04년 2회차

펌프의 출력(동력)은 토출압력과 토출량 모두에 비례한다.

압력이 높아지거나 유량이 많아질수록 펌프가 유체에 해주는 일이 커지므로, 압력과 토출량이 함께 늘어나면 펌프의 출력도 함께 커진다.

에스컬레이터의 속도는 일반적으로 분당 30m 정도로 설계된다.

이는 이용자가 계단을 오르내리듯 안전하게 승·하차할 수 있는 속도로, 출제 당시의 설계 기준에 따른 값이다.

카 바닥의 하중을 검출해 과부하 운행을 방지하면서 동시에 구조물의 진동이 카로 전달되지 않도록 완충 역할을 하는 것이 방진고무이다.

방진고무는 하중검출장치를 카 바닥 프레임에 탄성 지지하는 형태로 설치되어, 무게를 감지하는 기능과 진동을 흡수하는 기능을 함께 수행한다.

로프 소선 중 표면에 아연도금 처리를 한 소선을 사용하는 것은 G종이다.

도금을 하면 부식에 강해지지만 소선 표면 처리 공정이 추가되는 반면, 도금을 하지 않고 연성을 높인 것은 E종으로 구분된다.

유도전동기에 인가되는 전압과 주파수를 동시에 변환시켜 직류전동기에 준하는 제어 성능을 얻는 방식은 인버터 제어방식(VVVF)이다.

전압과 주파수를 함께 조절하면 자속을 일정하게 유지하면서 회전속도를 넓은 범위에서 매끄럽게 바꿀 수 있어, 유도전동기로도 직류전동기와 유사한 속도제어 성능을 낼 수 있다.

• 교류궤환 제어방식은 속도 피드백으로 슬립을 제어하는 방식이다.
• 정지 레오나드 방식과 워드 레오나드 방식은 직류전동기 제어에 사용되는 방식이다.

도어머신은 소형·경량이면서 동작 신뢰성이 높아야 하지만, 직류전동기만 사용해야 한다는 제한은 없으며 교류전동기도 널리 사용된다.

따라서 이 설명이 도어머신에 관한 틀린 내용이다.

• 주행 중 카 도어가 열리지 않도록 전류를 공급해 유지하는 것은 옳은 설명이다.
• 소형·경량이어야 한다는 것도 옳은 설명이다.
• 동작횟수가 엘리베이터 기동횟수의 2배 정도라는 것도 문 개폐가 매 정지마다 이루어지므로 옳은 설명이다.

균형추 중량은 카 자중에 적재하중과 오버밸런스율을 곱한 값을 더해 구한다.

$W = W_{car} + L\times a = 1500\,\mathrm{kg} + 1200\,\mathrm{kg}\times0.43$

$= 1500 + 516 = 2016\,\mathrm{kg}$

따라서 이 승강기의 균형추 중량은 2016kg이다.

치차식 권상기를 사용하는 분당 30m 미만의 저속 엘리베이터에서는 일반적으로 2:1 로핑 방식이 사용된다.

2:1 로핑은 로프가 카와 균형추의 도르래를 한 번 더 거쳐 걸리는 방식으로, 권상기에 걸리는 부하를 줄이고 상대적으로 작은 용량의 권상기로도 하중을 감당할 수 있게 해 준다.

다만 로프 속도가 카 속도의 2배가 되므로, 저속 엘리베이터에 적합한 방식이다.

승강기의 안전성과 소비전력을 검토할 때는 구동방식·운전방식·내진 대책 등을 반드시 고려해야 하지만, 비상용승강기로 설치할지 여부는 건축법령상 별도의 설치 의무 기준에 따라 결정되는 사항으로 안전성·소비전력 검토와는 성격이 다르다.

따라서 안전성과 소비전력을 고려할 때 반드시 고려하지 않아도 되는 사항에 해당한다.

균형추 방식은 카와 반대쪽에 균형추를 매달아 로프와 도르래 사이의 마찰력(트랙션)으로 카를 움직이는 구동방식이다.

이는 트랙션식 권상기의 원리에 해당하며, 균형추가 로프를 통해 카의 중량 일부를 상쇄해 모터 부담을 줄여준다.

• 드럼(권동)에 로프를 감거나 풀어주는 방식은 균형추 없이 로프를 직접 되감는 권동식 구동으로 다른 방식이다.
• 저양정용이라는 설명은 구동 원리가 아니라 적용 범위에 대한 설명이라 균형추 방식의 정의와는 무관하다.

승강기 주로프는 소선의 마모와 킹크에 강해야 하므로 보통꼬임(레귤러 레이) 중에서도 Z꼬임을 표준으로 사용한다.

보통꼬임은 스트랜드의 꼬임 방향과 소선의 꼬임 방향이 반대라 로프가 잘 풀리지 않고 취급이 안전해 승강기용으로 적합하다.

랭꼬임은 소선과 스트랜드의 꼬임 방향이 같아 유연하지만 꼬임이 풀리기 쉬워 하중이 회전하는 승강기 주로프에는 잘 쓰지 않는다.

승객용 승강기는 카 문턱과 승강로 문턱 사이의 수평 틈이 너무 벌어지면 발이 빠지는 사고가 생길 수 있어 그 간격을 $4\mathrm{cm}$ 이하로 제한한다(장애인용 제외, 출제 당시 기준).

그림은 다이오드 6개를 위·아래 세 쌍으로 배열한 3상 브리지 정류회로이므로 교류를 직류로 바꾸는 컨버터부이다.

왼쪽 '입력' 단자 세 개가 각각 위·아래 다이오드 쌍의 중점에 연결되고, 위쪽 다이오드들이 한데 묶여 한쪽 '출력'으로, 아래쪽 다이오드들이 묶여 반대쪽 출력으로 나온다. 다이오드는 한 방향으로만 전류를 흘리므로 출력에는 맥동하는 직류가 나타난다.

VVVF 장치는 컨버터(정류) → 평활 → 인버터 순으로 구성되는데, 전압과 주파수를 바꾸는 PWM 스위칭은 뒤쪽 인버터부가 담당한다. 게이트(점호) 단자 없이 다이오드만 배열된 이 부분은 그런 제어를 할 수 없다.

승강로 출입구에 접한 승강로비는 엘리베이터 이용을 위한 전용 공간으로 확보해야 하며, 다른 용도와 겸용하도록 두어서는 안 된다.

승강로비에서 실내에 접하는 벽·천장 등의 마감은 난연재료나 준불연재료가 아니라 불연재료로 하도록 정하고 있어, 나머지 설명은 기준과 어긋난다(출제 당시 기준).

수평보행기의 경사도는 원칙적으로 $12^\circ$ 이하이지만, 디딤면이 고무 등 미끄러지기 어려운 재질로 되어 있으면 미끄럼 위험이 줄어들어 예외적으로 $15^\circ$ 이하까지 허용한다(출제 당시 기준).

유압 엘리베이터의 안전(릴리프)밸브는 배관이나 실린더의 과압 파손을 막기 위해 상용압력의 125% 부근에서 작동하도록 설정하는 것이 통상적인 기준이다(출제 당시 기준).

이 값보다 낮게 설정하면 정상 운전 중에도 자주 작동해 운행에 지장을 주고, 지나치게 높게 설정하면 과압 보호 기능이 무의미해지므로 이 범위로 관리한다.

조속기(과속조절기)의 전기적 스위치는 정격속도의 $1.3$배를 넘지 않는 범위에서 작동해 전원을 차단하는 것이 기준이며, 정격속도의 $1.4$배는 조속기의 기계적 작동(로프 파지)속도의 상한이지 스위치 작동속도가 아니다.

따라서 조속기 스위치가 1.4배에서 작동한다는 설명은 전기적 작동속도와 기계적 작동속도를 혼동한 것으로 옳지 않다.

• 정전 시 예비조명 1럭스 이상, 125% 적재량 운행시험, 완충기의 115% 속도 충돌 기준은 모두 승강기 안전기준에 부합하는 옳은 설명이다.

승강장 문이 열린 상태에서 모든 제약이 풀리면 자동으로 닫혀 2차 재해를 막는 장치는 도어 클로저이다.

• 도어 컨트롤은 문의 개폐를 전기적으로 제어하는 일반적인 구동 계통을 말한다.
• 도어 인터록은 문이 닫히고 잠기지 않으면 카가 움직이지 못하게 하는 장치로 자동 폐쇄 기능과는 다르다.
• 시그널 컨트롤은 신호(운행) 제어 방식을 뜻하는 용어로 문 닫힘과는 관계가 없다.

승강기의 과부하방지장치는 정원·적재하중 초과 시 출발을 막는 대표적인 방호장치로, 기계기구와 방호조치의 짝으로 옳다.

• 리프트에는 조속기가 아니라 과부하방지장치·권과방지장치·비상정지장치 등이 짝지어진다.
• 에스컬레이터의 방호장치는 파킹장치가 아니라 스텝체인 안전장치, 스커트가드 안전장치 등이다.
• 역화방지기는 크레인이 아니라 가스용접·절단 장치에 쓰는 방호장치다.

화상 환자가 물을 찾을 때는 한꺼번에 많은 양을 주면 구토나 흡인의 위험이 있으므로 여러 번에 걸쳐 조금씩 입을 적시는 정도로 나누어 주는 것이 안전하다.

안전관리자의 직무는 안전에 관한 기록 작성·비치, 안전작업 교육·훈련, 소화·피난훈련 등 사업장 안전관리 업무에 한정된다.

근로환경보건에 관한 연구·조사는 근로자의 건강·위생을 다루는 보건관리자의 직무 영역이라 안전관리자의 직무가 아니다.

아크용접 작업 중 아크를 발생시키지 않는 무부하 상태에서는 2차측에 높은 무부하전압이 걸려 감전 위험이 크다. 이를 막기 위해 용접기에 부착하는 장치가 자동전격방지장치로, 무부하 시 2차 전압을 안전한 수준까지 낮춰 준다.

승강기의 방호(안전)장치는 조속기, 완충기, 경보벨처럼 이상 상황에서 카나 승객을 보호하기 위한 장치를 말한다.

전동기는 카를 구동하는 동력원 자체이지 이상 발생 시 보호 기능을 하는 방호장치가 아니다.

작업위험 분석 방법으로는 작업 상황을 직접 지켜보는 관찰방식, 작업자에게 물어 확인하는 면접방식, 이 둘을 함께 쓰는 혼합방식이 쓰인다.

'기준방식'은 이러한 작업위험 분석 방법의 분류에 해당하지 않는다.

감전은 전기 에너지가 인체를 통과하며 발생하는 재해로 대표적인 전기재해에 해당한다.

동상은 저온, 협착은 기계적 끼임, 비산은 파편이 날아오는 물리적 재해로 전기재해와는 원인이 다르다.

점검 방법은 눈으로 상태를 확인하는 육안점검, 장치가 제대로 동작하는지 확인하는 기능·작동점검, 계측기 사용이나 분해를 동반해 성능·마모·설정값까지 상세히 확인하는 정밀점검으로 구분한다.

법정 정기검사는 승강기가 안전기준에 맞게 유지·관리되고 있는지를 상세히 확인해야 하므로 주로 정밀점검 방법이 적용된다.

근로자가 작업 위치에서 직접 구동 에너지를 차단해 위험기계를 즉시 멈출 수 있도록 하는 장치를 급정지장치라 한다.

사고 원인 분류에서 안전지식 부족은 교육적 원인, 불안전한 행동은 인적 원인, 환경·설비의 불량은 불안전한 상태로서 직접적 원인으로 분류하는 것이 일반적이다.

반면 '고의에 의한 사고'는 간접적 원인으로 분류되는 항목이 아니므로, 이를 간접적 원인이라고 한 설명이 옳지 않다.

승강기 배선에 주로 쓰이는 IV전선(600V 비닐절연전선)의 허용온도는 $60^\circ\mathrm{C}$이다.

웜휠의 톱니가 마모되면 웜과 웜휠 사이의 치선 간격(백래시)이 점점 커진다.

백래시가 커지면 기어가 맞물릴 때 유격이 생겨 시동이나 정지 순간에 충격(쇼크)이 크게 발생한다.

에스컬레이터가 무부하 상태로 상승 중 구동기 브레이크가 작동했을 때, 디딤판(스텝)이 실제로 멈추기까지 이동하는 정지거리는 대략 $0.1\sim0.6\mathrm{m}$ 범위로 규정된다(출제 당시 기준).

카 상부 작업은 비상구출구, 안전스위치·보수용 버튼, 조속기 로프의 취부 상태처럼 카 위에서 직접 확인 가능한 항목을 점검하는 작업이다.

조속기 자체의 작동(트립) 시험은 조속기가 설치된 기계실에서 이루어지는 작업이라 카 상부 작업으로 보지 않는다.

정류자 흑화현상은 정류 불량으로 인한 스파크나 발열이 원인으로, 정류자편의 침식, 전기자 내부 단선, 정류자편의 코일 납땜부 용해 등에서 비롯된다.

전기자에 이물질이 부착되는 것은 절연 불량이나 단락 등 다른 문제의 원인이 될 수는 있지만 흑화현상 자체의 직접 원인으로는 보지 않는다.

에스컬레이터의 스텝(발판)과 스커트가드 사이의 틈새는 승객의 옷이나 신발이 끼이지 않으면서도 스텝이 자유롭게 움직일 수 있도록 대략 $2\sim5\mathrm{mm}$ 정도로 관리한다(출제 당시 기준).

속도 구간별 표준 피트 깊이는 A=1.5 m, B=2.1 m, C=3.2 m이다.

표는 카 속도 60 m/min 이하일 때 A, 90~120 m/min일 때 B, 180~210 m/min일 때 C로 피트 깊이를 규정한다. 저속기는 1.5 m, 중속기는 2.1 m, 고속기는 3.2 m가 대응한다.

피트 깊이는 카가 최하층에 정지했을 때 완충기의 압축 행정과 피트 내 작업자의 안전 공간을 확보하기 위한 값이므로, 속도가 빨라져 완충기 행정이 길어질수록 계단식으로 깊어진다(출제 당시 기준).

스텝체인은 체인이 감기며 방향을 바꾸는 부분의 굴곡반경이 크게 설계되어 있어, 굴곡에 따른 마모가 크게 문제 되지는 않는다는 설명이 옳다.

• 에스컬레이터의 주행속도는 완만한 저속이라 피로파괴 우려로 매일 점검해야 할 정도는 아니다.
• 노출된 금속 부품이라 녹(부식)에 대한 주의가 필요하며 염려하지 않아도 되는 것이 아니다.
• 승강장 틈을 통해 모래나 먼지가 들어오는 것을 완전히 막을 수 없어 오염에 대한 관리가 필요하다.

도어 슈 점검은 슈 자체의 마모, 고정볼트의 조임 상태, 개폐 시 실(문지방 홈)과의 간섭 여부를 확인하는 작업이다.

가이드 롤러의 고무 탄력 상태 점검은 롤러식 안내 기구에 대한 점검 항목으로, 슬라이드 방식인 도어 슈 점검 사항과는 별개다.

특정 층 승강장에 열쇠 스위치를 두고 카의 운행·정지·재개조작을 안전하게 할 수 있도록 하는 장치는 파킹스위치이다.

유압잭은 플런저, 패킹, 더스트 와이퍼 등으로 구성되어 실린더 내부에서 직접 힘을 전달하고 밀봉하는 역할을 한다.

사이렌서(소음기)는 유압회로의 배관 계통에서 압력 맥동이나 소음을 줄이기 위한 부품으로, 잭 자체의 구성품은 아니다.

파워유니트는 펌프, 유량제어밸브, 체크밸브 등 오일을 가압·제어해 실린더로 보내는 유압 발생·제어 계통으로 구성된다.

실린더는 그 압력을 받아 카를 밀어 올리는 별도의 구동부(잭)라서 파워유니트의 구성품에 포함되지 않는다.

유압식 엘리베이터에 쓰이는 고압 고무호스는 파손 시 위험이 크므로 안전율 10 이상을 확보하도록 한다(출제 당시 기준).

실린더와 유량제어밸브 사이의 배관에는 스톱밸브, 사이런서, 라인필터 등이 설치될 수 있다.

스트레이너는 펌프가 오일탱크에서 오일을 빨아들이는 흡입측에 설치해 이물질을 거르는 부품이라, 실린더와 유량제어밸브 사이에는 들어갈 수 없다.

에스컬레이터 스텝의 좌우와 전방 가장자리에 황색이나 적색으로 표시해 스텝 주위 홈에 발이나 옷이 끼는 것을 주의시키는 부품을 데마케이션(구분선)이라 한다.

스커트 가드는 스텝 측면을 막는 판, 테크보드는 난간 외측 덮개판, 스텝체인은 스텝을 끌고 가는 체인이라 표시 기능과는 관계가 없다.

순간적으로 작동하는 순간식(즉시작동형) 비상정지장치는 저속용으로, 적용속도 범위가 $45\mathrm{m/min}$ 이하 정도로 제한된다(출제 당시 기준). 그보다 빠른 속도에는 점차정지형(완작동형) 비상정지장치를 사용한다.

따라서 순간식의 적용속도 범위를 $30\mathrm{m/min}$ 이하로 설명한 것은 기준과 어긋난다.

권상기 도르래(시브) 검사에서 로프 홈의 언더컷 잔여량은 1mm 이상일 것을 요구하므로, 2mm 이상이어야 한다고 한 설명이 옳지 않다(출제 당시 검사기준).

자동정지 때 주로프가 심하게 미끄러지지 않을 것, 감긴 주로프 가닥끼리의 높이차가 2mm 이내일 것, 도르래 몸체에 균열이 없을 것은 모두 실제 검사 항목이다.

스커트가드 안전스위치는 에스컬레이터에서 오르내리는 스텝과 스커트가드 사이에 끼임이 생겼을 때 운전을 멈추기 위한 장치다.

수평보행기는 디딤면이 평면 상태로 수평 이동해 그런 끼임 구조가 생기지 않으므로 스커트 가드 안전스위치는 안전장치로 두지 않는다.

스텝체인 안전스위치, 비상정지 스위치, 핸드레일 인입구 안전스위치는 수평보행기에도 적용되는 안전장치다.

직류기는 고정손(무부하손)과 부하손(가변손)이 같아지는 지점에서 효율이 최대가 된다.

고정손은 부하와 무관하게 일정한 손실(철손·기계손 등)이고 부하손은 부하전류에 비례해 커지는 손실이므로, 두 손실이 같아질 때 손실 대비 출력 비율이 최적화된다.

• 기계손과 동손은 서로 성격이 다른 손실이므로 이 둘이 같아진다고 효율이 최대가 되는 것은 아니다.
• 동손과 철손만을 비교하는 것은 기계손 등을 뺀 근사적 표현으로, 정확한 조건은 고정손 전체와 부하손 전체가 같아지는 것이다.

전동기의 절연내력시험은 권선과 대지 사이에 규정된 시험전압을 인가하여 정해진 시간 동안 절연이 파괴되지 않는지를 확인하는 방식으로 실시한다.

• 권선과 외함 사이라는 표현은 시험 기준이 정한 표준 표현(권선과 대지 사이)과 다르다.
• 외함과 대지간 절연저항 측정은 절연내력시험이 아니라 절연저항시험에 해당한다.
• 중성선의 접지저항 측정은 접지시스템 점검 항목으로 절연내력시험과는 다른 시험이다.

제시된 방식 중에서는 사이리스터(다이리스터) 워드레오나드방식이 에너지 소비 측면에서 효율이 가장 좋다.

정지형 반도체 소자로 직류전압을 가변 제어하므로 회전형 발전기나 저항을 거치는 방식보다 변환 손실이 적다.

• 교류 2단속도 제어방식은 저속 구간에서 저항 손실이 커 효율이 낮다.
• 교류 궤환 제어방식도 슬립전력을 소비하는 과정에서 손실이 발생한다.
• 직류 가변전압 제어방식(회전형 워드레오나드)은 전동발전기 세트를 거치며 기계적 손실이 추가된다.

리미트스위치는 캠이나 롤러가 접점을 기계적으로 접촉시켜 동작하는 장치로 전자석을 이용하지 않는다.

• 계전기(릴레이)는 전자석의 흡인력으로 접점을 개폐하는 장치이다.
• 전자개폐기는 전자석 코일에 전류를 흘려 접점을 붙였다 떼었다 하는 장치이다.
• 솔레노이드밸브는 전자석 코일의 자력으로 밸브체를 움직이는 장치이다.

체인 전동은 금속 링크가 스프로킷 이에 맞물리며 작동하기 때문에 밸트 전동보다 소음과 진동이 큰 편이므로, 소음이 적다는 설명은 옳지 않다.

• 속도비가 정확하다는 것, 축간거리가 짧아도 사용 가능하다는 것, 큰 동력을 전달한다는 것은 모두 체인전동의 실제 특성이다.

웜과 웜기어는 리드각이 작아 마찰이 커서 역회전(역전)이 되지 않는 자기잠금(셀프록킹) 특성을 갖는 것이 일반적이다.

따라서 역회전이 가능하다는 설명은 웜기어의 특성과 맞지 않는다.

• 큰 감속비를 얻을 수 있다는 것, 감속기·윈치 등에 사용된다는 것, 물림(치합)이 원활하다는 것은 모두 웜기어의 실제 특징이다.

동일한 저항 $R$ 두 개를 병렬로 연결하면 합성저항은 $R_{p}=\dfrac{R \times R}{R+R}=\dfrac{R}{2}$가 된다.

따라서 병렬 합성저항은 하나의 저항의 1/2이 된다.

소비전력은 $P=VI$로 구하며, $P=100\,\mathrm{V}\times0.2\,\mathrm{A}=20\,\mathrm{W}$이다.

따라서 이 전등의 소비전력은 20W이다.

2진수 1100은 $1\times2^{3}+1\times2^{2}+0\times2^{1}+0\times2^{0}=8+4+0+0=12$로 계산된다.

따라서 10진수로는 12이다.

직류기의 공극(air gap)은 소형기에서 일반적으로 약 3mm 정도로 설계한다.

공극이 너무 작으면 기계적 접촉 위험이 커지고, 너무 크면 여자전류가 커져 효율이 떨어지므로 기기 용량에 맞는 적정 공극을 둔다.

전압계의 측정범위를 확대하기 위해 전압계와 직렬로 접속하는 저항기를 배율기라고 한다.

전압계 자체보다 큰 저항을 직렬로 붙여 전압 강하를 분담시킴으로써 더 높은 전압까지 측정할 수 있게 한다.

• 계전기는 전자석으로 접점을 개폐하는 제어용 기기로 전압 측정범위 확대와 무관하다.
• 분류기는 전류계의 측정범위를 확대하기 위해 병렬로 접속하는 저항기이다.
• 압축기는 유체를 압축하는 기계장치로 전압 측정과 관계가 없다.

구조물의 안전율이 1이라는 것은 허용응력이 극한강도와 같아진 상태로, 여유가 전혀 없어 오히려 가장 위험한 상태에 해당한다.

따라서 안전율이 1일 때 가장 안전하다는 설명은 옳지 않다.

• 안전율은 극한(기초)강도를 허용응력으로 나눈 값이라는 정의, 안전율이 무명수(단위 없는 값)라는 것, 시공 시 안전율 이상으로 설계·시공해야 한다는 것은 모두 맞는 설명이다.

나사 호칭에서 M은 미터계 나사를 뜻하며, 피치 표기 없이 M10으로만 표시하면 미터 보통나사이며 호칭 지름이 10mm임을 의미한다.

미터 가는나사는 M10×1.25처럼 피치를 별도로 병기하여 구분하며, 나사의 호칭 치수는 반지름이 아니라 지름을 기준으로 표기한다.