02년 1회차

펌프의 출력(동력)은 단위시간당 유체를 밀어내는 일의 양이므로 토출압력과 토출량(유량)의 곱에 비례한다.

$P = p \times Q$ 형태로 나타낼 수 있어, 압력이 커지거나 토출량이 늘어나면 그만큼 출력도 함께 커진다.

가이드레일은 카와 균형추의 승강을 안내하는 부재로, 규격은 길이 1m당 중량(kg/m)으로 표시한다.

예를 들어 8K, 13K, 24K 레일과 같이 단위 길이당 무게 값을 붙여 레일의 강도와 종류를 구분한다.

균형추에 비상정지장치를 설치해야 하는 대표적인 경우는 승강로 피트 하부 공간을 사무실 등 다른 용도로 사용하고 있을 때이다.

이 경우 균형추가 낙하하면 피트 아래 공간에 있는 사람에게 위험이 미칠 수 있으므로, 균형추 쪽에도 카와 마찬가지로 비상정지장치를 두어 추락 사고를 방지한다.

카에 균형부하를 실었을 때는 카 쪽 하중과 균형추 쪽 하중이 로프를 사이에 두고 서로 상쇄되므로, 카와 균형추가 같은 높이에서 마주치는 위치에서 승강로 내 로프 중량 편차가 가장 작아 힘의 균형이 이루어진다.

최상층·최하층이나 완충기에 닿는 위치는 로프 길이 차이로 인한 중량 편차가 커지는 지점이므로 균형이 이루어지는 위치로 보기 어렵다.

에스컬레이터의 핸드레일이 상부 터미널부로 진입하는 지점(마지막 노출부위)에서 이물질이 끼면 이를 감지해 운전을 정지시키는 장치가 인렛트스위치(inlet switch)이다.

핸드레일과 터미널 커버 사이의 틈으로 손이나 물체가 딸려 들어가는 사고를 막기 위해 설치하는 안전장치이다.

유압엘리베이터의 플런져는 실린더 내부를 왕복하는 부품으로, 표면은 매끄럽게 정밀 가공되어야 메탈(패킹)과의 마찰과 마모를 줄이고 기름 누설을 막을 수 있다.

따라서 표면을 거칠게 하여 마찰력을 크게 한다는 설명은 실제와 반대되는 내용이다.

• 상부에 메탈이 설치되는 것은 플런져를 지지·안내하기 위한 정상적인 구조이다.
• 메탈 상부 패킹으로 기름 누설을 막는 것도 맞는 설명이다.
• 이물질에 의한 손상을 주의해야 한다는 것도 표면 정밀도를 유지하기 위한 올바른 설명이다.

4극 유도전동기의 동기속도는 $N_s = \dfrac{120f}{P}$로 구하며, 국내 상용주파수 60Hz를 대입하면 $N_s = \dfrac{120 \times 60}{4} = 1800\ \mathrm{rpm}$이다.

슬립이 0.03이므로 실제 회전속도는 $N = N_s(1-s) = 1800 \times (1-0.03) = 1746\ \mathrm{rpm}$으로 계산된다.

파이널리미트스위치는 일반 리미트스위치가 정상 작동하지 못해 카가 최상·최하층을 지나칠 때 카를 강제로 감속·정지시키는 최종 안전장치이므로, 리미트스위치보다 이후(끝단)에 설치되어야 한다.

리미트스위치 전에 설치한다는 설명은 설치 위치 관계를 반대로 서술한 것이어서 옳지 않다.

• 과부하감지장치를 정격하중의 105~110%로 설정한다는 것은 맞는 설명이다.
• 고속 엘리베이터에 순간정지식 록다운정지장치를 두어야 한다는 것도 맞는 설명이다.
• 파킹스위치로 카를 휴지·재가동시킨다는 것도 맞는 설명이다.

승강로에는 승강기 운행에 필요한 배관·배선만 설치해야 하며, 그 외 용도의 배관은 함께 설치하지 않는 것이 원칙이다.

승강로 내에 관계없는 설비가 함께 지나가면 화재나 누수 등이 승강로를 통해 다른 층으로 번지는 통로가 될 수 있기 때문이다.

에스컬레이터가 윗층 바닥(층간 보·천장)과 교차하면서 만드는 뾰족한 협각부에는, 난간 밖으로 몸이나 머리를 내민 이용자가 구조물에 부딪히거나 끼이는 것을 막기 위해 삼각부 안내판을 설치한다.

이 안내판은 협각이 좁아지는 구간에서 이용자를 안쪽으로 유도해 충돌·끼임 사고를 방지하는 역할을 한다.

셔터연동장치는 방화셔터가 닫힐 때 운전을 정지시키는 장치, 핸드레일 안전장치와 비상정지스위치는 각각 핸드레일과 운전 정지에 관한 장치로 협각부에 설치하는 안전물이 아니다.

카가 유입완충기에 충돌하면 플런져가 실린더 속으로 밀려 내려가고, 이때 실린더 안의 기름이 오리피스봉 주위의 좁은 틈(오리피스)을 통과하면서 유체저항이 발생해 충격을 흡수한다.

이 저항이 완충 작용의 핵심 원리로, 좁은 통로를 지나는 기름의 흐름 저항이 카의 운동에너지를 흡수해 충격을 완화한다.

승강장에서 카의 위치나 운행 방향을 알려주는 신호장치로는 램프식, 디지털식, 홀랜턴식 등이 쓰인다.

반면 버튼식은 승강장에서 카를 호출하는 조작(호출)장치이지 위치·방향을 알려주는 신호 표시장치가 아니므로 성격이 다르다.

마이크로컴퓨터는 여러 대의 카를 효율적으로 배차하기 위해 운전관리, 운행관리, 속도지시 등의 기능을 분담해 처리한다.

카스위치 방식은 운전자가 직접 핸들형 스위치를 조작해 기동·정지를 제어하는 수동 운전 방식이므로 마이크로컴퓨터가 담당하는 자동화 기능과는 관계가 없다.

브레이크 슈는 제동 시 큰 마찰력을 안정적으로 발휘해야 하므로, 마찰계수가 일정하고 높은 동작 빈도에도 견디는 재질(청동철사·석면사 등을 넣은 라이닝)로 만든다.

반대로 윤활작용이 좋다는 것은 마찰력을 떨어뜨리는 성질이어서 제동력을 약화시키므로 브레이크 슈에는 오히려 바람직하지 않은 특성이다.

조속기(governor)는 카의 운행 중 속도를 검출하여 정격속도를 초과하면 로프를 붙잡아 비상정지장치를 작동시키는 장치이다.

즉 조속기 자체는 비상정지장치나 플런져와는 별개로, 카의 속도 감시 기능을 담당하는 장치이다.

일반 리미트스위치가 고장 등으로 작동하지 않아 카가 최상층이나 최하층을 지나쳐 계속 운행되는 것을 막기 위해 파이널 리미트스위치를 설치한다.

이는 정상 운행 제어의 마지막 보루로, 리미트스위치보다 더 끝단에 위치해 카를 강제로 정지시킨다.

카의 실제 속도(실속도)와 목표로 하는 지령속도를 비교해 그 차이를 사이리스터의 점호각 제어에 반영, 유도전동기의 속도를 계속 보정하는 방식은 궤환제어(피드백 제어)이다.

출력값(실속도)을 입력 쪽으로 되돌려 오차를 줄여가는 폐루프 제어 방식이라는 점에서 단순히 속도 단수만 바꾸는 일단·이단 속도제어와 구별된다.

수평보행기는 공항, 터미널 등에서 같은 층의 먼 거리를 수평으로 이동시키기 위한 설비로, 상업시설의 평탄한 보도 구간 등에도 쓰인다.

백화점에서 상하층 사이를 연결하는 것은 수평보행기가 아니라 에스컬레이터의 역할이므로, 상하층간 연락용으로는 수평보행기가 이용되지 않는다.

방폭구조는 전기설비 내부에서 폭발성 가스가 점화되어 내부 폭발이 일어나더라도 그 압력과 화염을 용기 안에서 견디고 외부의 폭발성 분위기로 전파되지 않도록 만든 구조를 말한다.

따라서 방폭이란 가스를 아예 차단하는 것이 아니라, 내부 폭발에 견디는 용기의 내압·내폭 성능을 의미한다.

산업현장에서 쓰이는 안전표시판은 통상 금지표시판, 고압전로 접근표시판과 같은 경고성 표지, 그리고 작업 구간을 알리는 거리표시판 등으로 구분한다.

무게표시판은 이러한 안전표시판의 종류에 해당하지 않는다.

감전이나 전기화상의 위험이 있는 작업을 할 때는 절연장갑·절연화 등 보호구를 갖추고 작업해야 한다.

구명구·구급용구 등은 사고 발생 후의 구조·응급 대응을 위한 것이고 작업모는 머리 보호용에 그치므로, 감전 위험 작업 자체에 대비해 구비해야 하는 것은 보호구이다.

동력전달장치 가운데 벨트는 노출된 상태로 고속 회전하며 작업자의 옷이나 손이 말려 들어가는 사고가 잦아, 전통적으로 재해가 가장 많이 발생하는 부분으로 꼽힌다.

이 때문에 벨트 전동장치에는 반드시 덮개(커버) 등 방호장치를 설치하도록 한다.

전기에 의한 발화는 주로 단락(합선), 과전류, 접속불량으로 인한 과열 등 이상전류·이상발열에서 비롯된다.

용접기의 자동전격방지장치는 반대로 작업자의 감전을 막기 위해 무부하 전압을 낮추는 안전장치이므로, 이 장치 자체가 발화의 원인이 되지는 않는다.

안전관리자는 안전에 관한 기록의 작성·비치, 안전작업 교육 및 훈련, 소화 및 피난훈련 등 사업장의 안전 확보 업무를 담당한다.

근로환경의 보건에 관한 연구·조사는 근로자의 건강과 위생을 다루는 보건관리자의 직무 영역에 가까워, 안전관리자의 직무로 보기 어렵다.

안전보건표지는 일반적으로 금지, 경고, 지시, 안내표지의 네 가지로 구분한다.

방향표지는 이러한 안전보건표지의 분류에 포함되지 않는다.

작업장 색채는 황색-주의, 적색-경고(금지), 녹색-안전 및 대피(피난)표시로 사용하는 것이 일반적인 배색 원칙이다.

따라서 대피표시는 녹색으로 나타내는 것이 맞고, 흑백색을 대피표시와 짝지은 것은 색채와 용도의 대응이 서로 맞지 않는 설명이다.

자체검사원 양성교육 이수자, 해당분야 안전담당자, 지정검사기관의 검사원은 승강기 자체검사를 수행할 자격이 있다고 보는 대상이다.

반면 사업주는 자체검사를 실시할 의무를 지는 주체일 뿐이어서, 별도의 자체검사 교육이나 자격을 갖추지 않는 한 그 지위만으로 자체검사자 자격이 인정되지는 않는다.

작업자의 불안전한 상태는 즉흥적인 판단, 여러 동작을 한꺼번에 처리하는 복합 동작, 필요한 공구의 부족 등 사고 위험을 높이는 조건이나 행동을 가리킨다.

반대로 작업에 자신감을 가지고 임하는 것은 오히려 안정적인 작업 수행에 도움이 되는 긍정적인 태도이므로 불안전한 상태로 보기 어렵다.

에스컬레이터 구동기 브레이크의 제동 성능은 정격하중을 싣고 하강 운전할 때의 디딤판 정지거리로 확인한다. 하강 방향이 하중과 중력이 같은 방향으로 작용해 제동에 가장 불리하기 때문이다.

따라서 상승할 때의 정지거리로 서술한 것은 검사 기준의 조건을 잘못 옮긴 설명이다.

• 디딤판과 상하 승강장의 물림이 충분해야 한다는 것은 맞는 설명이다.
• 승강장에 근접한 방화셔터가 닫히기 시작하면 에스컬레이터가 운전 불가능이 되어야 한다는 것도 맞는 설명이다.
• 핸드레일이 하강운전 중 상부 승강장에서 수평으로 당겨도 멈추지 않아야 한다는 것도 맞는 설명이다.

승강장 도어는 카가 해당 층에 도착하지 않은 상태에서는 도어 인터록에 의해 잠겨 있어 함부로 열리지 않는다.

다만 인터록 기구의 구조상 손으로 강하게 당기면 완전히 열리기 전 약간의 틈이 벌어질 수 있는데, 이는 도어를 잠그고 있는 인터록 걸림쇠의 물림 여유에서 생기는 현상이다.

클러치는 카도어가 승강장도어를 물어 함께 여닫는 연동장치, 클로저는 도어를 자동으로 닫아 주는 장치, 세이프티 에지는 닫히는 도어에 물체가 닿으면 반전시키는 장치로 이 틈새와는 관계가 없다.

핸드레일 구동체인은 에스컬레이터·수평보행기에서 핸드레일을 구동하는 부품으로, 유압식 엘리베이터의 구성 요소가 아니다.

유압식 엘리베이터의 점검은 유압파워 유니트의 설치 상태, 체크밸브 작동 상태, 수동하강밸브를 열었을 때의 속도 등 유압 계통을 중심으로 이루어진다.

안전회로 자체는 정상으로 확인되었으므로 문제는 안전장치 계통이 아니라 운전 명령을 실행시키는 자동회로(운전회로) 쪽에 있다고 보는 것이 타당하다.

• 정지버튼회로는 정지 동작과 관련된 것으로, 스위치를 눌러도 운전 자체가 시작되지 않는 증상과는 거리가 있다.
• 과부하계전기와 핸드레일 구멍의 안전스위치는 모두 안전회로에 포함되는 요소라서, 안전회로에 이상이 없다는 조건과 맞지 않는다.

카와 균형추 사이의 여유거리는 25㎜ 이상으로 확보하는 것이 원칙이다.

이는 승강로 내에서 카와 균형추가 운행 중 서로 간섭하거나 접촉하지 않도록 최소한으로 두는 간격 기준으로, 출제 당시 검사기준에 따른 수치이다.

조속기(governor)는 일반적으로 롤세이프티형(GR), 디스크형(GD), 플라이볼형(GF) 등으로 분류되며, GC형(카 타입)이라는 형식은 존재하지 않는다.

피트 내부에서 점검할 때는 오히려 승강로 문을 열어 둔 채로 작업하는 것이 원칙이며, 문을 닫아 버리면 외부와 격리되어 비상시 대피나 구조가 어려워진다.

• 피트 조명을 켠 뒤 들어가는 것, 기름에 미끄러지지 않도록 주의하는 것, 기계실과 연락을 유지하는 것은 모두 올바른 안전수칙이다.

도어 인터록 스위치는 록(잠금)이 완료된 뒤에 전기적 접촉이 이루어지도록 조정하는 것이 원칙이다.

록이 되기 전에 스위치가 먼저 접촉되면, 문이 실제로 잠기지 않은 상태에서도 운전 회로가 형성되어 안전상 위험할 수 있기 때문이다.

승장 출입구 바닥 끝과 카 출입구 바닥 끝 사이의 간격은 35㎜ 이하로 하는 것이 기준이다(출제 당시 검사기준).

이 간격이 너무 크면 발이 빠지거나 물건이 끼는 사고로 이어질 수 있어 엄격하게 제한한다.

정류자 표면의 줄무늬(그루빙) 손상은 주로 브러시와 접촉면 사이에 낀 이물질, 습기, 기름때 등 표면 오염이나 마찰 이상에서 비롯된다.

반면 전기자코일 단선은 권선 자체의 전기적 결함으로, 정류자 표면이 물리적으로 긁히는 현상과는 직접적인 인과관계가 없다.

조속기의 캐치(catch)는 한번 작동(걸림)하면 자동으로 복귀되지 않고, 별도로 수동 복귀시켜야 하는 구조이다.

정격속도의 1.3배를 넘기 전에 조속기 스위치가 동작해야 한다는 것, 스위치가 작동 후 자동복귀되지 않아야 한다는 것, 로프 장력 상실 시 주회로를 차단하기도 한다는 설명은 모두 조속기의 올바른 작동 특성이다.

주요 배관에 유량제어밸브를 설치해 실린더로 들어가는 유량 자체를 직접 조절하는 방식은 미터 인(meter in) 회로이며, 유량을 직접 통제하는 만큼 비교적 정확한 속도 제어가 가능하다.

블리드 오프 회로는 여분의 유량을 탱크로 빼내는 방식이라 정밀도가 떨어지고, 미터 아웃 회로는 실린더에서 나가는 유량을 제어하는 방식으로 이 문항이 설명하는 구조와는 다르다.

에스컬레이터 구동 전동기의 용량은 속도, 경사각도, 기계 효율 및 적재하중 등을 바탕으로 산정하며, 안전장치의 유무는 전동기 출력 산정과는 직접 관련이 없다.

피트에서 하는 검사에는 완충기, 균형로프(체인), 이동케이블의 설치상태 확인 등이 포함되지만, 도어 클로저는 승강장 출입문 쪽 부품이라 피트 검사 항목에 해당하지 않는다.

균형추 점검은 웨이트편 고정 여부, 각부 조임상태, 가이드슈 마모 여부 등 균형추 자체의 기계적 상태를 확인하는 항목들로 구성된다.

과속(조속기) 스위치의 취부 상태는 조속기 계통 점검에 해당하는 사항으로, 균형추 점검·보수와는 거리가 멀다.

에스컬레이터의 계단식 체인은 좌·우 양쪽에 각각 1개씩 설치되어 스텝을 이끄는 구조로 구성된다.

실린더 검사 항목에는 패킹에서 누유된 기름을 제거하는 장치, 공기·가스 배출구, 더스트 와이퍼의 상태 확인 등이 포함된다.

압력배관의 고무호스 여유 상태는 배관 계통 점검 사항으로, 실린더 자체 검사 항목과는 구분된다.

유압식 엘리베이터에는 소음과 진동이 적은 스크류펌프가 가장 많이 사용된다.

기어펌프는 소음이 크고, 베인펌프와 피스톤펌프도 사용되지만 유압엘리베이터의 주류 펌프로는 스크류펌프가 꼽힌다.

출력은 양(+)의 반원이 빈틈없이 이어지는 전파정류 파형이다.

그림은 다이오드 네 개를 마름모꼴로 짜고 한쪽 대각에 입력, 다른 쪽 대각에 출력을 낸 단상 브리지 정류회로다. 입력의 (+) 반주기와 (−) 반주기에서 서로 다른 두 다이오드 쌍이 번갈아 도통해, 부하에는 언제나 같은 방향으로 전류가 흐른다.

따라서 60㎐ 입력의 음(−) 반주기가 잘려 나가지 않고 위로 접혀 올라오므로, 출력 맥동 주파수는 입력의 두 배인 120㎐가 된다.

• 반원 하나 뒤에 빈 구간이 반복되는 파형은 다이오드 한 개짜리 반파정류의 결과다.
• 위아래로 진동하는 정현파는 정류되지 않은 입력 교류 그대로다.
• 반원들이 서로 겹쳐 골이 바닥까지 내려오지 않는 파형은 3상 정류에서 나오는 모양이다.

단상 유도전동기 중 콘덴서기동형은 콘덴서에 의한 위상 보정 효과로 역률이 가장 우수한 방식이다.

분상기동형, 반발기동형, 셰이딩기동형은 상대적으로 역률이 떨어진다.

질량 1g의 물체에 1㎝/sec²의 가속도를 주는 힘의 크기가 바로 1dyne의 정의이다.

$1\ \mathrm{dyne} = 1\ \mathrm{g} \times 1\ \mathrm{cm/s^2}$로, CGS 단위계에서의 힘의 단위이다.

유도전동기 속도식 $N = \dfrac{120f(1-S)}{P}$에서 실제로 속도를 조절하는 방법은 극수 P, 슬립 S, 주파수 f를 변화시키는 것이며, 상수 120은 고정된 값이라 변화시킬 수 있는 대상이 아니다.

웜과 웜기어의 전동효율을 높이려면 마찰각과 마찰계수는 작게, 나사각(리드각)은 크게 하는 것이 유리하다.

마찰이 작을수록 미끄럼 접촉에서 생기는 손실이 줄고, 나사각이 클수록 회전력이 이송 방향으로 더 효율적으로 전달되어 전동효율이 올라가기 때문이다.

변형률 $\varepsilon = \dfrac{\Delta L}{L}$이므로 줄어드는 길이는 $\Delta L = 50 \times 0.004 = 0.2\ \mathrm{mm}$이다.

따라서 압축 후 높이는 $50 - 0.2 = 49.80\ \mathrm{mm}$가 된다.

안전계수는 $\dfrac{\text{인장강도}}{\text{사용응력}}$로 구하므로 $\dfrac{400}{100} = 4$가 된다.

원통캠, 쌍곡선캠, 구형(구면)캠은 실제로 사용되는 캠의 형식이지만, 와이퍼캠은 캠의 분류 형식으로 통용되지 않는다.

옴의 법칙 $V = IR$에 따라 $V = 5\ \mathrm{A} \times 100\ \Omega = 500\ \mathrm{V}$가 필요한 전압이다.

사인바의 크기는 양쪽에 달린 두 로울러의 중심 간 거리로 정의된다.

이 중심거리를 기준으로 각도와 높이차를 계산해 각도 측정에 이용한다.

1kWh를 줄(J) 단위로 환산하면 $1\ \mathrm{kWh} = 1000\ \mathrm{W} \times 3600\ \mathrm{s} = 3.6\times10^{6}\ \mathrm{J}$이 된다.

유도전동기의 속도는 슬립, 극수, 주파수를 변화시켜 조절할 수 있으며, 전동기의 용량(출력)을 바꾸는 것은 속도 제어 방법에 해당하지 않는다.

운전자 없이 미리 정해진 순서와 위치에 따라 자동으로 동작하는 엘리베이터의 제어방식은 프로그래밍제어(프로그램 제어)에 해당한다.

정치제어는 목표값이 일정한 제어, 추종제어는 목표값의 임의 변화를 따라가는 제어, 비율제어는 목표값이 다른 양과 일정 비율 관계를 갖는 제어로 엘리베이터의 자동운전과는 성격이 다르다.

코일에 축적되는 에너지는 $W = \dfrac{1}{2}LI^2$로 구하므로, $W = \dfrac{1}{2} \times 4 \times 5^2 = 50\ \mathrm{J}$이 된다.