 설명은 규약효율 산출의 기본 요건에 부합한다.
직류기의 보극은 전기자 반작용으로 이동한 전기적 중성축 부근에 설치해, 정류 중인 코일에 생기는 리액턴스 전압을 상쇄시키는 방향의 자속을 만들어 정류를 원활하게 한다.
따라서 보극 설치의 주된 목적은 정류 개선이며, 토크나 회전수, 기동토크와는 직접적인 관련이 없다.
매극매상 슬롯수는 , 슬롯당 전기각은 이다.
분포계수는 로 계산된다.




권선형 유도전동기는 2차 회로 저항을 바꿔도 최대토크의 크기는 변하지 않고 최대토크가 나타나는 슬립만 저항에 비례해 옮겨 간다. 이것이 비례추이이며, 식으로는 r2/st = (r2 + R)/s′ 의 관계가 성립한다.
기동 순간에는 회전자가 정지해 있으므로 슬립 s′ = 1이다. 기동과 동시에 최대토크를 내려면 (r2 + R)/1 = r2/st 를 만족해야 한다.
이를 R에 대해 풀면 외부에서 2차 한 상에 추가해야 할 저항은 R = r2/st − r2 = ((1 − st)/st)·r2 이다.
r2/st 는 기동 시 필요한 2차 회로 전체 저항이지 외부 추가분이 아니므로, 원래의 r2를 반드시 빼 주어야 한다는 점이 이 문제의 함정이다.
전압변동률은 무부하 시 2차 전압과 정격부하 시 2차 전압의 차를 정격부하 전압으로 나누어 구한다.
2중 농형 유도전동기는 회전자에 저항이 큰 외측 도체(기동용)와 저항이 작고 리액턴스가 큰 내측 도체(운전용)를 이중으로 배치한 구조이다. 기동 시에는 회전자 주파수가 높아 리액턴스가 큰 내측으로 전류가 흐르지 못하고 외측 고저항 도체에 전류가 집중되므로, 기동토크가 크고 기동전류는 작다는 특징을 가진다.
다만 이 구조 때문에 손실은 일반 농형보다 오히려 크고 최대토크는 작아지는 경향이 있어, 손실이 적다거나 최대토크가 크다는 설명은 맞지 않는다.




운전점에서 어떤 외란으로 회전수 n이 조금 올라갔다고 하자. 이때 부하토크 TL의 증가분이 전동기 토크 Tm의 증가분보다 크면 제동 쪽이 우세해져 속도가 다시 내려간다. 반대로 n이 조금 떨어지면 전동기 토크가 남아 속도가 올라간다. 어느 쪽으로 흔들려도 스스로 원래 운전점으로 되돌아오므로 이 상태가 안정이다.
이 조건을 회전수에 대한 기울기로 쓰면 dTm/dn < dTL/dn 이며, 이것이 유도전동기의 안정 운전 조건이다.
부등호가 반대로 dTm/dn > dTL/dn 이면 속도 변화가 스스로 커져 불안정해지고, 두 기울기가 같으면 중립(임계) 상태가 된다.
사이리스터(SCR)는 게이트에 흘려주는 전류가 클수록 더 낮은 순방향 전압에서도 턴온되는 특성을 가진다. 즉 게이트 전류가 증가하면 턴온이 시작되는 순방향 저지전압(브레이크오버 전압)이 낮아진다.
따라서 게이트 전류 증가에 따라 순방향 저지전압은 증가가 아니라 감소하며, 게이트 전류를 충분히 크게 하면 다이오드처럼 매우 낮은 전압에서도 도통시킬 수 있다.
차동종속 접속으로 운전할 때의 무부하속도는 로 구한다.
8극과 2극을 차동종속으로 연결하면 이 된다.
원통형 회전자를 갖는 동기발전기(비돌극기)의 출력은 로 표현되며, 이 값은 , 즉 부하각 일 때 최대가 된다.
참고로 돌극형(철극기)은 자기저항(릴럭턴스) 토크가 더해져 최대 출력이 나타나는 부하각이 60° 부근으로 앞당겨진다는 점이 다르다.
직권계자권선을 가진 발전기(직권발전기·복권발전기)는 부하가 조금 늘면 직권 자속이 강해져 전압이 더 올라가고, 그 때문에 부하가 한쪽 기계로만 몰리는 누적 불안정이 생긴다.
균압선은 두 발전기의 직권계자권선을 서로 병렬로 접속해 직권계자에 흐르는 전류를 균등하게 나눔으로써 이러한 병렬운전의 불안정을 막기 위해 시설한다. 분권발전기는 직권계자 성분이 없어 부하가 늘면 오히려 전압이 낮아지는 수하 특성을 가지므로 균압선이 필요 없다.
변압기의 절연내력시험에는 상용주파 가압시험, 유도시험, 충격전압시험이 있으며, 이들은 권선 및 절연물이 규정 전압을 견디는지 확인하는 시험이다.
무부하시험은 여자전류와 철손을 구하기 위한 특성시험으로, 절연내력을 확인하는 시험이 아니다.
정류자 편간 평균전압은 유기기전력에 병렬회로수를 곱한 뒤 정류자 편수로 나누어 구하며, 중권에서는 병렬회로수가 극수와 같다().
동기발전기 단자 부근에서 돌발단락이 발생하면, 초기에는 전기자 반작용에 의한 감자작용이 즉시 나타나지 못하고 누설리액턴스만이 전류를 제한하므로 매우 큰 돌발단락전류가 흐른다.
시간이 지남에 따라 전기자 반작용에 의한 감자작용이 유효해지면서 전류를 제한하는 리액턴스가 커져, 전류는 점차 감소해 지속단락전류 값으로 수렴한다.
전달함수가 C(s)/R(s) = 1/(s+1) 인 1차 지연요소이며 시정수 T = 1[sec]이다. 단위계단입력 R(s) = 1/s를 넣으면 C(s) = 1/{s(s+1)} 이고, 역라플라스 변환하면 c(t) = 1 − e−t 가 된다.
지연시간(delay time) Td 는 응답이 최종값의 50%에 처음 도달하는 데 걸리는 시간으로 정의한다. 따라서 1 − e−t = 0.5 → e−t = 0.5 → t = ln 2 이다.
ln 2 = 0.693 이므로 지연시간은 약 0.7[sec] 이다. 일반화하면 시정수 T인 1차계의 지연시간은 0.693T가 되고, 시정수(63.2% 도달, 1초)나 상승시간과 혼동하지 않도록 정의를 정확히 구분해야 한다.

①은 비교부에서 나와 제어요소로 들어가는 선을 가리키고 있다.
이 신호는 기준입력요소가 만든 기준입력과 검출부가 되돌린 주궤환신호의 차이이므로 동작신호(편차)다.
제어요소의 출력은 조작량, 제어대상의 출력은 제어량이어서 그림에서의 위치가 다르다.




드모르간의 정리는 논리합·논리곱 전체에 걸린 부정을 각 변수의 부정으로 풀어 쓰는 규칙이며, 두 형태가 짝을 이룬다.
합의 부정은 곱으로 바뀌어 (A + B) 전체의 부정 = (A의 부정)·(B의 부정) 이 되고, 곱의 부정은 합으로 바뀌어 (A·B) 전체의 부정 = (A의 부정) + (B의 부정) 이 된다. 핵심은 부정 기호를 각 변수로 내리면서 + 와 · 를 서로 바꾼다는 것이다.
따라서 보기 중 A + B 전체의 부정이 Ā 와 B̄ 의 곱과 같다고 쓴 식이 드모르간의 정리에 해당한다. 부정을 내리면서 연산자를 그대로 두어 Ā + B̄ 로 쓰거나, 곱의 부정을 다시 곱으로 둔 식, 우변 변수에 부정 기호를 빼놓은 식은 모두 성립하지 않는다.





그림에서 전향경로 이득은 이고 궤환은 이득 1의 부궤환이므로 다.
양변을 정리하면 이다.
이를 시간영역으로 옮기면 가 된다.
특성방정식 (s+1)(s+2)(s−3) = 0 의 근은 s = −1, −2, +3 이다.
z 변환은 z = esT 의 관계로 s 평면을 z 평면에 사상하므로, s = σ + jω 일 때 |z| = eσT 가 된다. 즉 s 평면의 좌반면(σ < 0)은 z 평면 단위원의 안쪽, 허수축(σ = 0)은 단위원 위, 우반면(σ > 0)은 단위원 바깥에 대응한다.
세 근 중 실수부가 양(+)인 것은 s = 3 하나뿐이므로 단위원 밖에 놓이는 근은 1개이다. 나머지 s = −1, −2 는 실수부가 음이어서 단위원 안쪽에 놓이며, 결국 이 계는 불안정하다.
| 입력 | 출력 | |
|---|---|---|
| A | B | C |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
표를 보면 입력 A, B가 모두 0일 때만 출력 C가 1이고, (0,1)·(1,0)·(1,1)에서는 모두 C = 0이다.
이 관계는 OR 게이트의 출력을 그대로 뒤집은 것이다. OR는 (0,0)에서만 0이고 나머지 세 조합에서 1인데, 표의 출력은 정확히 그 반대이므로 C = (A + B)의 부정, 즉 NOR 게이트이다.
NAND라면 (1,1)에서만 0이고 나머지가 모두 1이어야 하고, OR라면 (0,0)에서만 0이어야 하며, NOT은 입력이 하나뿐이므로 두 입력을 갖는 이 진리표와는 맞지 않는다.
근궤적이 평면의 허수축(축)과 교차하는 점은 특성방정식의 근이 실수부 0인 순허수 근을 갖는 지점으로, 진동이 커지지도 줄지도 않는 지속진동 상태가 된다.
즉 이 이득에서 계는 안정과 불안정의 경계에 놓이는 임계상태가 되며, 이득을 더 키워 근이 우반평면으로 넘어가면 불안정해진다.
특성방정식 의 라우스 표를 작성하면 행의 계수는 이다.
안정하려면 라우스표 첫 열의 모든 값이 양수여야 하므로 , 즉 가 안정 조건이 된다.
는 무엇인가?




선도에서 는 이득 1로 세 번째 마디에 들어가고, 마디 사이는 모두 로 이어지며 출력측 마디에서 이득 1로 가 나온다.
맨 왼쪽 마디로 되돌아오는 궤환은 , 두 개뿐이어서 루프이득이 , 이고, 두 루프가 서로 접촉하므로 다.
전향경로는 입력 마디에서 을 거쳐 나가는 () 와, 로 맨 왼쪽 마디에 갔다가 가지로 출력측 마디에 이르는 () 두 개다.
따라서 다.
개루프 전달함수는 G(s)H(s) = 2/{(s+1)(s+2)} 이다. s = jω 를 대입하면 G(jω)H(jω) = 2/{(jω+1)(jω+2)} = 2/{(2 − ω²) + j3ω} 가 된다.
이득여유는 위상이 −180°가 되는 주파수, 곧 개루프 전달함수의 허수부가 0이 되는 점에서 구한다. 여기서는 3ω = 0 이므로 ω = 0 이고, 그때 |G(jω)H(jω)| = 2/(1×2) = 1 이다.
따라서 이득여유 GM = 20 log10(1/|GH|) = 20 log10(1/1) = 0[dB] 이다. 개루프 이득이 1이라는 것은 여유가 전혀 없다는 뜻이며, 안정 여유를 확보하려면 GM이 0dB보다 커야 한다.

그림에서 각 100 [Ω] 인 두 저항이 같은 두 마디 사이에 나란히 붙은 병렬 접속이고, 여기에 코일이 직렬로 이어져 폐로를 이룬다.
합성저항은 [Ω] 이다.
R-L 직렬회로의 시정수는 이므로 [sec] 다.
t=0에서 순시값이 5V이고 값이 증가하는 중이므로 에서 초기위상은 이다.
60Hz에서 1초에 회전하는 각도는 이므로, 동안 회전한 각도는 이다.
따라서 t=2ms에서의 위상각은 이며, 순시값은 이다.
비접지 3상 Y회로는 중성선이 없어 전류가 빠져나갈 경로가 없으므로 세 상전류의 합은 항상 0이다: .





그림에서 a-b 단자 사이에 [F] 커패시터가 걸려 있고, 1 [Ω] 과 2 [H] 가 직렬로 이어진 가지가 그 커패시터와 병렬로 접속되어 있다.
각 가지의 임피던스는 , 다.
두 가지의 병렬 합성이므로 다.


콘덴서의 전압과 전류 관계는 이다. 여기에 단위 임펄스 전류 를 넣으면 된다.
임펄스 함수의 적분은 단위계단 함수이므로 가 된다. 즉 t=0에서 전하 1[C]이 순간적으로 주입되어 1/C [V]의 전압이 계단 모양으로 생긴 뒤 그대로 유지된다.
라플라스 변환으로 확인해도 같다. 단위 임펄스는 이므로 이고, 이를 역변환하면 이다.
계단 함수 u(t) 없이 1/C 라는 상수만 쓰면 t<0 구간에도 전압이 존재하는 셈이 되어 성립하지 않고, C를 곱한 형태는 v=q/C 관계를 뒤집은 오류다.





그림의 파형은 구간에서만 높이가 2이고 그 밖에서는 0이므로 로 쓸 수 있다.
단위계단함수의 라플라스 변환은 이고, 시간추이 정리에 의해 4만큼 늦은 항은 이 된다.
따라서 이다.
높이가 2이므로 계수가 이고, 파형이 t=4에서 끝나므로 지수는 이다.

그림의 두 전류원과 두 컨덕턴스는 모두 같은 두 절점 사이에 병렬로 접속되어 있고, 15A 전원의 화살표는 위쪽 절점으로 들어가는 방향, 30A 전원의 화살표는 위쪽 절점에서 나오는 방향이다.
따라서 위쪽 절점에 주입되는 전류는 [A], 병렬 컨덕턴스의 합은 [℧]이다.
절점 전압은 [V]이다.
i는 를 위에서 아래로 지나는 방향으로 표시되어 있으므로 [A]이다.
인 회로를 무왜형 회로라 한다.
이다.
이다.분포정수회로의 전파정수는 로 정의되며, 여기서 α가 감쇠정수, β가 위상정수다.
무왜형 회로는 , 즉 인 조건에서 성립하고 이때 이므로 감쇠정수는 다. 반면 무손실 회로는 인 회로여서 감쇠 자체가 없어 이다.
따라서 두 회로의 감쇠정수를 하나로 묶어 라고 설명한 서술이 옳지 않다. √(RG)는 무왜형 회로에서 유도되는 값이고, 무손실 회로에서 강조되는 성질은 감쇠정수가 0이라는 점이다.
한편 위상정수는 두 경우 모두 이므로 위상속도는 로 주파수와 무관하게 일정하다. 이것이 무왜형·무손실 선로에서 파형이 일그러지지 않는 이유다.

그림의 두 대각선은 교차 표시로 서로 연결되지 않게 그려져 있어, 전원의 (+)쪽에서 을 지나 a로 간 뒤 를 거쳐 (-)쪽으로 가는 분압기와, (+)쪽에서 을 지나 b로 간 뒤 를 거쳐 (-)쪽으로 가는 분압기가 만들어진다.
(-)쪽을 기준으로 하면 , 이다.
로 놓으면 이고, 양변의 가 소거되어 가 남는다.
즉 일 때 브리지가 평형이 되어 두 절점의 전위가 같아진다.

그림의 파형은 부터 까지 , 부터 까지 인 구형파이므로 순시값의 크기가 항상 A로 일정하다.
실효값은 이고 최댓값도 A이다.
파고율은 최댓값을 실효값으로 나눈 값이므로 이다.
구형파는 파고율과 파형률이 모두 1인 파형이다.
가섭선으로 시설하는 안테나와 고압 가공전선(경동연선)이 접근하는 경우, 확보해야 하는 수평 이격거리는 80cm 이상이다.
같은 조건에서 저압 가공전선은 60cm 이상으로, 고압 쪽 이격거리를 더 크게 요구하는 것은 전압이 높을수록 접촉·섬락의 위험이 크기 때문이다.
지중에 매설된 금속제 수도관로는 대지와의 전기저항 값이 3Ω 이하일 때 각종 접지공사의 접지극으로 사용할 수 있다.
수도관로는 대지와 넓은 면적으로 접촉해 있어 저항이 충분히 낮으면 별도의 접지극을 매설하지 않고도 접지 효과를 얻을 수 있기 때문에 이러한 사용을 허용한다.
가공전선로 지지물의 지선에 연선을 사용하는 경우 소선은 3가닥 이상을 꼬아서 사용해야 한다.
함께 규정된 조건으로 소선의 지름은 2.6mm 이상(또는 이와 동등 이상의 세기를 갖는 금속선), 지선의 안전율은 2.5 이상, 허용 최저 인장하중은 4.31kN 이상이 요구된다.
옥내 저압전선에 나전선 사용이 허용되는 경우는 애자사용공사(전기로용 전선, 절연물이 부식하는 장소의 전선, 취급자 이외에 출입할 수 없는 곳의 전선 등 조건부), 버스덕트공사, 라이팅덕트공사, 접촉전선을 시설하는 경우 등으로 한정된다.
금속관공사는 전선을 관 내부에 넣어 시설하는 공사로 반드시 절연전선을 사용해야 하며, 나전선은 사용할 수 없다.
가공전선로 지지물에 취급자가 오르내리는 데 사용하는 발판볼트 등은 지표상 1.8m 미만에는 시설할 수 없다.
일반인이 쉽게 올라가 감전·추락 사고를 당하는 것을 막기 위한 규정이며, 다만 발판볼트를 내부에 넣을 수 있는 구조이거나 지지물에 철탑용 울타리를 시설하는 경우 등은 예외로 한다.
철도·궤도 또는 자동차도 전용터널 안의 저압전선을 애자사용공사로 시설하는 경우, 전선은 지름 2.6mm 이상의 경동선(또는 이와 동등 이상의 세기를 갖는 절연전선)을 사용해야 한다. 지름 2.0mm의 경동선은 이 기준에 미달하므로 시설방법으로 틀렸다.
고압전선을 케이블공사로 시설하는 것, 저압전선을 가요전선관공사로 시설하는 것, 애자사용공사 시 레일면상 또는 노면상 2.5m 이상의 높이로 유지하는 것은 모두 허용되는 시설방법이다.
수소냉각식 발전기는 발전기 내부의 수소 온도·압력을 계측하는 장치와, 압력이 현저히 변동한 경우 이를 경보하는 장치, 수소가 대기압에서 폭발할 때 생기는 압력에 견디는 강도를 가진 배관을 시설하도록 정하고 있다.
수소 순도가 저하했을 때 경보하는 장치의 기준은 95%가 아니라 85% 이하로 저하한 경우이므로, 95%로 서술한 항목이 틀렸다. 순도가 떨어지면 공기가 섞여 폭발 위험이 커지기 때문에 두는 기준이다.
과전류차단기로 저압전로에 사용하는 퓨즈(IEC 표준을 도입한 것은 제외)는 정격전류 구분마다 용단시간이 정해져 있고, 80A는 60A 초과 100A 이하 구간에 해당하므로 정격전류의 1.6배 전류를 통했을 때 120분 안에 용단되어야 한다.
참고로 이 1.6배라는 판정 배수는 출제 당시의 구 기준이며, 현행 기준에서는 불용단전류 1.25배·용단전류 2배로 판정 배수가 바뀌었다.
조상기 내부에 고장이 생겼을 때 이를 자동으로 전로에서 차단하는 장치는, 조상기의 뱅크용량이 15,000kVA 이상인 경우에 시설한다.
같은 조상설비라도 전력용 커패시터·분로리액터는 뱅크용량 500kVA 초과 15,000kVA 미만에서 내부고장·과전류 보호장치를, 15,000kVA 이상에서는 여기에 과전압 보호장치까지 시설하도록 구분하고 있다.
발열선을 도로, 주차장 또는 조영물의 조영재에 고정시켜 시설하는 경우, 발열선에 전기를 공급하는 전로의 대지전압은 300V 이하여야 한다.
사람이 접촉하거나 물기·눈이 닿기 쉬운 장소에 설치되는 설비이므로 감전 위험을 낮추기 위해 대지전압을 제한한다.
이 문항은 실제 시험에서 전항정답으로 처리된 문항입니다. 출제 오류로 판단되어 어느 선택지를 골라도 정답으로 인정되었습니다. 여기서는 채점을 위해 한 선택지만 정답으로 두었으니, 다른 것을 고르셨더라도 틀린 판단이 아닙니다.
사용전압이 400V를 넘는 저압 기계기구의 철대 및 금속제 외함에는 접지저항 값이 10Ω 이하인 접지공사(출제 당시 기준의 특별 제3종 접지공사)를 해야 한다. 400V 이하 기계기구에 적용하던 제3종 접지공사의 100Ω과 비교하면 훨씬 엄격한 값이다.
전압이 높을수록 지락사고 시 외함에 나타나는 대지전위 상승이 커지므로 접지저항을 더 낮게 요구하는 것이다. 다만 현행 기준에서는 이러한 종별 접지공사 구분이 폐지되고 계통접지 방식과 보호도체 규정으로 바뀌었으므로, 10Ω이라는 수치는 출제 당시 기준으로 알아두면 된다.
사람이 접촉할 우려가 있는 경우, 고압 가공전선(경동연선)과 상부 조영재의 옆쪽 사이의 이격거리는 1.2m 이상이어야 한다.
같은 조영재라도 위쪽은 2m 이상(전선이 케이블이면 1m 이상)을 요구하고, 옆쪽·아래쪽이라도 사람이 접촉할 우려가 없으면 0.8m 이상으로 완화된다.
특고압 가공전선로의 유도장해 방지 규정에서 사용전압이 60kV를 넘는 경우에는 병행하는 전화선로의 길이 40km마다 유도전류가 3μA를 넘지 않도록 시설하여야 한다.
이는 통신선에 유도되는 잡음전류를 일정 수준 이하로 억제하기 위한 기준으로, 사용전압이 60kV 이하인 경우에는 이보다 짧은 12km마다 2μA 이하로 관리하도록 별도로 정하고 있어, 전압 구간에 따라 관리 거리와 허용 유도전류 값이 다르게 적용된다.
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.
고압 계기용변성기(PT·CT)의 2차측 전로는 제3종 접지공사를 하도록 규정되어 있다(출제 당시 기준). 이는 2차측 회로에 이상전압이 유입되었을 때 인체 감전과 계측기기 손상을 방지하기 위한 것이다.
참고로 특고압 계기용변성기의 2차측 전로는 이보다 높은 등급인 제1종 접지공사를 적용하도록 별도로 규정되어 있어, 전압 구분에 따라 요구되는 접지 등급이 달라진다.
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.
가공 직류 절연귀선은 특별한 경우를 제외하고 저압 가공전선에 준하는 시설기준을 따르도록 정해져 있다(출제 당시 기준).
절연귀선은 전차선로에서 귀선전류를 대지와 절연된 상태로 회수하는 도체이므로, 특고압이나 고압 가공전선에 적용되는 강화된 시설기준까지는 요구되지 않는다.
직선형 철탑을 연속하여 10기 이상 사용하는 구간에서는 10기 이하마다 내장 애자장치가 되어 있는 철탑을 1기씩 시설하도록 규정되어 있다.
내장형 철탑은 전선의 장력을 구간별로 분산시켜, 한 구간에서 전선이 절단되더라도 그 장력이 인접 구간 전체로 연쇄적으로 전달되지 않도록 하는 역할을 한다.
옥외용 비닐절연전선(OW)은 저압 절연전선에 해당하므로, 이를 사용한 저압 가공전선이 횡단보도교 위에 시설되는 경우 그 노면상 높이는 3.0m 이상으로 하면 된다.
같은 횡단보도교 위라도 절연전선·다심형 전선·케이블이 아닌 전선을 사용하는 저압 가공전선은 3.5m 이상이 요구되고, 고압 가공전선 역시 3.5m 이상이 요구된다. 즉 전선의 종류와 사용전압에 따라 요구 높이가 달라지므로, 문제에서 전선 종류를 명시한 부분을 반드시 확인해야 한다.
애자사용공사에서 전선과 조영재 사이의 이격거리는 사용전압이 400V 이하인 경우 2.5cm 이상, 400V를 초과하는 경우 4.5cm 이상으로 하도록 규정되어 있다. 문제의 사용전압 440V는 400V를 초과하므로 4.5cm 기준이 적용된다.
다만 400V를 초과하더라도 건조한 장소에 시설하는 경우에는 2.5cm 이상으로 완화된다. 이 문제는 습기가 많은 장소에 시설하는 경우이므로 완화 규정이 적용되지 않아, 4.5cm 이상을 확보해야 한다.
저압 옥내간선을 보호하는 과전류차단기는 그 간선의 허용전류 이하의 정격전류를 가져야 한다. 허용전류를 초과하는 정격전류를 가져야 한다는 서술은 이 원칙과 반대되므로 틀린 설명이다.
차단기의 정격전류가 전선의 허용전류보다 크면 전선이 과열되어도 차단기가 동작하지 않아 전선을 보호할 수 없기 때문에, 오히려 허용전류 이하로 선정하는 것이 원칙이다.
간선의 전원측 전로에 간선 보호용 과전류차단기를 시설하는 것, 간선으로 사용하는 전선이 전기사용기계기구의 정격전류 합계 이상의 허용전류를 갖는 것, 간선과의 분기점에서 전선의 길이가 3m 이하인 곳에 개폐기 및 과전류차단기를 시설하는 것은 모두 옥내간선·분기회로 시설 규정에 부합하는 옳은 내용이다.
터널 등에 시설하는 사용전압 220V의 전구선을 0.6/1kV EP 고무절연 클로로프렌 캡타이어 케이블로 시설하는 경우, 그 단면적은 0.75mm² 이상이어야 한다(출제 당시 기준).
전구선은 이동이 잦고 굴곡에 노출되는 배선이므로 캡타이어 케이블과 같이 유연성 있는 전선을 사용하되, 최소 단면적을 정해 기계적 강도와 통전 용량을 함께 확보하도록 한 것이다.