18년 1회차

직류강체방식(T-bar) 구간에서 지상의 가공 전차선이 터널 안 강체 전차선으로 바뀌는 전환 구간에는 지상부 이행장치를 설치해 팬터그래프가 급격한 충격 없이 자연스럽게 옮겨가도록 한다.

가선 형태가 급격히 바뀌면 팬터그래프의 이선(離線)이나 손상이 발생할 수 있어, 이 구간에서는 높이와 편위를 점진적으로 변화시키는 이행 설비가 필요하다.

AT(단권변압기) 급전방식에서는 전차선-레일 간, 급전선-레일 간이 각각 25kV씩 서로 역위상이 되도록 급전하며, 이에 따라 전차선과 급전선 사이의 표준전압은 50kV가 된다.

단권변압기의 권선 양단을 전차선과 급전선에 접속하고 중성점을 레일에 연결하여 25kV씩 역위상으로 유지시키며, 부하전류를 급전선으로 흡상시켜 통신유도장해를 줄이는 것이 AT 급전방식의 특징이다.

경량전철의 LIM(리니어유도전동기) 방식은 차륜과 궤도 사이의 점착력 대신, 차상 1차측 코일과 궤도에 부설된 리액션 플레이트 사이에서 발생하는 전자력을 추진력으로 사용한다.

철제차륜방식과 고무차륜방식은 모두 차륜과 주행면 사이의 점착력으로 추진력을 얻으며, 모노레일방식은 궤도(주행로) 형태에 따른 분류로 추진 자체는 역시 차륜의 점착력에 의존한다.

급전회로의 길이가 길어지면 선로의 인덕턴스와 정전용량에 의해 특정 주파수에서 공진현상이 발생할 수 있는데, 이를 억제하기 위해 급전계통에 R-C 뱅크를 설치해 회로의 공진 첨두를 감쇠시킨다.

구배가 있는 구간에서는 경간과 구배율을 곱해 인접 전주 사이의 전차선 높이 변화량을 구한다. 구배 3‰은 1,000m당 3m, 즉 0.003의 기울기를 뜻한다.

$\Delta h=60\times0.003=0.18\,\mathrm{m}$

전차선이 낮아지는 구배이므로 다음 전주의 전차선 높이는 $5.2-0.18=5.02\,\mathrm{m}$가 된다.

피뢰기의 직선적 유효보호범위는 전파속도와 파두장(파두시간)을 이용해 $S=\dfrac{v\times T}{2}$로 구한다.

$S=\dfrac{500\,\mathrm{m/\mu s}\times5\,\mu s}{2}=1250\,\mathrm{m}$

이는 뇌서지가 피뢰기와 보호대상물 사이를 왕복하는 동안, 파두가 상승하여 파고값에 이르기 전까지 도달할 수 있는 거리를 의미한다.

터널 시·종점 부근은 터널 안팎으로 구조물 형상과 가고(架高)가 급격히 바뀌는 지점이므로, 전차선의 높이와 편위가 흐트러지지 않도록 터널 끝단에서 가까운 위치에 지지점을 두어 고정해야 한다.

이에 따라 터널 시·종단에 설치하는 브래킷은 터널 시·종점으로부터 5m 이내의 위치에 설치함을 원칙으로 한다.

강체가선(T-bar)은 전차선을 강체 도체에 물려 지지하는 방식이어서, 커티너리 가선처럼 조가선의 탄성으로 하중과 처짐을 흡수하지 못한다. 따라서 지지점을 촘촘히 두어 전차선을 받쳐야 한다.

T-bar 강체가선 브래킷의 표준간격은 5m로, 경간이 수십 m에 이르는 커티너리 가선에 비해 훨씬 조밀하게 설치된다.

에어섹션은 인접한 두 급전구간의 전차선을 나란히 겹쳐 일정 간격으로 이격시키고, 그 사이의 공기로 절연하여 같은 전위(동상)인 구간끼리 전기적으로 구분하는 장치이다.

판토그래프가 두 전차선 사이를 미끄러지듯 옮겨 타면서 구간을 통과하며, 별도의 애자나 절연물 없이 공기 간극만으로 절연을 확보한다는 점이 특징이다.

• 에어조인트는 평행 구간을 두되 점퍼선으로 양쪽을 전기적으로 연결해 기계적 구분만 수행하는 장치로, 절연구분과는 목적이 다르다.
• 섹션 인슐레이터는 애자(절연물)를 끼워 짧은 구간에서 절연구분을 만드는 장치로 공기절연을 이용한 평행 이격 구조가 아니다.
• 인류장치는 전차선의 장력을 고정·조정하는 설비로 절연구분과는 무관하다.

보호선은 지락이나 섬락사고 시 레일 전위가 과도하게 오르는 것을 억제하기 위한 설비이므로, 레일의 전위를 상승시키는 효과라는 서술은 보호선의 설치 목적과 정반대이다.

나머지 서술은 모두 보호선의 실제 기능에 해당한다.

• 급전선이나 전차선용 애자에서 섬락사고가 발생하면 금속회로를 구성해 지락전류가 흐르도록 한다.
• 그 전류로 변전소 차단기를 동작시켜 애자류의 파손사고를 방지한다.
• 지락사고로 인한 지지물 등의 접지전위 상승을 억제한다.

허용응력 설계법에서는 재료의 항복강도 등에 이미 안전율이 반영된 허용응력을 기준값으로 쓰므로, 부재에 생기는 실제 응력이 그 허용응력을 넘지 않도록 하는 것으로 충분하다.

따라서 빔 및 브래킷 소재의 허용응력에 대해 별도로 요구하는 안전율은 1.0 이상이며, 이는 실제응력이 허용응력 이하이기만 하면 된다는 뜻이다.

단권변압기(AT)는 급전선과 전차선 사이에 병렬(분로)로 접속하고, 그 중성점을 레일에 접속하는 구조이다.

이렇게 접속해야 급전선측과 전차선측 권선에 서로 반대 방향의 전류가 흘러 통신선 유도장해를 줄이고, 중성점을 통해 레일의 귀선전류를 흡상할 수 있다. 직렬로 넣으면 이러한 AT급전방식의 동작 자체가 성립하지 않는다.

스팬선식 빔은 두 지지물 사이에 강선(스팬선)을 걸어 전차선을 매다는 가요성 구조이므로, 강체로 고정하여 지지하는 고정식 빔의 범주에 들어가지 않는다.

고정 브래킷·크로스 빔·문형 고정빔은 모두 지지물에 강체로 고정되어 전차선을 지지하는 고정식 빔에 해당한다.

5초간 최대순간풍속은 순간풍속 관측값이 없을 때 10분간 평균풍속에 돌풍률(약 1.35배)을 곱하여 추정한다.

$V_{gust} = 1.35 \times V_{10min} = 1.35 \times 30 = 40.5\ \mathrm{m/s}$

훅의 법칙은 응력과 변형률이 정비례하는 구간에서만 성립하며, 그 비례관계가 유지되는 한계가 바로 비례한도이다.

탄성한도는 하중을 제거했을 때 변형이 완전히 회복되는 한계를 말하는 것으로, 응력-변형률 곡선이 직선을 유지하는 구간과는 별개의 개념이며 일반적으로 비례한도보다 약간 더 높은 지점에 위치한다.

모멘트는 힘이 만들어내는 회전 효과(힘×거리)로서 힘 자체의 구성요소가 아니라 힘으로부터 파생되는 결과량이다.

힘을 완전히 표현하려면 크기, 방향, 작용점 세 가지만 있으면 충분하며, 이 세 가지를 힘의 3요소라 한다.

힌지지점(회전지점)은 핀으로 연결되어 이동은 구속되지만 회전은 자유로운 지점으로, 수평반력과 수직반력 2개가 발생한다.

이동지점(롤러지점)은 반력이 1개(수직반력)뿐이고, 고정지점은 수평·수직반력에 모멘트까지 더해 반력이 3개 발생한다는 점에서 힌지지점과 구분된다.

전단력은 어떤 단면에서 구하든 그 단면보다 위쪽(하중 쪽)에 작용하는 횡하중의 합과 같다.

수평집중하중 126.7kgf가 높이 5.4m 지점에 작용하고 그 사이에 다른 횡하중이 없으므로, 높이 4m 지점의 전단력도 그대로 $126.7\ \mathrm{kgf}$이다.

전단력은 하중점과 단면 사이의 거리(모멘트팔)에 영향을 받지 않으며, 거리에 비례해 커지는 것은 전단력이 아니라 굽힘모멘트이다.

가동브래킷은 온도 변화로 전차선이 늘어나고 줄어들 때 그 움직임을 따라 수평으로 원활히 회전해 주어야 하는 설비다. 회전을 막는 저항이 크면 브래킷이 따라 돌지 못해 편위가 틀어지고 전차선에 무리한 힘이 걸린다.

그래서 전차선의 수직하중과 횡장력을 받은 상태에서 가동브래킷의 회전 억제저항은 1개소 당 3kg 이하가 되도록 한다.

지선(지지선)의 인장력에 대한 안전율은 2.5 이상으로 정한다.

지선은 지지물이 넘어지지 않도록 반대쪽에서 당겨 붙잡아 주는 부재여서, 지선이 끊어지면 지지물 도괴로 곧장 이어진다. 그만큼 여유를 두어 인장강도 기준을 높게 정한 것이다.

전선류 주위에 비중 0.9의 빙설이 두께 6mm로 부착된 상태를 가정하고 계산하는 풍압하중이 바로 을종풍압하중이다.

빙설의 부착을 전혀 고려하지 않는 경우는 갑종풍압하중, 인구가 밀집한 도시 지역 등에서 갑종의 절반 수준으로 저감해 적용하는 경우는 병종풍압하중으로 구분된다.

원형 중공단면의 단면2차모멘트는 바깥지름과 안지름의 4제곱 차를 이용해 구한다.

$I = \dfrac{\pi}{64}(D^4 - d^4)$

바깥지름 $D=3\ \mathrm{cm}$, 두께 0.5cm이므로 안지름은 $d = 3 - 2\times0.5 = 2\ \mathrm{cm}$이다.

$I = \dfrac{\pi}{64}(3^4 - 2^4) = \dfrac{\pi}{64}\times65 \approx 3.19\ \mathrm{cm^4}$

한 점에서 만나는 세 힘이 평형을 이룰 때, 각 힘의 크기가 나머지 두 힘 사이각의 정현(sine)에 정비례한다는 이론이 라미의 정리이다.

훅크의 법칙은 응력과 변형률의 비례관계를, 프와송의 법칙은 세로변형률과 가로변형률의 비를 다루는 이론으로 이 문제의 설명과는 무관하다.

압축응력은 작용하는 압축력을 단면적으로 나누어 구한다.

단면적은 $A = 20\times20 = 400\ \mathrm{cm^2}$이고, 압축력은 $P=40\ \mathrm{tf} = 40{,}000\ \mathrm{kgf}$이다.

$\sigma = \dfrac{P}{A} = \dfrac{40{,}000}{400} = 100\ \mathrm{kgf/cm^2}$

힘의 평형을 나타내는 3대 방정식은 수평력의 합, 수직력의 합, 모멘트의 합이 각각 0이 되는 조건이다.

장력의 합이 1이 된다는 식은 평형조건과 아무 관계가 없는 식으로, 3대 평형방정식에 포함되지 않는다.

전차선의 편위는 판토그래프 슬라이더가 한쪽만 닳지 않고 고르게 접촉하도록 정하는 값이므로, 열차 운행 대수나 차량 수의 증가는 편위를 정하는 고려사항이 아니다.

편위를 정할 때는 전기차 동요로 인한 집전장치의 편위, 곡선구간에서의 전차선 편위, 바람에 의한 전차선의 풍압 편위를 종합적으로 고려한다.

무한장 솔레노이드의 자기인덕턴스는 $L = \dfrac{\mu N^2 S}{l}$이다.

단위 길이당 값으로 바꾸기 위해 양변을 $l$로 나누면

$\dfrac{L}{l} = \dfrac{\mu N^2 S}{l^2} = \mu S\left(\dfrac{N}{l}\right)^2$

단위 길이당 권수가 $n_0 = \dfrac{N}{l}$이므로 단위 길이당 자기인덕턴스는 $\mu S n_0^2$가 된다.

원점의 전계를 최대로 만들려면, 같은 방향으로 전계를 만드는 양전하는 가까이, 그 전계를 상쇄시키는 음전하는 멀리 배치해야 한다. 전계의 크기는 거리의 제곱에 반비례하므로 가까운 자리일수록 기여가 크다.

양전하 $Q_1=3\mathrm{C}$과 $Q_2=1\mathrm{C}$은 원점에서 같은 방향의 전계를 만들고, 음전하 $Q_3=-3\mathrm{C}$은 반대 방향으로 이를 상쇄시킨다.

따라서 전하량이 큰 $Q_1$을 가장 가까운 점에, 상쇄 효과가 큰 $Q_3$을 가장 먼 점에 두고 $Q_2$를 가운데 둘 때 전계의 크기가 최대가 된다.

자계는 발산하지 않으며, 자극(자하)은 항상 N극과 S극이 쌍으로만 존재할 뿐 단독으로는 존재할 수 없다는 것이 맥스웰 방정식(가우스 자기법칙)의 의미이다. 따라서 자계가 발산하고 자극이 단독으로 존재한다는 서술은 이 법칙과 정반대이다.

전계의 회전이 자속밀도의 시간적 감소율과 같다는 것은 패러데이 법칙, 자계의 회전이 전류밀도와 같다는 것은 앙페르 법칙, 단위체적당 발산 전속수가 공간전하밀도와 같다는 것은 가우스 법칙(전기)을 각각 나타내며 모두 옳은 서술이다.

전기력선은 정전하(+)에서 나와 부전하(-)에서 끝나므로, 이를 거꾸로 서술한 것은 틀린 설명이다.

단위 전하에서 $\dfrac{1}{\varepsilon_0}$개의 전기력선이 출입한다는 것, 전기력선이 전위가 높은 점에서 낮은 점으로 향한다는 것, 전기력선의 방향과 밀도가 각각 그 점의 전계의 방향·크기와 일치한다는 것은 모두 전기력선의 올바른 성질이다.

유전체의 단위체적에 축적되는 에너지밀도는 유전율과 전계 세기 제곱의 곱을 2로 나눈 값이다.

$w = \dfrac{1}{2}\varepsilon E^2$

매질의 고유임피던스는 $\eta = \sqrt{\dfrac{\mu}{\varepsilon}} = \sqrt{\dfrac{\mu_0}{4\varepsilon_0}} = \dfrac{1}{2}\times377 = 188.5\ \Omega$이다.

자계의 크기는 $H_0 = \dfrac{E_0}{\eta} = \dfrac{377}{188.5} = 2\ \mathrm{A/m}$이다.

전계가 $a_y$ 방향이고 파동이 $+z$ 방향으로 진행하므로, $E\times H$가 진행방향을 향하려면 자계는 $-a_x$ 방향이어야 한다.

전도전류와 변위전류의 크기가 같아지는 주파수는 도전율을 각주파수와 유전율의 곱과 같다고 놓아 구한다.

$\sigma = \omega\varepsilon = 2\pi f \varepsilon_0\varepsilon_s$이므로 $f = \dfrac{\sigma}{2\pi\varepsilon_0\varepsilon_s}$이다.

$f = \dfrac{1}{2\pi\times8.854\times10^{-12}\times6} \approx 3.0\times10^{9}\ \mathrm{Hz}$

접지된 평면도체에서 거리 d에 있는 점전하 Q는, 도체면 반대쪽 같은 거리에 있는 영상전하 $-Q$가 만드는 인력과 똑같은 힘을 받는다. 두 전하의 간격은 2배가 되므로, 전하가 도체면에서 거리 x에 있을 때 받는 인력은

$F = \dfrac{Q^2}{4\pi\varepsilon_0 (2x)^2} = \dfrac{Q^2}{16\pi\varepsilon_0 x^2}$

이 힘을 이기고 전하를 d에서 무한원점까지 옮기는 데 필요한 일은 이를 거리에 대해 적분하여 구한다.

$W = \int_{d}^{\infty}\dfrac{Q^2}{16\pi\varepsilon_0 x^2}dx = \dfrac{Q^2}{16\pi\varepsilon_0 d}$

환상솔레노이드 철심 내의 자속은 자계와 자속밀도를 차례로 구한 뒤 단면적을 곱해 계산한다.

평균 자로 길이는 $l=\pi D = \pi\times0.2 \approx 0.628\ \mathrm{m}$이고, 자계는 $H=\dfrac{NI}{l}=\dfrac{600\times2}{0.628}\approx1910\ \mathrm{A/m}$이다.

자속밀도는 $B=\mu_0\mu_s H \approx 2.40\ \mathrm{T}$이고, 단면적 $10\ \mathrm{cm^2}=10^{-3}\ \mathrm{m^2}$를 곱하면 자속은 $\Phi = B\times S \approx 2.4\times10^{-3}\ \mathrm{Wb}$이다.

도체나 반도체에 전류를 흘리고 이와 직각 방향으로 자계를 가했을 때, 전류와 자계 두 방향에 모두 직각인 방향으로 기전력이 발생하는 현상을 홀 효과라 한다.

• 핀치 효과: 전류가 스스로 만든 자계의 힘으로 전류가 흐르는 유체(액체 도체·플라즈마)의 단면이 안쪽으로 수축하는 현상
• 볼타 효과: 서로 다른 두 금속을 접촉시켰을 때 접촉면에 전위차가 생기는 현상
• 압전 효과: 결정체에 압력이나 인장을 가했을 때 그 면에 전기 분극이 생기는 현상

원통 양단에 나타나는 전자극의 세기는 자화의 세기와 원통 단면적의 곱으로 구해지며, 그 값은 $\dfrac{\pi d^2 J}{4}$이다.

자화의 세기(자화도) $J$는 단위 체적당 자기모멘트이므로, 균일하게 자화된 원통 전체의 자기모멘트는 $J$에 부피를 곱한 값과 같고, 이는 양단의 자극 세기에 원통 길이를 곱한 값과 같다.

자극 세기 $m$에 대해 $m\times\ell = J\times\dfrac{\pi d^2}{4}\times\ell$이 성립하므로 길이 $\ell$이 소거되어, 원통의 단면적에 $J$를 곱한 값만 남는다.

이 구면 $S_0$를 통과하는 전기력선수는 약 $6.2\times10^4$이다.

선전하는 원점에서 수직거리 $h=2\,\mathrm{m}$ 떨어져 지나가므로, 반지름 $R=5\,\mathrm{m}$인 구와 만나는 현의 길이는 $2\sqrt{R^2-h^2}=2\sqrt{21}\approx9.17\,\mathrm{m}$이다.

구 내부에 포함된 전하량은 $Q=\rho_\ell\times9.17\approx5.5\times10^{-7}\,\mathrm{C}$이고, 전기력선의 총수는 $N=\dfrac{Q}{\varepsilon_0}$로 정의되므로 $N\approx6.2\times10^4$가 된다.

무한장 솔레노이드의 자기인덕턴스는 $L=\dfrac{\mu N^2 \pi r^2}{\ell}$로 주어지며, 철심의 길이 $\ell$은 분모에 있으므로 그 값이 커질수록 인덕턴스는 오히려 감소한다.

반면 철심의 반경, 코일의 권수, 철심의 투자율은 모두 분자에 있어 그 값이 커지면 인덕턴스도 함께 증가한다.

지면 위 높이 $h$에 가설된 무한장 선전하가 대지로부터 받는 힘은 $h$에 반비례한다.

접지된 대지면은 영상전하법으로 다룰 수 있어, 지면 아래 $h$ 지점에 크기가 같고 부호가 반대인 영상선전하가 있는 것과 등가이다.

두 무한장 선전하 사이의 단위길이당 힘은 $F=\dfrac{\rho_\ell^2}{2\pi\varepsilon_0\times2h}$로, 두 선전하 사이 거리 $2h$에 반비례하므로 결국 $h$에 반비례하는 관계가 된다.

축상 10cm 지점의 자위는 약 $420\,\mathrm{AT}$이다.

판자석에 의한 자위는 $U=\dfrac{P_0}{4\pi\mu_0}\Omega$로 구하며, 여기서 $\Omega$는 관측점에서 본 원판의 입체각으로 $\Omega=2\pi\left(1-\dfrac{x}{\sqrt{x^2+a^2}}\right)$이다.

반지름 $a=0.05\,\mathrm{m}$, 거리 $x=0.1\,\mathrm{m}$를 대입하면 $\Omega\approx0.664$이고, $P_0=0.01\,\mathrm{Wb/m}$을 함께 넣으면 $U\approx420\,\mathrm{AT}$가 된다.

전속은 매질에 축적되는 에너지가 최소가 되도록 분포하므로, '최대가 되도록 분포한다'는 설명은 틀린 내용이다.

나머지 설명은 모두 타당하다.

• 경계면에서 전속선이 꺾이는 굴절각은 유전율이 클수록 커지므로, 굴절각이 큰 유전체는 유전상수가 크다.
• 에너지밀도 $w=\dfrac{D^2}{2\varepsilon}$에서 전속밀도가 같다면 유전상수가 클수록 에너지는 작아진다.
• 같은 식에서 에너지가 같다면 유전상수가 클수록 전속밀도는 커진다.

내외 반지름을 각각 5배로 늘리면 정전용량은 5배로 증가한다.

동심구 콘덴서의 정전용량은 $C=\dfrac{4\pi\varepsilon ab}{b-a}$로, 내부반지름 $a$와 외부반지름 $b$를 각각 $k$배 하면 분자 $ab$는 $k^2$배, 분모 $b-a$는 $k$배가 된다.

$k=5$를 대입하면 전체 배율은 $\dfrac{k^2}{k}=k=5$가 되어, 정전용량은 5배로 커진다.

동작전류가 정정값을 넘으면 그 초과분의 크기와 관계없이 바로 동작하는 계전기는 순한시계전기이다.

• 반한시계전기는 전류가 클수록 동작시간이 짧아지는 방식이다.
• 정한시계전기는 전류 크기와 관계없이 정해진 일정 시간이 지나야 동작한다.
• 반한시정한시계전기는 두 특성을 결합해 작은 전류에서는 반한시, 큰 전류에서는 정한시처럼 동작한다.

가스절연개폐설비(GIS)는 한랭지나 산악지방에서 SF6 가스가 액화할 우려가 있어 가스 히터 설치와 같은 액화 방지 대책이 필요하므로, '필요없다'는 설명은 틀린 내용이다.

나머지 특징들은 모두 GIS의 일반적 장단점과 일치한다.

• 대기절연 방식보다 현저히 소형화할 수 있지만 설비 단가는 비교적 높다.
• 완전 밀폐형 구조로 소음이 적고 충전부 노출이 없어 안전성이 높다.
• 내부가 밀폐되어 있어 가스압력 감시가 필요하고 점검·부품 교환이 번거롭다.

망상(네트워크)배전방식은 여러 변전소·변압기가 그물망처럼 연결되어 한 경로에 고장이 나도 다른 경로로 계속 급전할 수 있어, 방사상 방식보다 무정전 공급의 신뢰도가 더 높다.

• 여러 경로에서 전력이 공급되므로 전압 변동은 방사상 방식보다 오히려 작다.
• 경로가 병렬로 연결되어 있어 부하 증가에 대한 융통성이 크다.
• 설비비가 많이 들어 부하밀도가 높은 대도시 중심부에 주로 적용되며, 인축의 감전사고 우려는 오히려 커서 농촌에 적합한 방식은 아니다.

리클로저는 배전선에 사고가 나면 차단 후 자동으로 재투입을 시도하는 보호기기로, 전압을 조정하는 장치가 아니다.

승압기, 유도전압조정기, 주상변압기 탭 절환장치는 모두 배전선의 전압을 직접 높이거나 조정하기 위한 설비이다.

송전계통의 안정도를 높이려면 계통의 직렬 리액턴스를 감소시켜야 하므로, '증가시킨다'는 설명은 안정도 향상대책이 아니다.

• 전압 변동을 적게 하는 것은 안정도 향상에 기여한다.
• 고속도 재폐로 방식을 채용하면 고장 후 신속히 정상 계통으로 복귀할 수 있다.
• 고장시간과 고장전류를 줄이면 계통에 가해지는 충격이 작아져 안정도가 좋아진다.

화력발전소의 재열기는 터빈에서 일부 팽창해 온도와 압력이 낮아진 증기를 다시 가열하여 재차 터빈으로 보내기 위한 설비이다.

이를 통해 터빈 출구 부근의 습분을 줄이고 열효율을 높일 수 있으며, 공기·급수·석탄을 가열·건조하는 것은 각각 다른 설비의 역할이다.

부하가 선로를 따라 균등하게 분포된 경우의 전력손실은, 같은 총부하가 말단에 집중된 경우보다 1/3로 줄어든다.

말단 집중부하는 전 구간에 최대전류가 그대로 흐르는 반면, 균등분포부하는 구간을 따라 전류가 점차 줄어들며 손실이 적분 형태로 계산되어 집중부하 대비 3분의 1 수준에 그치기 때문이다.

송전선로에 복도체를 사용하는 주된 목적은 전선 표면의 전위경도를 낮춰 코로나 발생을 감소시키기 위함이다.

복도체는 등가 반지름이 커지는 효과가 있어 인덕턴스는 감소하고 정전용량은 오히려 증가하며, 전선 표면의 전위경도도 낮아진다.

변류기(CT) 수리 시 2차측을 단락시키는 이유는 2차측 과전압을 방지하기 위해서이다.

변류기는 1차 전류에 의해 여자되는 정전류원에 가까운 특성을 가져, 2차측이 개방된 상태로 1차 전류가 흐르면 2차 권선에 매우 높은 고전압이 유기되어 절연이 파괴되거나 감전 위험이 생긴다.

발전기나 주변압기의 내부 고장 보호용으로 가장 널리 쓰이는 계전기는 비율차동계전기이다.

이 계전기는 권선 양단(1차·2차)의 전류 차이가 정정된 비율을 넘어설 때 동작하도록 설계되어, 외부 사고나 여자돌입전류에는 오동작하지 않으면서 권선 내부의 단락·지락 같은 내부고장만 선택적으로 검출할 수 있다.

진상콘덴서를 설치해 전압을 보상하는 것은 역률 개선이나 전압 유지를 위한 대책이지, 배전선로 사고의 확대를 막기 위한 대책은 아니다.

• 선택접지계전방식은 지락이 생긴 회선만 선택해 차단하므로 사고 범위를 좁힌다.
• 자동고장 검출장치는 고장 발생 위치를 신속히 찾아 확대를 막는다.
• 특고압 구간의 자동구분개폐기는 고장 구간을 자동으로 분리해 건전 구간의 정전을 막는다.

송전전력·거리·전선 비중·손실률이 일정할 때, 전선의 단면적 $A$는 송전전압 $V$의 제곱에 반비례한다.

전력손실은 $P_\ell\propto\dfrac{P^2\ell}{AV^2}$ 형태로 나타나는데, 손실률과 송전전력·거리가 고정되어 있으므로 이 식이 일정하게 유지되려면 $A\propto\dfrac{1}{V^2}$의 관계가 성립해야 한다.

1년 365일 중 185일은 이 값 이하로 내려가지 않는 유량을 평수량이라 한다.

하천 유량은 유량이 큰 쪽부터 늘어놓았을 때의 지속일수로 구분하는데, 95일 기준이 풍수량, 185일 기준이 평수량, 275일 기준이 저수량, 355일 기준이 갈수량이다. 고수량은 홍수 때 흐르는 큰 유량을 가리키는 말로 이러한 지속일수로 정의되는 값이 아니다.

3상 차단기의 정격차단용량은 $P_s=\sqrt{3}\,V_n I_s$로 구하며, 정격전압 $170\,\mathrm{kV}$와 정격차단전류 $50\,\mathrm{kA}$를 대입하면 $P_s=\sqrt{3}\times170\times50\approx14722\,\mathrm{MVA}$로, 약 15000MVA에 해당한다.

1선의 유도리액턴스에 대한 %리액턴스는 $\%X=\dfrac{P\,X}{10\,V^2}$로 구하며, 기준용량 $5000\,\mathrm{kVA}$, 리액턴스 $15\,\Omega$, 선간전압 $23\,\mathrm{kV}$를 대입하면 $\%X=\dfrac{5000\times15}{10\times23^2}\approx14.18\%$가 된다.

송배전선로의 전선 굵기는 허용전류, 전압강하, 기계적 강도 세 가지를 기준으로 결정하며, 부하의 종류는 이 결정에 직접 쓰이는 요소가 아니다.

선간단락은 두 상의 전선 사이에서만 일어나는 단락이어서 대지를 거쳐 돌아오는 경로가 없다. 따라서 영상전류는 흐르지 않고 정상전류와 역상전류만 흐른다.

대칭좌표법으로 보면 지락처럼 대지를 경유하는 고장에서만 영상분이 나타나고, 상과 상 사이의 단락에서는 정상분과 역상분만 나타난다.