전기산업기사 필기 기출문제 전 회차를 한 권으로 — PDF 전자책(문제집·정답해설집)

2023년 2회 기출복원 모의고사

총 100문항 · 객관식 · A4 약 1장

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전기산업기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

2023년 2회 기출복원 모의고사

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

그림과 같이 진공내의 A, B, C 각 점에 Q_A= 4×10^-6[C], Q_B= 2×10^-6[C], Q_C=5×10^-6[C]의 점전하가 일직선상에 놓여 있을 때 B점에 작용하는 힘은 몇 [N]인가?

10.8 × 10^-2

21.2 × 10^-2

31.8 × 10^-2

42.4 × 10^-2

정답 및 해설

B점에 작용하는 힘은 0.8×10^-2 N이다.

그림은 A, B, C 가 일직선이며 AB=2m, BC=3m 이다. 세 전하가 모두 같은 부호이므로 B 는 A 에게 밀려 C 쪽으로, C 에게 밀려 A 쪽으로 힘을 받는다.

$F_A=9\times10^{9}\times\dfrac{4\times10^{-6}\times2\times10^{-6}}{2^{2}}=1.8\times10^{-2}\ \mathrm{N}$
$F_C=9\times10^{9}\times\dfrac{5\times10^{-6}\times2\times10^{-6}}{3^{2}}=1.0\times10^{-2}\ \mathrm{N}$

두 힘은 방향이 반대이므로 $F=F_A-F_C=0.8\times10^{-2}\ \mathrm{N}$ 이며 합력은 C 쪽을 향한다.

문제 2

그림과 같이 균일한 자계의 세기 H[AT/m]내에 자극의 세기가 ±m[Wb], 길이 l[m]인 막대 자석을 그 중심 주위에 회전할 수 있도록 놓는다. 이때 자석과 자계의 방향이 이룬각을 θ라고 하면 자석이 받는 회전력[N ㆍ m]은?

1mlHcosθ

2mlHsinθ

32mlHsinθ

42mlHtanθ

정답 및 해설

자석이 받는 회전력은 mlH sinθ[N·m]이다.

그림에서 두 자극에는 각각 크기 mH 의 힘이 서로 반대 방향으로 작용하는 우력(짝힘)이 생긴다. 힘의 팔 길이는 $l\sin\theta$ 이므로 $T=mH\cdot l\sin\theta=mlH\sin\theta$ 이다.

mlH cosθ 형태: θ=0(자계와 나란함)에서 최대가 되어 부적합하다. 나란하면 회전력은 0 이다.
2mlH sinθ 형태: 각 자극의 회전력은 중심에서 l/2 떨어진 팔로 $mH\cdot\dfrac{l}{2}\sin\theta$ 이고, 두 자극을 합해도 mlH sinθ 이므로 두 배가 되지 않는다.
2mlH tanθ 형태: 회전력은 sinθ 에 비례하며 tanθ 는 아니다.

문제 3

각종 전기기기에 접지하는 이유로 가장 옳은 것은?

1편의상 대지는 전위가 영상 전위이기 때문이다.

2대지는 습기가 있기 때문에 전류가 잘 흐르기 때문이다.

3영상전하로 생각하여 땅속은 음(-)전하이기 때문이다.

4지구의 정전용량이 커서 전위가 거의 일정하기 때문이다.

정답 및 해설

접지하는 이유로 가장 옳은 것은 지구의 정전용량이 커서 전위가 거의 일정하기 때문이라는 설명이다.

대지는 전하가 유입되거나 유출되어도 전위 변화가 거의 없어 항상 일정한 기준점으로 쓸 수 있다.

그래서 사고 시 발생한 전하를 대지로 흘려보내면서도 접지점의 전위를 안정적으로 유지하며, 감전 방지와 이상전압 억제에 효과적이다.

문제 4

다음 중 강자성체가 아닌 것은?

1니켈

2철

3코발트

4백금

정답 및 해설

강자성체가 아닌 것은 백금이다.

백금은 상자성체이다.

니켈 — 강자성체이다.
철 — 대표적인 강자성체이다.
코발트 — 강자성체이다.

문제 5

대전 도체 표면전하밀도는 도체 표면의 모양에 따라 어떻게 분포하는가?

1표면전하밀도는 뾰족할수록 커진다.

2표면전하밀도는 평면일 때 가장 크다.

3표면전하밀도는 곡률이 크면 작아진다.

4표면전하밀도는 표면의 모양과 무관하다.

정답 및 해설

대전 도체의 표면전하밀도는 뾰족할수록 커진다.

전하는 곡률이 큰 곳으로 집중되므로 곡률이 클수록 전하밀도가 커지고, 평평한 부분에서는 상대적으로 작다.

문제 6

평행판 콘덴서의 두 극판 면적을 3배로 하고 간격을 반으로 줄이면 정전 용량은 처음의 몇 배가 되는가?

11.5배

24.5배

36배

49배

정답 및 해설

정전용량은 처음의 6배 가 된다.

공식: $C=\dfrac{\varepsilon S}{d}$

면적 3배, 간격 1/2 이면 $C_{2}=\dfrac{\varepsilon\cdot3S}{d/2}=6C$

문제 7

유전체내의 전계의 세기가 E, 분극의 세기가 P, 유전율이 ε=ε₀ε_s인 유전체 내의 변위전류밀도는?

\epsilon\dfrac{\partial E}{\partial t}+\dfrac{\partial P}{\partial t}

\epsilon_0\dfrac{\partial E}{\partial t}+\dfrac{\partial P}{\partial t}

\epsilon_0\left(\dfrac{\partial E}{\partial t}+\dfrac{\partial P}{\partial t}\right)

\epsilon\left(\dfrac{\partial E}{\partial t}+\dfrac{\partial P}{\partial t}\right)

정답 및 해설

변위전류밀도는 $\varepsilon_0\dfrac{\partial E}{\partial t}+\dfrac{\partial P}{\partial t}$ 이다.

변위전류밀도는 전속밀도의 시간 변화율 $i_d=\dfrac{\partial D}{\partial t}$ 이고, 전속밀도는 $D=\varepsilon_0E+P$ 이다.

$\varepsilon\dfrac{\partial E}{\partial t}+\dfrac{\partial P}{\partial t}$ — ε 에 이미 분극 효과가 포함되어 P 항이 중복된다.
ε₀ 또는 ε 를 괄호 전체에 곱한 식 — P 항에는 유전율이 곱해지지 않으므로 틀렸다.

문제 8

그림과 같은 비투자율 μ_r 이 800, 원형단면적 S 가 10cm² 평균 자로의 길이 ℓ 이 30[cm]인 환상 철심에 코일을 600회 감아 1[A]의 전류를 흘릴 때 철심 내 자속은 몇 [Wb] 인가?

11.51 × 10^-1[Wb]

22.01 × 10^-1[Wb]

31.51 × 10^-3[Wb]

42.01 × 10^-3[Wb]

정답 및 해설

철심 내 자속은 2.01×10^-3 Wb이다.

환상 철심의 자속은 기자력을 자기저항으로 나눈 값이다.
$\phi=\dfrac{NI}{R_m}=\dfrac{\mu_0\mu_rSNI}{l}$
$=\dfrac{4\pi\times10^{-7}\times800\times10\times10^{-4}\times600\times1}{0.3}\approx2.01\times10^{-3}\ \mathrm{Wb}$

단면적 10cm² 는 10×10^-4 m², 길이 30cm 는 0.3m 로 환산한다.

문제 9

도체의 단면적이 5[m²]인 곳을 3초 동안에 30C의 전하가 통과하였다면 이때의 전류는?

15[A]

210[A]

330[A]

490[A]

정답 및 해설

전류는 10A 이다.

공식: $I=\dfrac{Q}{t}$

대입: $I=\dfrac{30}{3}=10\,\mathrm{A}$

단면적은 전류 계산에 필요하지 않다(전류밀도를 구할 때만 쓴다).

문제 10

도전성을 가진 매질내의 평면파에서 전파정수

\gamma

를 표현한 것으로 알맞은 것은? 단, α는 감쇠정수, β는 위상정수 이다.

\gamma=\alpha+j\beta

\gamma=\alpha-j\beta

\gamma=j\alpha+\beta

\gamma=j\alpha-\beta

정답 및 해설

전파정수는 $\gamma=\alpha+j\beta$ 이다.

실수부 α 는 진행하면서 진폭이 줄어드는 감쇠정수, 허수부 β 는 위상이 변하는 위상정수이다.

$\alpha-j\beta$ 형태 — 허수부의 부호가 규약과 다르다.
$j\alpha+\beta$ 와 $j\alpha-\beta$ — 감쇠정수와 위상정수의 실수부·허수부 역할이 바뀌었다.

문제 11

10V의 기전력을 유기시키려면 5초간에 몇 Wb의 자속을 끊어야 하는가?

210

325

450

정답 및 해설

끊어야 하는 자속은 50 Wb이다.

기전력은 쇄교자속의 시간에 대한 변화율로 정의된다.

$e=\dfrac{\Delta\phi}{\Delta t}\;\Rightarrow\;\Delta\phi = e\times \Delta t = 10\,\mathrm{V}\times5\,\mathrm{s}=50\,\mathrm{Wb}$

문제 12

공기 중에 선간거리 10cm의 평행왕복 도선이 있다. 두 도선 간에 작용하는 힘이 4×10^-6 N/m 이었다면 도선에 흐르는 전류는 몇 A 인가?

3√2

4√3

정답 및 해설

두 평행 도선 간의 단위 길이당 힘은 $F/L = \frac{\mu_0 I^2}{2\pi d}$ 로 주어진다. 여기서 $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}$ H/m, $d = 0.1$ m, $F/L = 4 \times 10^{-6}$ N/m이다.

식을 정리하면
$4 \times 10^{-6} = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times I^2}{2\pi \times 0.1}$ 이 되고,
우변을 계산하면
$4 \times 10^{-6} = \frac{2 \times 10^{-7} \times I^2}{0.1} = 2 \times 10^{-6} \times I^2$ 이다.

$I^2 = \frac{4 \times 10^{-6}}{2 \times 10^{-6}} = 2$ 이므로 $I = \sqrt{2}$ A이다.

문제 13

직류 500V 절연저항계로 절연저항을 측정하니 2MΩ이 되었다면 누설전류(μA)는?

125

2250

31000

41250

정답 및 해설

누설전류는 250 μA이다.

누설전류는 $I = \dfrac{V}{R}$ 로 구한다. V = 500 V, R = 2MΩ = 2 × 10⁶ Ω 이다.

대입하면
$I = \dfrac{500}{2 \times 10^6} = 0.00025\,\mathrm{A} = 250\,\mu\mathrm{A}$

문제 14

두 종류의 유전율

(\epsilon_1,\ \epsilon_2)

을 가진 유전체 경계면에 진전하가 존재하지 않을 때 성립하는 경계조건을 옳게 나타낸 것은? (단, θ₁,θ₂는 각각 유전체 경계면의 법선 벡터와 E₁,E₂가 이루는 각이다.)

E_1\sin\theta_1=E_2\sin\theta_2,\ D_1\sin\theta_1=D_2\sin\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_2}{\epsilon_1}

E_1\cos\theta_1 = E_2\cos\theta_2,\ D_1\sin\theta_1 = D_2\sin\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\epsilon_2}{\epsilon_1}

E_1\sin\theta_1=E_2\sin\theta_2,\ D_1\cos\theta_1=D_2\cos\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_1}{\epsilon_2}

E_1\cos\theta_1=E_2\cos\theta_2,\ D_1\cos\theta_1=D_2\cos\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_1}{\epsilon_2}

정답 및 해설

경계조건은 $E_1\sin\theta_1=E_2\sin\theta_2,\ D_1\cos\theta_1=D_2\cos\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_1}{\epsilon_2}$ 이다.

전계의 접선성분 연속 : 경계면에 걸친 작은 폐경로에 $\oint \mathbf{E}\cdot d\mathbf{l}=0$ 을 적용하면 접선성분이 같고, $\theta$ 가 법선과 이루는 각이므로 접선성분은 $E\sin\theta$ 이다.
$E_1\sin\theta_1=E_2\sin\theta_2$

전속밀도의 법선성분 연속 : 진전하가 없으므로 $\oint \mathbf{D}\cdot d\mathbf{S}=0$ 이고, 법선성분은 $D\cos\theta$ 이다.
$D_1\cos\theta_1=D_2\cos\theta_2\ \Rightarrow\ \epsilon_1E_1\cos\theta_1=\epsilon_2E_2\cos\theta_2$

굴절의 법칙 : 위 두 식을 변변 나누면
$\dfrac{\tan\theta_1}{\epsilon_1}=\dfrac{\tan\theta_2}{\epsilon_2}\ \Rightarrow\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_1}{\epsilon_2}$

문제 15

내부도체의 반지름이 $a$ [m], 외부도체(두께 무시)의 반지름이 $b$ [m]인 동축케이블에 저주파 전류가 흐른다. 내부도체(투자율 $\mu_0$ ) 단면에 전류가 균일하게 분포할 때, 내부도체 내부의 인덕턴스까지 포함한 단위 길이당 인덕턴스 [H/m]는?

\dfrac{\mu_0}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}

\dfrac{\mu_0}{4\pi}+\dfrac{\mu_0}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}

\dfrac{\mu_0}{8\pi}+\dfrac{\mu_0}{\pi}\ln\dfrac{b}{a}

\dfrac{\mu_0}{8\pi}+\dfrac{\mu_0}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}

정답 및 해설

내부 인덕턴스까지 포함한 단위 길이당 인덕턴스는 $\dfrac{\mu_0}{8\pi}+\dfrac{\mu_0}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}$ 이다.

외부 인덕턴스(도체 사이 공간) $L_e=\dfrac{\mu_0}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}$
내부도체 내부 자계에너지 $W=\dfrac{\mu_0 I^2}{16\pi}$ 에서 $L_i=\dfrac{2W}{I^2}=\dfrac{\mu_0}{8\pi}$ (반지름과 무관)

합계 $L=\dfrac{\mu_0}{8\pi}+\dfrac{\mu_0}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}$ [H/m]

문제 16

무한히 넓은 평행판 콘덴서에서 두 평행판 사이의 간격이 d[m]일 때, 단위 면적당 두 평행판 사이의 정전용량 [F/m²]은? (단, 매질은 공기이다.)

\dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0 d}

\dfrac{4\pi\varepsilon_0}{d}

\dfrac{\varepsilon_0}{d}

\dfrac{\varepsilon_0}{d^{2}}

정답 및 해설

단위 면적당 정전용량은 $\dfrac{\varepsilon_0}{d}\,[\mathrm{F/m^{2}}]$ 이다.

평행판 콘덴서 $C=\dfrac{\varepsilon_0S}{d}$ 에서 S=1 로 놓는다.

$\dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0d}$ 와 $\dfrac{4\pi\varepsilon_0}{d}$ — 점전하·구에서 나타나는 4π 항으로 평행판과 무관하다.
$\dfrac{\varepsilon_0}{d^{2}}$ — 용량은 간격 d 에 1차 반비례하며 제곱이 아니다.

문제 17

제벡(Seebeck) 효과를 이용 한 것은?

1광전지

2열전대

3전자냉동

4수정 발전기

정답 및 해설

제벡 효과를 이용한 것은 열전대이다.

제벡 효과는 서로 다른 두 금속을 접합하고 두 접합부에 온도차를 주면 기전력이 발생하는 현상이다.

광전지 : 광기전력 효과를 이용한다.
전자냉동 : 펠티에 효과를 이용한다.
수정 발전기 : 압전 효과를 이용한다.

문제 18

다음 중 틀린 것은?

1저항의 역수는 컨덕턴스 이다.

2저항률의 역수는 도전율이다.

3도체의 저항은 온도가 올라가면 그 값이 증가한다.

4저항률의 단위는 Ω/m²이다.

정답 및 해설

틀린 것은 저항률의 단위가 Ω/m² 라는 설명이다.

저항 $R=\rho\dfrac{l}{S}$ 에서 저항률 $\rho=\dfrac{RS}{l}$ 의 단위는 Ω·m 이다.

저항의 역수는 컨덕턴스이다 — 옳은 설명이다.
저항률의 역수는 도전율이다 — 옳은 설명이다.
도체의 저항은 온도가 올라가면 증가한다 — 옳은 설명이다.

문제 19

전기쌍극자로부터 임의의 점의 거리가 r이라 할때, 전계의 세기는 r과 어떤 관계에 있는가?

11/r에 비례

21/r²에 비례

31/r³에 비례

41/r⁴에 비례

정답 및 해설

쌍극자 전계의 세기는 1/r³에 비례한다.

두 전하가 만드는 전계가 서로 상쇄되므로 거리에 따라 단일 점전하보다 훨씬 빠르게 감소한다.

일반적인 위치에서 거리의 세제곱에 반비례하며, 점전하의 전계가 1/r²에 비례하는 것과 대비된다.

문제 20

그림과 같이 평행한 무한장 직선도선에 I(A), 4I(A)인 전류가 흐른다. 두 선 사이의 점 P에서 자계의 세기가 0이라고 하면 a/b 는?

31/2

41/4

정답 및 해설

a/b 는 1/4이다.

두 도선의 전류 $I$ 와 $4I$ 는 모두 위쪽을 향하고 점 P 는 두 도선 사이에 있으므로, P 에서 두 자계는 서로 반대 방향이다.

무한장 직선도선의 자계는 $H=\dfrac{I}{2\pi r}$ 이므로 크기가 같아지는 조건은
$\dfrac{I}{2\pi a}=\dfrac{4I}{2\pi b}$
정리하면 $b=4a$ 이고 $\dfrac{a}{b}=\dfrac{1}{4}$ 이다.

문제 21

유효낙차 400m의 수력발전소에서 펠턴수차의 노즐에서 분출하는 물의 속도를 이론값의 0.95배로 한다면 물의 분출속도는 약 몇 m/s인가?

142.3

259.5

362.6

484.1

정답 및 해설

물의 분출속도는 약 84.1m/s이다.

이론 분출속도는 $v_0=\sqrt{2gH}$ 이며, 유효낙차 400m를 대입하면

$v_0=\sqrt{2\times9.8\times400}\approx88.5\ \mathrm{m/s}$

실제 분출속도는 속도계수 0.95를 곱한 값이다.
$v=0.95\times88.5\approx84.1\ \mathrm{m/s}$

문제 22

우리나라 대용량 발전소에서 발전기 단자(발전)전압으로 주로 사용되는 전압 범위는?

111~24[kV]

2220~380[V]

3154~345[kV]

4500~765[kV]

정답 및 해설

대용량 발전소의 발전기 단자전압으로 주로 쓰는 범위는 11~24kV이다.

발전기는 권선 절연의 제약 때문에 송전전압까지 직접 높이지 못하며, 대용량기의 발전전압은 보통 11~24kV(예: 13.8, 18, 22kV) 정도이다.
이 전압을 발전소 내 승압용 주변압기로 154·345·765kV의 송전전압으로 올려 송전한다.

220~380V는 저압 배전전압이다.
154~345kV와 500~765kV는 송전전압이다.

문제 23

직접접지방식을 다른 접지방식에 비교하였을 때 틀린 것은?

1통신선에 미치는 유도장해가 최소이다.

2기기의 절연수준 저감이 가능하다.

3보호계전기의 동작이 확실하여 신뢰도가 높다.

4접지고장시 건전상의 이상전압이 최저이다.

정답 및 해설

통신선 유도장해가 최소라는 설명이 틀리다.

직접접지는 지락전류가 커서 통신선 유도장해가 가장 크다.

기기의 절연수준을 낮출 수 있다.
보호계전기가 확실히 동작한다.
지락 시 건전상 전압 상승이 가장 낮다.

문제 24

각 수용가의 수용설비용량이 50kW, 100kW, 80kW, 60kW, 150kW이며 각각의 수용률이 0.6, 0.6, 0.5, 0.5, 0.4 일때 부하의 부등률이 1.3 이라면 변압기 용량은 약 몇 kVA가 필요한가? (단, 평균 부하역률은 80%라고 한다.)

1142

2165

3183

4211

정답 및 해설

변압기 용량은 각 수용가의 최대수요전력 합을 부등률로 나누고 다시 역률로 나눠 구한다.

각 수용가 최대수요전력은 설비용량×수용률이므로 $50\times0.6+100\times0.6+80\times0.5+60\times0.5+150\times0.4=220\,\mathrm{kW}$ 이다.

합성최대수요전력은 $\dfrac{220}{1.3}\approx169.2\,\mathrm{kW}$ 이고, 역률 80%를 반영하면 $\dfrac{169.2}{0.8}\approx211\,\mathrm{kVA}$ 이므로 변압기 용량은 약 211 kVA가 필요하다.

문제 25

송전선에 코로나가 발생하면 전선이 부식된다. 무엇에 의하여 부식되는가?

1산소

2오존

3수소

4질소

정답 및 해설

코로나로 인한 전선 부식의 원인은 오존이다.

코로나 방전 때 오존이 생기고 질소산화물과 함께 습기와 결합해 전선을 부식시킨다.

산소는 부식을 촉진할 수 있지만 코로나가 만든 직접 원인이 아니다.
수소는 코로나로 생성되지 않는다.
질소 자체는 안정해 부식 원인이 되지 않는다.

문제 26

수용가군 총합의 부하율은 각 수용가의 수용분 및 수용가 사이의 부등률이 변화할 때 옳은 것은?

1부등률과 수용률에 비례한다.

2부등률에 비례하고 수용률에 반비례한다.

3수용률에 비례하고 부등률에 반비례한다.

4부등률과 수용률에 반비례한다.

정답 및 해설

종합 부하율은 부등률에 비례하고 수용률에 반비례한다.

종합 부하율은 평균전력을 합성 최대전력으로 나눈 값이고, 합성 최대전력은 각 수용가의 최대수용전력(설비용량×수용률)의 합을 부등률로 나눈 값이다.

수용률이 커지면 합성 최대전력이 커져 부하율은 작아진다.

부등률이 커질수록(각 수용가의 최대수요 시점이 서로 어긋날수록) 합성 최대전력이 작아져 부하율은 커진다.

문제 27

부하가 P[kW]이고, 그의 역률이cosθ₁인 것을 cosθ₂로 개선하기 위한 전력용 콘덴서의 용량[kVA]은?

P(\tan\theta_1-\tan\theta_2)

P\left(\dfrac{\cos\theta_1}{\sin\theta_1}-\dfrac{\cos\theta_2}{\sin\theta_2}\right)

\dfrac{P}{(\tan\theta_1-\tan\theta_2)}

\dfrac{P}{(\cos\theta_1-\cos\theta_2)}

정답 및 해설

콘덴서 용량은 P(tanθ₁−tanθ₂)이다.

개선 전후의 무효전력 차이이므로 $Q_c=P(\tan\theta_1-\tan\theta_2)$ 이다.

cos/sin 꼴은 tan이 아니라 cot에 해당한다.
P를 분자가 아닌 분모에 두는 식은 단위가 맞지 않는다.

문제 28

설비 용량의 합계가 3[kW]인 주택에서 최대 수요 전력이 2.1[kW]일 때의 수용률 [%]은?

151

258

363

470

정답 및 해설

수용률은 70 %이다.

수용률은 (최대수요전력 ÷ 설비용량) × 100이다.
$\dfrac{2.1}{3}\times100=70\%$ 이다.

51·58·63 %는 비 계산이 어긋난 값이다.

문제 29

다음 중 뇌해 방지와 관계가 없는 것은?

1댐퍼

2소호각

3가공지선

4매설지선

정답 및 해설

댐퍼는 뇌해 방지와 관계가 없다.

댐퍼는 전선의 진동 방지 장치이다.

소호각은 아크를 애자에서 멀리 유도한다.
가공지선은 직격뢰를 차폐한다.
매설지선은 철탑 접지저항을 낮춘다.

문제 30

과전류 계전기의 반한시 특성이란?

1동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아진다.

2동작전류가 적을수록 동작시간이 짧아진다.

3동작전류에 관계없이 동작시간은 일정하다.

4동작전류가 커질수록 동작시간이 길어진다.

정답 및 해설

과전류 계전기의 반한시 특성은 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지는 특성이다.

동작전류의 크기와 동작시간이 반비례 관계이므로 전류가 클수록 계전기가 더 빨리 동작한다.

이는 고장전류가 클수록 신속히 차단해야 하는 보호협조의 목적에 부합한다.

동작전류와 무관하게 일정한 시간에 동작하는 것은 정한시 특성이다.
전류가 작을수록 빨리 동작한다는 설명은 반한시 특성과 구별된다.

문제 31

지중선 계통을 가공선 계통에 비교하였을 때 옳은 것은?

1인덕턴스, 정전용량이 모두 크다.

2인덕턴스, 정전용량이 모두 적다.

3인덕턴스는 적고, 정전용량은 크다.

4인덕턴스는 크고, 정전용량은 적다.

정답 및 해설

지중선은 가공선에 비해 인덕턴스는 적고 정전용량은 크다.

케이블은 도체 간격이 좁고 유전체로 둘러싸여 정전용량이 크고 인덕턴스는 작다.

둘 다 크다는 설명은 인덕턴스가 작다는 점과 맞지 않다.
둘 다 적다는 설명은 정전용량과 맞지 않다.
인덕턴스가 크고 정전용량이 적다는 것은 가공선의 특성이다.

문제 32

송전선의 중성점을 접지하는 이유가 아닌 것은?

1코로나를 방지한다.

2기기의 절연강도를 낮출 수 있다.

3이상전압을 방지한다.

4지락 사고선을 선택 차단한다.

정답 및 해설

송전선 중성점 접지의 이유가 아닌 것은 코로나 방지이다.

코로나는 전선 표면의 전위경도에 의해 발생하므로 접지와 무관하다.

이상전압을 억제하는 것은 중성점 접지의 대표적 목적이다.
기기의 절연강도를 낮게 설계할 수 있게 하는 것도 접지방식의 실익이다.
지락사고 시 사고회선을 선택적으로 차단할 수 있게 하는 것 역시 접지 목적에 포함된다.

문제 33

장거리 송전선로의 특성을 정확하게 다루기 위한 회로로 알맞은 것은?

1분포정수회로

2분산부하회로

3집중정수회로

4특성임피던스회로

정답 및 해설

장거리 송전선로에는 분포정수회로를 쓴다.

선로가 길면 저항·인덕턴스·정전용량이 선로 전체에 분포하므로 집중정수로는 오차가 크다.

분산부하회로는 부하 배치에 관한 개념이다.
집중정수회로는 단거리·중거리 근사에 쓴다.
특성임피던스회로는 회로 종류가 아니다.

문제 34

다음 중 전력선에 의한 통신선의 전자유도장해의 주된 원인?

1전력선과 통신선 사이의 상호 정전용량

2전력선의 불충분한 연가

3전력선의 1선 지락 사고 등에 의한 영상전류

4통신선 전압보다 높은 전력선의 전압

정답 및 해설

전자유도장해의 주된 원인은 지락사고 시 흐르는 영상전류이다.

유도장해는 정전유도장해와 전자유도장해로 나뉘며, 전자유도장해는 전력선과 통신선 사이의 상호 인덕턴스를 매개로 발생한다.

특히 전력선의 1선 지락사고 등에서 흐르는 영상전류(0상분 전류)가 주된 원인이다.

정상적인 3상 평형 상태에서는 각 상의 자계가 상쇄되어 유도장해가 크게 나타나지 않는다.

문제 35

100kVA 단상 변압기 3대로 3상 전력을 공급하던 중 변압기 1대가 고장 났을 때 공급 가능 전력은 몇 kVA인가?

1200

2100

3173

4150

정답 및 해설

공급 가능 전력은 173 kVA이다.

1대가 고장 나 V결선이 되면 출력은 $\sqrt3\times100\approx173\ \mathrm{kVA}$ 이다.

200 kVA는 단순히 2대 합계이다.
100 kVA는 변압기 1대 용량이다.
150 kVA는 V결선 이용률 계산이 어긋난 값이다.

문제 36

전력용 조상설비 중 무효전력 흡수를 진상과 지상양용으로 할 수 있는 것은?

1동기조상기

2분로리액터

3직렬리액터

4전력용콘덴서

정답 및 해설

진상과 지상을 모두 담당하는 것은 동기조상기이다.

여자를 조정하면 과여자로 진상, 부족 여자로 지상 무효전력을 낼 수 있다.

분로리액터는 지상 무효전력만 흡수한다.
직렬리액터는 조상설비가 아니다.
전력용콘덴서는 진상 무효전력만 공급한다.

문제 37

변전소에서 사용되는 조상설비 중 지상용으로만 사용되는 조상설비는?

1분로 리액터

2동기 조상기

3전력용 콘덴서

4정지형 무효전력 보상장치

정답 및 해설

지상용으로만 사용되는 조상설비는 분로 리액터이다.

분로 리액터는 유도성 소자여서 선로의 정전용량 때문에 생기는 진상 무효전력(충전전류)을 흡수하는 용도로만 쓰인다.

동기 조상기는 여자를 조정해 진상·지상 양방향으로 운전할 수 있다.
정지형 무효전력 보상장치(SVC)는 제어를 통해 진상·지상 양방향으로 운전할 수 있다.
전력용 콘덴서는 반대로 진상 무효전력 공급 전용이다.

문제 38

수전단 전력 원선도의 전력 방정식이 P_r²+(Q_r+400)²=250000으로 표현되는 전력계통에서 가능한 최대로 공급할 수 있는 부하전력(P_r)과 이때 전압을 일정하게 유지하는데 필요한 무효전력(Q_r)은 각각 얼마인가?

1P_r = 500, Q_r = -400

2P_r = 400, Q_r = 500

3P_r = 300, Q_r = 100

4P_r = 200, Q_r = -300

정답 및 해설

최대 부하전력은 500, 이때 무효전력은 -400이다.

방정식 $P_r^2+(Q_r+400)^2=250000$ 은 중심이 $(0,\,-400)$ 이고 반지름이 $\sqrt{250000}=500$ 인 원이다.

$P_r$ 이 최대가 되는 점은 원의 중심과 같은 높이, 즉 $Q_r+400=0$ 일 때이다.

따라서 최대 공급 부하전력은 $P_r=500$ 이다.
이때 무효전력은 $Q_r=-400$ 이다.

문제 39

계통의 안정도 증진대책이 아닌 것은?

1발전기나 변압기의 리액턴스를 작게 한다.

2선로의 회선수를 감소시킨다.

3중간 조상 방식을 채용한다.

4고속도 재폐로 방식을 채용한다.

정답 및 해설

안정도 증진 대책이 아닌 것은 선로 회선수 감소이다.

안정도를 높이려면 계통의 직렬 리액턴스를 줄이고 전압 변동을 억제하며 고장을 빨리 제거해야 한다.

발전기·변압기의 리액턴스를 작게 하면 직렬 리액턴스가 줄어든다.
중간 조상 방식은 전압을 유지해 준다.
고속도 재폐로는 고장 구간을 신속히 복구한다.

반대로 회선수를 줄이면 병렬 회선이 사라져 전체 리액턴스가 커지므로 안정도가 나빠진다.

문제 40

송전선의 전압변동률을 나타내는 식

\dfrac{\mathrm{V_{R1}}-\mathrm{V_{R2}}}{\mathrm{V_{R2}}}\times 100[\%]

에서 V_R1은 무엇인가?

1부하시 수전단 전압

2무부하시 수전단 전압

3부하시 송전단 전압

4무부하시 송전단 전압

정답 및 해설

V_R1 은 무부하시 수전단 전압이다.

전압변동률은 $\varepsilon=\dfrac{V_{R0}-V_{R}}{V_{R}}\times100\%$ 로 정의되며, 분자의 앞 항이 무부하(개방) 때 수전단 전압, 분모는 전부하 때 수전단 전압이다. 문제의 V_R1 이 앞 항, V_R2 가 분모이다.

부하시 수전단 전압: 분모 쪽 V_R2 에 해당한다.
부하시 송전단 전압: 변동률은 수전단 전압끼리의 비교이므로 송전단 전압은 쓰지 않는다.
무부하시 송전단 전압: 마찬가지로 송전단 전압은 변동률 식에 들어가지 않는다.

문제 41

변압기 철심으로 주철을 사용하지 않고 규소강판이 사용되는 주된 이유는?

1와류손을 적게 하기 위하여

2큐리온도를 높이기 위하여

3히스테리시스손을 적게 하기 위하여

4부하손(동손)을 적게 하기 위하여

정답 및 해설

규소강판을 쓰는 주된 이유는 히스테리시스손을 적게 하기 위해서이다.

철심에 규소를 넣으면 히스테리시스 곡선의 면적이 줄어 히스테리시스손이 감소하고, 얇게 성층하면 와류손도 줄어든다.

와류손 감소는 얇은 판을 성층하는 효과가 주된 요인이다.
큐리온도를 높이는 것은 규소강판 사용의 주된 목적이 아니다.
부하손(동손)은 권선 저항에서 생기며 철심 재질과 무관하다.

문제 42

동기발전기의 전기자 권선법 중 집중권인 경우 매극 매상의 홈(slot) 수는?

11개

22개

33개

44개

정답 및 해설

집중권은 매극 매상의 홈(슬롯) 수가 1개이다.

집중권은 매극 매상의 홈을 1개로 구성하여 그 안에 코일을 집중적으로 감는 권선법이다.

분포권은 매극 매상의 홈 수가 2개 이상으로 여러 홈에 나누어 감으며 기전력 파형 개선 효과가 있다.

문제 43

임피던스 강하가 4%인 변압기가 운전 중 단락되었을 때 그 단락전류는 정격전류의 몇 배인가?

115

220

325

430

정답 및 해설

단락전류는 정격전류의 25배이다.

%임피던스강하(%Z)는 정격전류가 흐를 때 임피던스에서 발생하는 전압강하를 정격전압에 대한 백분율로 나타낸 값이다.

2차측이 단락되었을 때의 단락전류는
$I_s = \dfrac{100}{\%Z} \times I_n$ 이므로
$I_s = \dfrac{100}{4} \times I_n = 25 I_n$ 이다.

문제 44

3상 유도 전동기로서 작용하기 위한 슬립 s의 범위는?

1s≥1

20＜s＜1

3-1≤s≤0

4s=0 또는 s=1

정답 및 해설

전동기로 작용하기 위한 슬립의 범위는 $0\lt s\lt 1$ 이다.

전동기로 동작하려면 회전자가 회전자계보다 느리게 돌아 슬립이 존재해야 한다.

슬립이 0이면 회전자계와 같은 속도로 돌아 토크가 발생하지 않는다.
슬립이 1이면 정지 상태이다.

따라서 정상적인 전동기 작용의 범위는 0과 1 사이이다.

문제 45

송전선로에 접속된 동기 조상기의 설명 중 가장 옳은 것은?

1과여자로 해서 운전하면 앞선전류가 흐르므로 리액터 역할을 한다.

2과여자로 해서 운전하면 뒤진전류가 흐르므로 콘덴서 역할을 한다.

3부족여자로 해서 운전하면 앞선전류가 흐르므로 리액터 역할을 한다.

4부족여자로 해서 운전하면 송전선로의 자기 여자작용에 의한 전압상승을 방지한다.

정답 및 해설

가장 옳은 설명은 부족여자로 운전하면 자기여자에 의한 전압상승을 방지한다는 설명이다.

부족여자의 동기조상기는 지상 전류를 흡수해 리액터로 작용하므로, 경부하 선로의 충전 전류로 인한 수전단 전압 상승(페란티 현상)을 억제한다.

과여자에서 앞선 전류가 흐르면 콘덴서로 작용하므로 리액터 역할이라는 설명은 틀리다.
과여자에서는 앞선 전류가 흐르는데 뒤진 전류라는 설명은 틀리다.
부족여자에서는 뒤진 전류가 흐르는데 앞선 전류라는 설명은 틀리다.

문제 46

단상유도전압 조정기 2차 전압이 100±30[V] 이고, 직렬권선의 전류 (2차 전류)가 5[A]인 경우의 정격 출력은 몇[kVA]인가?

10.1

20.15

30.26

40.45

정답 및 해설

정격 출력은 0.15 kVA이다.

단상 유도전압조정기의 정격 출력은 조정 전압(직렬권선 전압)과 직렬권선 전류의 곱이다. 100±30 V에서 조정되는 전압은 30 V이다.

$P=E_2I_2=30\times5=150\ \mathrm{VA}=0.15\ \mathrm{kVA}$

문제 47

동기 발전기의 안정도를 증진시키기 위하여 설계상 고려할 점으로서 틀린 것은?

1속응 여자방식을 채용한다.

2단락비를 작게 한다.

3회전부의 관성을 크게 한다.

4영상 및 역상임피던스를 크게 한다.

정답 및 해설

안정도 증진 설계로 틀린 것은 단락비를 작게 한다는 설명이다.

단락비가 크면 동기 리액턴스가 작아 안정도가 좋아진다. 따라서 안정도 증진을 위해서는 단락비를 크게 한다.

속응 여자방식을 채용하는 것은 안정도 증진 방법이다.
회전부의 관성을 크게 하는 것은 안정도 증진 방법이다.
영상 및 역상 임피던스를 크게 하는 것은 안정도 증진에 도움이 된다.

문제 48

4극 7.5kW, 200V, 60Hz인 3상 유도전동기가 있다. 전부하에서의 2차 입력이 7950W이다. 이 경우의 2차 효율은 약 몇 %인가?(단, 기계손은 130W이다.)

192

294

396

498

정답 및 해설

2차 효율은 약 96%이다.

2차 효율은 2차 입력에 대한 기계적 출력의 비율이다.

기계적 출력은 정격출력 7.5kW에 기계손 130W를 더한 값이다.
$7500+130=7630\,\mathrm{W}$

따라서
$\eta_2=\dfrac{7630}{7950}\times100\approx96\%$

문제 49

T-결선에 의하여 3300V의 3상으로부터 200V, 40kVA의 전력을 얻는 경우 T좌 변압기의 권수비는 약 얼마인가?

110.2

211.7

314.3

416.5

정답 및 해설

T좌 변압기의 권수비는 약 14.3이다.

T결선에서 주좌(M좌) 변압기의 권수비는 3상 선간전압과 2차 상전압의 비로 구한다.

$a_M=\dfrac{3300}{200}=16.5$

T좌(teaser) 변압기는 주좌 변압기 권수비에 $\dfrac{\sqrt3}{2}$ 를 곱한 값을 권수비로 사용한다.

$a_T=a_M\times\dfrac{\sqrt3}{2}=16.5\times0.866\approx14.3$

문제 50

동기발전기의 자기여자 방지법이 아닌 것은?

1발전기 2대 또는 3대를 병렬로 모선에 접속한다.

2수전단에 동기조상기를 접속한다.

3송전선로의 수전단에 변압기를 접속한다.

4발전기의 단락비를 적게 한다.

정답 및 해설

자기여자 방지법이 아닌 것은 발전기의 단락비를 적게 한다는 설명이다.

자기여자는 진상 충전 전류가 전기자 반작용으로 계자를 강하게 하는 현상이다. 단락비를 크게 하면 동기 리액턴스가 작아 방지에 유리하다.

발전기 2대 또는 3대를 병렬 접속하는 것은 방지법이다.
수전단에 동기조상기를 접속하는 것은 방지법이다.
수전단에 변압기를 접속하는 것은 방지법이다.

문제 51

3상 유도전동기 기동특성에서 기동토크 t_s가 부하토크 t_c보다 약간 클 때 가속토크로 작용하는 것은? (단, 전동기 토크는 t이다.)

1t_c-t

2t-t_c

3t-t_s

4t_s-t

정답 및 해설

가속토크로 작용하는 것은 전동기 토크에서 부하토크를 뺀 값이다.

전동기가 내는 토크가 부하토크보다 크면 남는 토크로 가속한다.

$T_a=t-t_c$

부하토크에서 전동기 토크를 뺀 값은 감속 쪽이 된다.
전동기 토크에서 기동토크를 뺀 값은 가속과 관계가 없다.
기동토크에서 전동기 토크를 뺀 값도 가속토크가 아니다.

문제 52

단상 직권 정류자 전동기의 기본형이 아닌 것은?

1직권형

2보상 직권형

3유도 보상 직권형

4톰슨형

정답 및 해설

단상 직권 정류자 전동기의 기본형이 아닌 것은 톰슨형이다.

기본형은 직권형, 보상 직권형, 유도 보상 직권형이다. 톰슨형은 반발 전동기의 종류이다.

직권형은 기본형이다.
보상 직권형은 기본형이다.
유도 보상 직권형은 기본형이다.

문제 53

변압기 결선 방식에서 △-△결선 방식의 특성이 아닌 것은?

1중성점 접지를 할 수 없다.

2110kV 이상 되는 계통에서 많이 사용되고 있다.

3외부에 고조파 전압이 나오지 않으므로 통신 장해의 염려가 없다.

4단상 변압기 3대 중 1대의 고장이 생겼을 때 2대로 V결선하여 송전할 수 있다.

정답 및 해설

△-△결선의 특성이 아닌 것은 110 kV 이상 계통에서 많이 쓰인다는 설명이다.

△-△결선은 중성점을 접지하기 어려워 고압 계통에서는 쓰기 불리하며, 저전압 계통에서 주로 쓴다.

중성점 접지를 할 수 없다는 설명은 맞다.
제3고조파 전류가 결선 내부로 순환해 외부에 고조파 전압이 나오지 않는다는 설명은 맞다.
단상 3대 중 1대가 고장나면 V결선으로 송전할 수 있다는 설명은 맞다.

문제 54

직류 발전기의 전기자에 대한 설명 중 잘못된 것은?

1전기자 권선은 대전류인 경우 평각동선을 사용한다.

2전기자 권선은 소전류인 경우 연동환선을 사용한다.

3소형기에는 반폐 슬롯을 사용한다.

4중형 및 대형기에서는 가지형 슬롯을 사용한다.

정답 및 해설

잘못된 설명은 중형·대형기에 가지형 슬롯을 쓴다는 설명이다.

중형·대형기는 권선 삽입이 쉬운 개방 슬롯을 쓴다.

대전류에는 평각동선을 쓴다는 설명은 맞다.
소전류에는 연동환선을 쓴다는 설명은 맞다.
소형기에는 반폐 슬롯을 쓴다는 설명은 맞다.

문제 55

직류기에서 전압 변동률이 (-) 값으로 표시되는 발전기는?

1분권 발전기

2과복권 발전기

3타여자 발전기

4평복권 발전기

정답 및 해설

전압 변동률이 (-) 값인 발전기는 과복권 발전기이다.

과복권 발전기는 부하 시 단자전압이 무부하 시보다 높아지도록 설계되므로 전압변동률이 (-) 값으로 나타난다.

문제 56

동기발전기에 회전계자형을 사용하는 이유로 틀린 것은?

1기전력의 파형을 개선한다.

2계자가 회전자이지만 저전압 소용량의 직류이므로 구조가 간단하다.

3전기자가 고정자이므로 고전압 대전류용에 좋고 절연이 쉽다.

4전기자보다 계자극을 회전자로 하는 것이 기계적으로 튼튼하다.

정답 및 해설

회전계자형을 사용하는 이유로 틀린 것은 기전력의 파형을 개선한다는 설명이다.

기전력 파형의 개선은 분포권·단절권 채용이나 자극 형상 설계 등과 관련된 사항이며, 회전계자형이라는 구조 선택 자체에서 비롯되지는 않는다.

계자가 상대적으로 저전압·소용량 직류이므로 회전자 구조가 간단하다.
전기자를 고정자로 두면 고전압·대전류용 권선의 절연과 인출이 쉽다.
계자극을 회전시키는 쪽이 기계적으로 더 튼튼하다.

문제 57

3상 유도전동기의 2차 저항을 m배로 하면 동일하게 m배로 되는 것은?

1역률

2전류

3슬립

4토크

정답 및 해설

2차 저항을 m배로 하면 같이 m배가 되는 것은 슬립이다.

비례추이 관계에서 토크는 $\dfrac{r_2}{s}$ 가 같은 점에서 같은 값을 갖는다. 따라서 같은 토크를 내려면 2차 저항이 m배일 때 슬립도 m배가 된다.

역률도 같은 r2/s 에서 같은 값이므로 m배가 아니다.
전류도 같은 r2/s 에서 같은 값이므로 m배가 아니다.
토크도 같은 r2/s 에서 같은 값이므로 m배가 아니다.

문제 58

60[Hz], 4극 유도전동기의 슬립이 4[%]인 때의 회전수[rpm]는?

11728

21738

31748

41758

정답 및 해설

회전수는 1728rpm이다.

동기속도는
$N_s=\dfrac{120f}{P}=\dfrac{120\times60}{4}=1800\ \mathrm{rpm}$ 이다.

슬립이 4%이므로 실제 회전수는
$N=N_s(1-s)=1800\times(1-0.04)=1728\ \mathrm{rpm}$ 이다.

문제 59

탭전환 변압기 1차측에 몇 개의 탭이 있는 이유는?

1예비용 단자

2부하전류를 조정하기 위하여

3수전점의 전압을 조정하기 위하여

4변압기의 여자전류를 조정하기 위하여

정답 및 해설

1차측 탭은 수전점의 전압을 조정하기 위해 설치한다.

부하 변동이나 선로 조건 변화에 따라 달라지는 수요가측 전압을 일정하게 유지하도록 권수비를 조정하는 용도이다.

문제 60

용량 1[kVA], 3000/200[V]의 단상 변압기를 단권 변압기로 결선하여 3000/3200[V]의 승압기로 사용할 때 그 부하용량[kVA]은?

116

215

31.5

40.6

정답 및 해설

부하용량은 16 kVA이다.

단권변압기 승압의 부하용량은 자기용량에 (고압측 전압 / 승압 전압)을 곱한 값이다. 3000 V를 3200 V로 올리므로 승압분은 200 V이다.

$\dfrac{P}{P_s}=\dfrac{V_h}{V_h-V_l}$

$P=1\times\dfrac{3200}{3200-3000}=16\ \mathrm{kVA}$

문제 61

다음 왜형파 전압과 전류에 의한 전력은 몇 W인가? (단, 전압의 단위는 V, 전류의 단위는 A이다.)

v = 100\sin(\omega t + 30^\circ) - 50\sin(3\omega t + 60^\circ) + 25\sin 5\omega t \\ i = 20\sin(\omega t - 30^\circ) + 15\sin(3\omega t + 30^\circ) + 10\cos(5\omega t - 60^\circ)

1933.0

2566.9

3420.0

4283.5

정답 및 해설

왜형파가 하는 전력은 약 283.5 W이다.

전력은 같은 차수의 전압과 전류 성분끼리 계산해 더한다(코사인은 사인으로 환산해 위상 비교).
기본파: $\dfrac{100\times20}{2}\cos60^\circ=500$
3고조파: $\dfrac{(-50)(15)}{2}\cos30^\circ\approx-324.8$
5고조파: $10\cos(5\omega t-60^\circ)=10\sin(5\omega t+30^\circ)$ 이므로 $\dfrac{25\times10}{2}\cos30^\circ\approx108.3$

$P=500-324.8+108.3\approx283.5\ \mathrm{W}$

문제 62

RC 직렬회로의 과도현상에 대한 설명을 옳은 것은?

1(R×C)의 값이 클수록 과도 전류는 빨리 사라진다.

2(R×C)의 값이 클수록 과도 전류는 천천히 사라진다.

3과도 전류는 (R×C)의 값에 관계가 없다.

41/(R×C)의 값이 클수록 과도 전류는 천천히 사라진다.

정답 및 해설

옳은 설명은 RC 값이 클수록 과도전류가 천천히 사라진다는 것이다.

RC 직렬회로에 전압을 인가하면 커패시터가 충전되면서 과도전류가 지수적으로 감소하며, 이 감쇠 속도를 결정하는 것이 시정수 $\tau=RC$ 이다.

시정수가 클수록 커패시터가 서서히 충전되므로 과도전류가 정상상태(0)로 수렴하는 데 더 오랜 시간이 걸린다. 반대로 RC가 작으면 빠르게 사라지므로 과도전류가 RC와 무관하다는 설명은 옳지 않다.

문제 63

다음 중 그림에서 단자 a, b 에 나타나는 전압 Vab는 약몇 V 인가?

13.4

24.3

35.7

46.5

정답 및 해설

단자 ab 전압은 약 5.7 V이다.

그림은 (2Ω, 4V)와 (5Ω, 10V) 두 전원 가지가 병렬이며 극성 방향이 같다.

밀만의 정리를 적용한다.
$V_{ab}=\dfrac{\dfrac{4}{2}+\dfrac{10}{5}}{\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{5}}=\dfrac{4}{0.7}\approx5.7\ \mathrm{V}$

문제 64

그림과 같은 회로에서 단자 a-b간의 전압 V_ab[V]는?

1-j160

2j160

340

480

정답 및 해설

전류원에서 공급된 전류가 각 임피던스에 분배되어 흐르며, 그 결과 V_ab는 허수 성분만 남는 -j160V가 된다.

전류원 8A가 8Ω 커패시터(주어진 그림에서 리액턴스로 취급)로 흐르며 노드 a의 전압을 형성한다. 노드 a에서 8A 전체가 8Ω 소자를 통해 흐른다고 보면
V_a = I×Z = 8×(-j8) = -j64V

이후 20Ω(실제 jωL=j20)과 4Ω 소자를 거쳐 b점까지 전압을 구하는 과정에서 회로의 임피던스 비례에 따라 a-b간 전압이 -j160V로 계산된다.

문제 65

출력이

F(s)=\dfrac{3s+2}{s(s^2+2s+6)}

로 표시되는 제어계가 있다. 이 계의 시간함수 f(t)의 정상값은?

31/3

41/6

정답 및 해설

정상값은 1/3이다.

계가 안정하면 최종값 정리 $f(\infty)=\lim_{s\to0}sF(s)$ 를 쓴다. 분모의 $s^2+2s+6$ 은 근의 실수부가 음이므로 안정하다.

$f(\infty)=\lim_{s\to0}\dfrac{3s+2}{s^2+2s+6}=\dfrac{2}{6}=\dfrac13$

문제 66

그림은 평형 3상 회로에서 운전하고 있는 유도전동기의 결선도이다. 각 계기의 지시가 W₁=2.36[kW], W₂=5.95[kW], V=200[V], I=30[A]일 때, 이 유도 전동기의 역률은 약 몇 [%]인가?

180

276

370

466

정답 및 해설

그림은 전력계 두 대와 전압계·전류계로 3상 유도전동기를 측정하는 2전력계법 결선도이다.

3상 유효전력은 두 전력계 지시의 합이므로 P=2.36+5.95=8.31[kW], 피상전력은 √3×200×30=10392[VA]≈10.39[kVA]이다.

따라서 역률은 8310÷10392≈0.80, 즉 약 80[%]이다. 2전력계법 역률식 (W₁+W₂)÷(2√(W₁²+W₂²−W₁W₂))로 계산해도 8.31÷(2×5.19)≈0.80으로 같은 값이 나온다.

문제 67

다음과 같이 변환시 R₁+R₂+R₃의 값[Ω]은? (단, R_ab=2[Ω], R_bc=4[Ω], R_ca=6[Ω]이다.)

11.57[Ω]

22.67[Ω]

33.67[Ω]

44.87[Ω]

정답 및 해설

R₁+R₂+R₃ 는 약 3.67 Ω이다.

그림은 델타(R_ab=2, R_bc=4, R_ca=6)를 Y로 변환하며, 델타 저항의 합은 12Ω 이다.

Y 의 각 저항은 그 단자에 붙은 두 델타 저항의 곱 ÷ 델타 저항의 합이다.
$R_1=\dfrac{2\times6}{12}=1,\quad R_2=\dfrac{2\times4}{12}=0.67,\quad R_3=\dfrac{4\times6}{12}=2$

세 저항을 더하면 $R_1+R_2+R_3=1+0.67+2\approx3.67\ \Omega$

문제 68

다음의 회로가 정 저항 회로가 되기 위한 L[H]의 값은?

20.1

30.01

40.001

정답 및 해설

정저항 회로가 되기 위한 L 은 0.01 H이다.

그림은 (10Ω 과 L 의 병렬)과 (10Ω 과 100μF 의 병렬)이 직렬이다.

정저항 조건은 R²C=L 이다.
$L=CR^{2}=100\times10^{-6}\times10^{2}=0.01\ \mathrm{H}$

문제 69

어떤 회로에 흐르는 전류가 i=7+14.1sinwt[A]인 경우 실효값은 약 몇 [A]인가?

111.2

212.2

313.2

414.2

정답 및 해설

실효값은 약 12.2[A]이다.

직류분 7[A]와 기본파 최대값 14.1[A]의 실효값을 제곱합으로 합성한다.

$I=\sqrt{7^2+\left(\dfrac{14.1}{\sqrt2}\right)^2}=\sqrt{49+99.4}$

$\approx12.2\,\mathrm{A}$

문제 70

그림과 같은 대칭 3상 Y결선 부하 Z=6+j8Ω에 200V의 상전압이 공급될 때 선전류는 몇 A인가?

115

220

315√3

420√3

정답 및 해설

그림은 Y결선 부하이므로 선전류와 상전류가 같고, 그 값은 20 A 이다.

한 상의 임피던스 크기는 $|Z|=\sqrt{6^{2}+8^{2}}=10\ \Omega$ 이다.

상전압이 200 V 이므로 $I_l=I_p=\dfrac{200}{10}=20\ \mathrm{A}$

15 A 가 되려면 임피던스가 약 13.3 Ω 이어야 하는데, 주어진 Z 의 크기는 10 Ω 이다.
15√3 A 와 20√3 A 처럼 √3 을 곱하는 것은 Δ결선에서 선전류가 상전류의 √3 배일 때의 관계이다. Y결선에서는 선전류=상전류이므로 √3 이 붙지 않는다.

문제 71

그림과 같은 불평형 Y형 회로에 평형 3상 전압을 가할 경우 중성점의 전위 V_n[V]는? (단, Y₁, Y₂, Y₃ 는 각 상의 어드미턴스[℧]이고, Z₁, Z₂, Z₃ 는 각 어드미턴스에 대한 임피던스[Ω]이다.)

\dfrac{E_1+E_2+E_3}{Z_1+Z_2+Z_3}

\dfrac{Z_1E_1+Z_2E_2+Z_3E_3}{Z_1+Z_2+Z_3}

\dfrac{E_1+E_2+E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}

\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}

정답 및 해설

그림은 세 상의 전원 E₁, E₂, E₃ 가 각각 어드미턴스 Y₁, Y₂, Y₃ 부하에 연결된 불평형 Y 회로이다. 중성점 전위는 밀만의 정리로 구한다.

중성점에서 키르히호프 전류법칙 $Y_1(E_1-V_n)+Y_2(E_2-V_n)+Y_3(E_3-V_n)=0$ 을 풀면 $V_n=\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}$ 이다. 즉 어드미턴스 가중평균이다.

기전력의 합을 임피던스의 합으로 나눈 식은 단위가 전류(V/Ω)가 되어 전위가 될 수 없다.
임피던스를 가중치로 쓴 식은 가중치가 반대이다. 같은 전압이라도 임피던스가 작은(어드미턴스가 큰) 상이 중성점 전위에 더 크게 기여해야 한다.
기전력의 합을 어드미턴스의 합으로 나눈 식은 단위가 V·Ω 이 되어 전위가 아니다.

문제 72

그림과 같은 2단자 망에서 구동점 임피던스를 구하면?

\dfrac{6s^{2}+1}{s(s^{2}+1)}

\dfrac{6s+1}{6s^{2}+1}

\dfrac{6s^{2}+1}{(s+1)(s+2)}

\dfrac{s+2}{6s(s+1)}

정답 및 해설

그림은 1 F 콘덴서에 5 H 인덕터와 1/5 F 콘덴서의 병렬이 직렬로 이어진 2단자 회로이다.

$Z(s)=\dfrac{1}{s}+\dfrac{5s\cdot\dfrac{5}{s}}{5s+\dfrac{5}{s}}=\dfrac{1}{s}+\dfrac{5s}{s^{2}+1}=\dfrac{s^{2}+1+5s^{2}}{s(s^{2}+1)}=\dfrac{6s^{2}+1}{s(s^{2}+1)}$

분자 6s+1, 분모 6s²+1 인 식은 s=0 에서 값이 유한하다. 직류에서는 직렬 콘덴서가 개방이므로 임피던스가 무한대여야 해서 맞지 않는다.
분모가 (s+1)(s+2) 인 식도 s=0 에서 유한하여 같은 이유로 맞지 않는다.
(s+2)/(6s(s+1)) 은 높은 주파수에서 1/(6s) 로 가는데, 이 회로는 (1+5)/s=6/s 로 가야 한다.

문제 73

그림과 같이 T형 4단자 회로망의 A, B, C, D 파라미터 중 B값은?

\dfrac{1}{Z_3}

1 + \dfrac{Z_1}{Z_3}

\dfrac{Z_3 + Z_2}{Z_3}

\dfrac{Z_1 Z_2 + Z_2 Z_3 + Z_3 Z_1}{Z_3}

정답 및 해설

T형 4단자 회로망의 B값은 $\dfrac{Z_1Z_2+Z_2Z_3+Z_3Z_1}{Z_3}$ 이다.

그림은 입력측 직렬 Z₁, 중앙 분로 Z₃, 출력측 직렬 Z₂로 구성된 T형 4단자망이다(단자 1-1′이 입력, 2-2′이 출력).

T형 회로의 4단자 정수는 $A=1+\dfrac{Z_1}{Z_3}$ , $B=Z_1+Z_2+\dfrac{Z_1Z_2}{Z_3}$ , $C=\dfrac{1}{Z_3}$ , $D=1+\dfrac{Z_2}{Z_3}$ 이다.

B를 Z₃로 통분하면 $B=\dfrac{Z_1Z_2+Z_2Z_3+Z_3Z_1}{Z_3}$ 이 된다.

차원으로도 걸러낼 수 있다. B는 출력 단락 시 V₁/I₂이므로 임피던스[Ω] 차원이고 C는 어드미턴스[S], A·D는 무차원이다.

문제 74

실효값이 100[V], 주파수가 50[Hz]인 교류 전압을 저항 100[Ω], 용량 10[㎌]인 RC 직렬 회로에 가했을 때, 역률은 약 얼마인가?

10.3

20.5

30.6

40.8

정답 및 해설

역률은 약 0.3이다.

RC 직렬회로의 역률은 R ÷ Z이다.

$X_C=\dfrac{1}{2\pi\times50\times10\times10^{-6}}\approx318\,\Omega$

$\cos\theta=\dfrac{R}{\sqrt{R^2+X_C^2}}=\dfrac{100}{\sqrt{100^2+318^2}}\approx0.3$

문제 75

\mathcal{L}^{-1}\left[\dfrac{\omega}{s(s^2+\omega^2)}\right]

은?

\dfrac{1}{\omega}(1-\sin\omega t)

\dfrac{1}{\omega}(1-\cos\omega t)

\dfrac{1}{s}(1-\sin\omega t)

\dfrac{1}{s}(1-\cos\omega t)

정답 및 해설

주어진 상은 $\dfrac{\omega}{s(s^2+\omega^2)}=\dfrac{1}{s}\cdot\dfrac{\omega}{s^2+\omega^2}$ 로 분리된다. 1/s를 곱하는 것은 시간영역에서 적분을 뜻하고, $\dfrac{\omega}{s^2+\omega^2}$ 의 역변환은 $\sin\omega t$ 이다.

따라서 $f(t)=\int_0^t \sin\omega\tau\,d\tau=\left[-\dfrac{1}{\omega}\cos\omega\tau\right]_0^t=\dfrac{1}{\omega}\left(1-\cos\omega t\right)$ 이다.

부분분수로 풀어도 같다. $\dfrac{\omega}{s(s^2+\omega^2)}=\dfrac{1}{\omega}\left(\dfrac{1}{s}-\dfrac{s}{s^2+\omega^2}\right)$ 이고, 두 항의 역변환이 각각 1과 cosωt이므로 (1/ω)(1−cosωt)를 얻는다.

검산: t=0을 넣으면 (1/ω)(1−1)=0으로, 초기값 정리 $\lim_{s\to\infty}sF(s)=0$ 과 일치한다. 계수가 1/s가 아니라 1/ω이고 삼각함수가 sin이 아니라 cos이 되는 이유는 적분 과정에서 sin이 −cos으로 바뀌고 1/ω가 밖으로 나오기 때문이다.

문제 76

그림과 같은 회로의 영상 임피던스 Z₀₁, Z₀₂(Ω)는 각각 얼마인가?

19, 5

26, 10/3

34, 5

44, 20/9

정답 및 해설

그림은 입력쪽에 직렬 4Ω, 그 뒤 출력단과 만나는 접속점에서 아래 도선으로 분로(병렬) 5Ω 이 걸린 L형 4단자 회로다. 영상 임피던스는 개방·단락 임피던스의 기하평균 $Z_{01}=\sqrt{Z_{1o}Z_{1s}}$ , $Z_{02}=\sqrt{Z_{2o}Z_{2s}}$ 로 구한다.

입력쪽에서 보면 출력단 개방 시 4Ω과 5Ω이 직렬이 되어 $Z_{1o}=4+5=9\,\Omega$ , 출력단 단락 시 5Ω이 단락되어 $Z_{1s}=4\,\Omega$ 이다. 따라서 $Z_{01}=\sqrt{9\times 4}=6\,\Omega$ .

출력쪽에서 보면 입력단 개방 시 4Ω 가지로 전류가 흐를 수 없어 $Z_{2o}=5\,\Omega$ , 입력단 단락 시 4Ω과 5Ω이 병렬이 되어 $Z_{2s}=\dfrac{4\times 5}{4+5}=\dfrac{20}{9}\,\Omega$ 이다. 따라서 $Z_{02}=\sqrt{5\times\dfrac{20}{9}}=\sqrt{\dfrac{100}{9}}=\dfrac{10}{3}\,\Omega$ 로, 구하는 값은 6Ω 과 10/3Ω 이다.

문제 77

다음과 같은 파형을 푸리에 급수로 전개하면?

y=\dfrac{4A}{\pi}\left(\sin\alpha\sin x+\dfrac{1}{9}\sin 3\alpha\sin 3x+\cdots\right)

y=\dfrac{4A}{\pi}\left(\sin x+\dfrac{1}{3}\sin 3x+\dfrac{1}{5}\sin 5x+\cdots\right)

y=\dfrac{4}{\pi}\left(\dfrac{\cos 2x}{1\cdot 3}+\dfrac{\cos 4x}{3\cdot 5}+\dfrac{\cos 6x}{5\cdot 7}+\cdots\right)

y=\dfrac{A}{\pi}+\dfrac{\sin 2x}{2}+\dfrac{\sin 4x}{4}+\cdots

정답 및 해설

푸리에 급수는 y = (4A/π){sin x + (1/3)sin 3x + (1/5)sin 5x + …}이다.

그림의 파형은 x = ωt를 가로축으로 하여 0~π 구간에서 +A, π~2π 구간에서 -A인 구형파(사각파)이다. 한 주기의 평균이 0이므로 직류분은 0이다.

이 파형은 원점 대칭인 기함수(정현대칭)이므로 cos 항이 모두 사라지고 sin 항만 남는다. 또 반주기 간격으로 부호만 뒤집히는 반파대칭이므로 짝수 고조파도 사라져 홀수차만 존재한다.

계수를 직접 구하면 b_n = (2/π)∫₀^πA sin nx dx = 2A(1-cos nπ)/(nπ)이고, n이 홀수이면 4A/(nπ), 짝수이면 0이다.

cos 항으로 전개된 형태, 짝수차(2x, 4x)만 남는 형태, 상수항(A/π)이 붙은 형태는 위의 기함수·반파대칭 성질과 맞지 않는다.

문제 78

대칭 3상 Y 결선에서 선간전압이 100√3[V] 이고, 각 상의 임피던스 Z = 30 + j40[Ω]의 평형부하일 때 선전류는 몇[A] 인가?

22√3

45√3

정답 및 해설

선전류는 2[A]이다.

Y결선에서 상전압은 선간전압의 $1/\sqrt3$ 이고, 선전류는 상전류와 같다.

$V_p=\dfrac{100\sqrt3}{\sqrt3}=100\,\mathrm{V},\ |Z|=\sqrt{30^2+40^2}=50\,\Omega$

$I=\dfrac{100}{50}=2\,\mathrm{A}$

문제 79

어떤 정현파 교류전압의 실효값이 314V일 때 평균값은 약 몇 V 인가?

1142

2283

3365

4382

정답 및 해설

평균값은 약 283V이다.

정현파 교류전압의 평균값은 실효값에 2√2/π를 곱한 값이다.

실효값이 314V일 때 $314\times\dfrac{2\sqrt{2}}{\pi}=314\times\dfrac{2\times1.414}{3.14}=314\times0.9\approx283\,\mathrm{V}$ 이다.

문제 80

불평형 회로에서 영상분이 존재하는 3상회로 구성은?

1△-△ 결선의 3상 3선식

2△-Y 결선의 3상 3선식

3Y-Y 결선의 3상 3선식

4Y-Y 결선의 3상 4선식

정답 및 해설

영상분이 존재하는 것은 Y-Y 결선의 3상 4선식이다.

영상분은 3상 전류의 합이 0이 아닐 때 생기며, 그 전류가 되돌아 흐를 중성선(접지 귀로)이 있어야 한다.

△ 결선이 포함된 3선식은 영상 전류가 흐를 귀로가 없다.
Y-Y 3선식도 중성선이 없어 영상 전류의 귀로가 없다.

문제 81

전력선 반송통신용 결합 커패시터에 접속하는 회로에 시설하는 보안장치의 구성요소에 대한 설명으로 틀린 것은?

1L₃: 1.3 kV 초과 1.6 kV 이하로 조정한 구상 방전갭

2F: 정격전류 10 A 이하의 포장 퓨즈를 사용한다

3DR: 전류 용량 2 A 이상의 배류 선륜을 사용한다

4L₁: 교류 300 V 이하에서 동작하는 피뢰기를 사용한다

정답 및 해설

틀린 설명은 L₃를 1.3kV 초과 1.6kV 이하로 조정한 구상 방전갭이라는 설명이다.

L₃는 동작전압이 교류 2kV 초과 3kV 이하로 조정된 구상 방전갭이다.
교류 1.3kV 초과 1.6kV 이하로 조정된 것은 방전갭 L₂이다.

F는 정격전류 10A 이하의 포장 퓨즈이다.
DR은 전류 용량 2A 이상의 배류 선륜이다.
L₁은 교류 300V 이하에서 동작하는 피뢰기이다.

문제 82

애자 사용 공사에 의한 고압 옥내배선에 사용되는 연동선의 최소 단면적은 몇 [mm²]인가?

12.5

정답 및 해설

애자사용 공사에 의한 고압 옥내배선의 연동선은 공칭단면적 6 mm² 이상이어야 한다.

KEC 342.1은 애자사용 고압 옥내배선의 전선을 6 mm² 이상 연동선(또는 동등 이상의 고압·특고압 절연전선)으로 하고, 전선 상호 간·조영재 간 간격도 저압보다 크게 정한다.

2.5 mm²은 규정값보다 작아 요구하는 기준에 못 미친다.
4 mm²은 규정값보다 작아 요구하는 기준에 못 미친다.
8 mm²은 규정에 없는 수치다.

문제 83

발전기의 용량에 관계없이 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 하는 경우는?

1과전류 인입

2베어링 과열

3발전기 내부고장

4유압의 과팽창

정답 및 해설

용량에 관계없이 자동으로 전로에서 차단해야 하는 경우는 과전류 인입이다.

발전기에 과전류가 흐르는 경우의 자동차단 장치는 발전기 용량과 관계없이 모든 발전기에 공통으로 요구되는 보호 요건이다.

발전기 보호장치 규정은 용량 구간별로 서로 다른 자동차단 요건을 둔다.

베어링 과열: 일정 용량 이상의 발전기에만 적용되는 조건이다.
압유장치의 유압 저하: 일정 용량 이상의 발전기에만 적용되는 조건이다.
발전기 내부고장: 일정 용량 이상의 발전기에만 적용되는 조건이다.

문제 84

한국전기설비규정에 따른 전선의 식별에서 L3 상의 전선 색상은?

1갈색

2검은색

3회색

4파란색

정답 및 해설

L3 상의 전선 색상은 회색이다.

KEC 121.2 표 121.2-1(전선식별)은 L1 갈색, L2 검은색, L3 회색, N 파란색이다.
보호도체는 녹색-노란색이다.

문제 85

다음은 수영장 등에 사용하는 수중조명등의 절연변압기에 관한 규정이다. ( ㉠ ), ( ㉡ )에 들어갈 값으로 옳은 것은?
“절연변압기의 2차측 전로의 사용전압이 ( ㉠ ) V 이하인 경우에는 1차권선과 2차권선 사이에 금속제의 혼촉방지판을 설치하고 211과 140의 규정에 준하여 접지공사를 하여야 하며, 절연변압기의 2차측 전로의 사용전압은 ( ㉡ ) V 이하이어야 한다.”

1㉠ 30, ㉡ 150

2㉠ 30, ㉡ 300

3㉠ 60, ㉡ 150

4㉠ 60, ㉡ 300

정답 및 해설

㉠은 30, ㉡은 150이다.

KEC 234.14.6에 따르면 절연변압기 2차측 사용전압이 30V 이하이면 1차·2차 권선 사이에 금속제 혼촉방지판을 설치하고 211과 140에 준하여 접지공사를 한다.

KEC 234.14.1에서 절연변압기 1차측은 400V 이하, 2차측은 150V 이하이다.

문제 86

지중 전선로를 직접 매설식에 의하여 시설하는 경우에 차량 및 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소의 매설 깊이는 몇 m 이상인가?

11.0

21.2

31.5

41.8

정답 및 해설

차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 직접 매설식으로 지중전선로를 시설할 때 매설 깊이는 1.0 m 이상이다.

KEC 334.1은 직접 매설식 지중전선로의 매설 깊이를 장소에 따라 구분한다. 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소는 더 깊게 매설하고 견고한 트로프 등 방호물에 넣어 시설한다.

1.2 m는 규정에 없는 수치다.
1.5 m는 규정에 없는 수치다.
1.8 m는 규정에 없는 수치다.

문제 87

가공전선로의 지지물에 하중이 가하여지는 경우에 그 하중을 받는 지지물 기초 안전율은 일반적인 경우에 얼마 이상이어야 하는가?

11.5

22.0

32.5

43.0

정답 및 해설

가공전선로 지지물에 하중이 가해질 때 지지물 기초의 안전율은 일반적인 경우 2.0 이상이어야 한다.

KEC 331.7은 지지물 기초의 안전율을 2 이상으로 정한다. 이상 시 상정하중이 가해지는 철탑 기초에 한해 1.33을 적용한다.

1.5는 규정값보다 작아 기초의 안전 여유가 부족하다.
2.5는 지지선의 안전율 등과 혼동하기 쉬운 값으로, 기초 안전율의 규정값이 아니다.
3.0은 규정에 없는 수치다.

문제 88

3상 220[V] 유도 전동기의 권선과 대지간의 절연내력시험전압과 견디어야 할 최소 시간이 맞는 것은?

1220[V], 5분

2275[V], 10분

3330[V], 20분

4500[V], 10분

정답 및 해설

3상 220 V 유도전동기 권선과 대지 사이의 절연내력 시험은 500 V를 10분간 가하는 것이다.

KEC 133은 최대사용전압 7 kV 이하 회전기에 최대사용전압의 1.5배를 가하되 500 V 미만이면 500 V로 한다.
$220\times1.5=330\,\mathrm{V}\lt 500\,\mathrm{V}$
따라서 500 V를 권선과 대지 사이에 연속하여 10분간 가한다.

220 V, 5분은 최대사용전압과 같은 전압이고 시간도 부족하다.
275 V, 10분은 1.25배로 계산한 값이며, 이 배율은 7 kV 초과 회전기에 적용한다.
330 V, 20분은 1.5배 계산값이지만 500 V 미만이므로 500 V를 적용해야 하며 시험 시간도 10분이다.

문제 89

일반적으로 저압 가공전선로와 기설 가공약전류 전선로가 병행하는 경우에는 유도작용에 의한 통신상의 장해가 생기지 않도록 전선과 기설 약전류 전선간의 간격은 몇 [m] 이상으로 하여야 하는가? (단, 저압 가공전선은 케이블이 아니다)

정답 및 해설

저압(또는 고압) 가공전선로가 기설 가공약전류전선로와 병행할 때 유도작용에 의한 통신 장해를 막기 위한 전선과 약전류전선 사이의 간격은 2 m 이상이다.

KEC 332.1은 병행 시 유도작용에 의한 통신상 장해를 막기 위해 2 m 이상 간격을 두도록 한다. 전선이 케이블이거나 가공약전류전선로 관리자의 승낙을 받은 경우에는 적용하지 않는다.

3 m는 규정에 없는 수치다.
4 m는 규정에 없는 수치다.
5 m는 규정에 없는 수치다.

문제 90

과전류 차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압 전로에 사용되는 포장 퓨즈는 정격 전류의 몇 배의 전류에 견디어야 하는가?

11.1

21.2

31.3

41.5

정답 및 해설

고압전로에 쓰는 포장 퓨즈는 정격전류의 1.3배의 전류에 견디어야 한다.

KEC 341.10은 포장 퓨즈를 정격전류의 1.3배에 견디고 2배의 전류로 120분 안에 용단되는 것으로 정한다. 비포장 퓨즈는 정격전류의 1.25배에 견디고 2배 전류로 2분 안에 용단되어야 한다.

1.1배는 규정에 없는 배율이다.
1.2배는 규정에 없는 배율이다.
1.5배는 규정에 없는 배율이다.

문제 91

특고압 가공전선이 케이블인 경우에 통신선이 절연전선과 동등 이상의 절연 효력이 있을 때 통신선과 특고압 가공전선과의 간격은 몇 [cm]이상인가?

130

260

375

490

정답 및 해설

특고압 가공전선이 케이블이고 통신선이 절연전선과 동등 이상의 절연 효력이 있을 때 통신선과 특고압 가공전선의 간격은 30 cm 이상이다.

KEC 362.2는 통신선과 특고압 가공전선의 일반 간격을 크게 정하되, 특고압선이 케이블이고 통신선이 절연전선 동등 이상이면 간격을 줄이는 특례를 둔다.

60 cm는 통신선과 고압 가공전선 사이(고압선이 케이블이 아닌 경우)에 적용하는 값이다.
75 cm는 규정에 없는 수치다.
90 cm는 규정에 없는 수치다.

문제 92

통신선과 특고압 가공전선사이의 간격은 몇 m 이상이어야 하는가? (단, 특고압 가공전선로의 다중접지를 한 중성선을 제외한다.)

10.8

31.2

41.4

정답 및 해설

통신선과 특고압 가공전선(다중접지한 중성선 제외) 사이의 간격은 1.2 m 이상이다.

KEC 362.2는 첨가 통신선과 가공전선의 간격을 전선 종류별로 정한다. 특고압 가공전선과는 1.2 m이며, 특고압선이 케이블이고 통신선이 절연전선 동등 이상이면 줄일 수 있다.

0.8 m는 규정값보다 작아 간격이 부족하다.
1 m도 규정값보다 작아 간격이 부족하다.
1.4 m는 규정에 없는 수치다.

문제 93

지중 전선로를 관로식에 의하여 시설하는 경우 매설 깊이를 최소 몇 m 이상으로 하여야 하는가? (단, 차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소이다.)

10.6

31.2

41.5

정답 및 해설

차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에서 지중전선로를 관로식으로 시설할 때 매설 깊이는 1.0 m 이상이다.

KEC 334.1은 관로식의 매설 깊이를 1.0 m 이상으로 정한다. 중량물의 압력을 받을 우려가 없는 곳은 더 얕게 허용한다.

0.6 m는 중량물의 압력을 받을 우려가 없는 곳에 허용되는 값이다.
1.2 m는 규정에 없는 수치다.
1.5 m는 규정에 없는 수치다.

문제 94

목주, A종 철주 및 A종 철근 콘크리트주를 사용할 수 없는 보안공사는?

1고압 보안공사

2제1종 특고압 보안공사

3제2종 특고압 보안공사

4제3종 특고압 보안공사

정답 및 해설

목주, A종 철주 및 A종 철근콘크리트주를 사용할 수 없는 보안공사는 제1종 특고압 보안공사이다.

제1종 특고압 보안공사는 사고 시 큰 피해가 우려되는 개소에 적용되는 강화된 공사 방식으로, 지지물로 반드시 B종 철주·B종 철근콘크리트주 또는 철탑을 사용해야 한다.

고압 보안공사: 상대적으로 완화된 기준이 적용되어 목주나 A종 지지물의 사용이 허용된다.
제2종 특고압 보안공사: 상대적으로 완화된 기준이 적용되어 목주나 A종 지지물의 사용이 허용된다.
제3종 특고압 보안공사: 상대적으로 완화된 기준이 적용되어 목주나 A종 지지물의 사용이 허용된다.

문제 95

고압 가공전선이 경동선인 경우 안전율은 얼마 이상이어야 하는가?

12.0

22.2

32.5

43.0

정답 및 해설

경동선을 사용한 고압 가공전선의 안전율은 2.2 이상이 되는 처짐 정도로 시설한다.

KEC 332.4는 케이블이 아닌 고압 가공전선의 안전율을 경동선·내열 동합금선은 2.2 이상, 그 밖의 전선은 2.5 이상으로 정한다.

2.0은 규정값보다 작아 전선의 안전 여유가 부족하다.
2.5는 경동선·내열 동합금선이 아닌 그 밖의 전선(예: 강심알루미늄선)에 적용하는 값이다.
3.0은 규정에 없는 수치다.

문제 96

지중전선로를 직접 매설식에 의하여 시설할 때, 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 지중 전선을 견고한 트로프 기타 방호물에 넣지 않고도 부설할 수 있는 케이블은?

1염화비닐 절연 케이블

2폴리 에틸렌 외장 케이블

3콤바인덕트 케이블

4알루미늄피 케이블

정답 및 해설

직접 매설식 지중전선로에서 중량물 압력을 받을 우려가 있는 장소에 견고한 트로프 등 방호물 없이 부설할 수 있는 케이블은 콤바인덕트 케이블이다.

KEC 334.1은 저압·고압 지중전선에 콤바인덕트 케이블 또는 강대·황동대 등으로 개장한 케이블을 쓰면 방호물을 생략할 수 있게 한다. 케이블 자체가 기계적 보호 구조를 갖추었기 때문이다.

염화비닐 절연 케이블은 자체 보호 구조가 없어 방호물에 넣어야 한다.
폴리에틸렌 외장 케이블은 외장만으로는 중량물 압력에 대한 보호 구조가 아니므로 방호물이 필요하다.
알루미늄피 케이블은 금속 피복이 있어도 개장 구조가 아니어서 이 조건만으로 방호물을 생략할 수 없다.

문제 97

건조한 장소로서 전개된 장소에 애자사용공사로 고압 옥내배선을 시설할 때, 전선을 조영재의 면을 따라 붙이지 않는 경우 전선 지지점 간의 거리는 몇 m 이하이어야 하는가?

정답 및 해설

전선을 조영재의 면을 따라 붙이지 않는 경우 전선 지지점 간 거리는 6m 이하이다.

조영재의 면을 따라 붙이는 경우에는 2m 이하이다.

전선 상호 간격은 0.08m 이상, 전선과 조영재 간격은 0.05m 이상이다.
전선은 6mm² 이상 연동선 또는 동등 이상의 고압·특고압 절연전선이다.

문제 98

고압 가공전선로의 지지물이 B종 철주인 경우, 지지물 간 거리는 몇 [m] 이하이어야 하는가?

1150

2200

3250

4300

정답 및 해설

B종 철주를 지지물로 사용하는 고압 가공전선로의 지지물 간 거리는 250 m 이하이다.

KEC 332.9는 고압 가공전선로의 지지물 간 거리를 지지물 종류별로 정한다. 목주·A종은 150 m, B종은 250 m, 철탑은 600 m 이하이다.

150 m는 목주·A종 지지물에 적용하는 한도다.
200 m는 규정 한도와 다른 수치다.
300 m는 규정 한도를 넘는 값이라 허용되지 않는다.

문제 99

셀룰러덕트공사에서 덕트의 최대 폭이 150 ㎜ 이하인 셀룰러덕트의 판 두께는 몇 ㎜ 이상이어야 하는가?

11.0

21.2

31.4

41.6

정답 및 해설

최대 폭 150mm 이하 셀룰러덕트의 판 두께는 1.2mm 이상이다.

KEC 232.33.2 표 232.33-1(셀룰러덕트의 선정)은 최대 폭 150mm 이하 1.2mm, 150mm 초과 200mm 이하 1.4mm, 200mm 초과 1.6mm이다.
부속품의 판 두께는 1.6mm 이상이다.

문제 100

다음은 철도·궤도 또는 자동차도 전용터널 안의 저압 전선로를 애자공사에 의하여 시설하는 기준이다. ( ㉠ ), ( ㉡ )에 들어갈 값으로 옳은 것은?
“인장강도 ( ㉠ ) kN 이상의 절연전선 또는 지름 2.6 ㎜ 이상의 경동선의 절연전선을 사용하고, 이를 레일면상 또는 노면상 ( ㉡ ) m 이상의 높이로 유지할 것.”

1㉠ 2.30, ㉡ 2.5

2㉠ 2.30, ㉡ 3

3㉠ 5.26, ㉡ 2.5

4㉠ 5.26, ㉡ 3

정답 및 해설

㉠은 2.30, ㉡은 2.5이다.

KEC 335.1에서 전용터널 안 저압 전선은 인장강도 2.30kN 이상의 절연전선 또는 지름 2.6mm 이상 경동선의 절연전선을 애자공사로 시설한다.
레일면상 또는 노면상 2.5m 이상의 높이를 유지한다.

고압 전선 애자공사는 인장강도 5.26kN(지름 4mm) 이상이고 3m 이상이다.

전기산업기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

2023년 2회 기출복원 모의고사

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

그림과 같이 진공내의 A, B, C 각 점에 Q_A= 4×10^-6[C], Q_B= 2×10^-6[C], Q_C=5×10^-6[C]의 점전하가 일직선상에 놓여 있을 때 B점에 작용하는 힘은 몇 [N]인가?

10.8 × 10^-2

21.2 × 10^-2

31.8 × 10^-2

42.4 × 10^-2

정답 및 해설

B점에 작용하는 힘은 0.8×10^-2 N이다.

그림은 A, B, C 가 일직선이며 AB=2m, BC=3m 이다. 세 전하가 모두 같은 부호이므로 B 는 A 에게 밀려 C 쪽으로, C 에게 밀려 A 쪽으로 힘을 받는다.

두 힘은 방향이 반대이므로 $F=F_A-F_C=0.8\times10^{-2}\ \mathrm{N}$ 이며 합력은 C 쪽을 향한다.

문제 2

1mlHcosθ

2mlHsinθ

32mlHsinθ

42mlHtanθ

정답 및 해설

자석이 받는 회전력은 mlH sinθ[N·m]이다.

mlH cosθ 형태: θ=0(자계와 나란함)에서 최대가 되어 부적합하다. 나란하면 회전력은 0 이다.
2mlH sinθ 형태: 각 자극의 회전력은 중심에서 l/2 떨어진 팔로 $mH\cdot\dfrac{l}{2}\sin\theta$ 이고, 두 자극을 합해도 mlH sinθ 이므로 두 배가 되지 않는다.
2mlH tanθ 형태: 회전력은 sinθ 에 비례하며 tanθ 는 아니다.

문제 3

각종 전기기기에 접지하는 이유로 가장 옳은 것은?

1편의상 대지는 전위가 영상 전위이기 때문이다.

2대지는 습기가 있기 때문에 전류가 잘 흐르기 때문이다.

3영상전하로 생각하여 땅속은 음(-)전하이기 때문이다.

4지구의 정전용량이 커서 전위가 거의 일정하기 때문이다.

정답 및 해설

접지하는 이유로 가장 옳은 것은 지구의 정전용량이 커서 전위가 거의 일정하기 때문이라는 설명이다.

대지는 전하가 유입되거나 유출되어도 전위 변화가 거의 없어 항상 일정한 기준점으로 쓸 수 있다.

그래서 사고 시 발생한 전하를 대지로 흘려보내면서도 접지점의 전위를 안정적으로 유지하며, 감전 방지와 이상전압 억제에 효과적이다.

문제 4

다음 중 강자성체가 아닌 것은?

1니켈

2철

3코발트

4백금

정답 및 해설

강자성체가 아닌 것은 백금이다.

백금은 상자성체이다.

니켈 — 강자성체이다.
철 — 대표적인 강자성체이다.
코발트 — 강자성체이다.

문제 5

대전 도체 표면전하밀도는 도체 표면의 모양에 따라 어떻게 분포하는가?

1표면전하밀도는 뾰족할수록 커진다.

2표면전하밀도는 평면일 때 가장 크다.

3표면전하밀도는 곡률이 크면 작아진다.

4표면전하밀도는 표면의 모양과 무관하다.

정답 및 해설

대전 도체의 표면전하밀도는 뾰족할수록 커진다.

전하는 곡률이 큰 곳으로 집중되므로 곡률이 클수록 전하밀도가 커지고, 평평한 부분에서는 상대적으로 작다.

문제 6

평행판 콘덴서의 두 극판 면적을 3배로 하고 간격을 반으로 줄이면 정전 용량은 처음의 몇 배가 되는가?

11.5배

24.5배

36배

49배

정답 및 해설

정전용량은 처음의 6배 가 된다.

공식: $C=\dfrac{\varepsilon S}{d}$

면적 3배, 간격 1/2 이면 $C_{2}=\dfrac{\varepsilon\cdot3S}{d/2}=6C$

문제 7

유전체내의 전계의 세기가 E, 분극의 세기가 P, 유전율이 ε=ε₀ε_s인 유전체 내의 변위전류밀도는?

\epsilon\dfrac{\partial E}{\partial t}+\dfrac{\partial P}{\partial t}

\epsilon_0\dfrac{\partial E}{\partial t}+\dfrac{\partial P}{\partial t}

\epsilon_0\left(\dfrac{\partial E}{\partial t}+\dfrac{\partial P}{\partial t}\right)

\epsilon\left(\dfrac{\partial E}{\partial t}+\dfrac{\partial P}{\partial t}\right)

정답 및 해설

변위전류밀도는 $\varepsilon_0\dfrac{\partial E}{\partial t}+\dfrac{\partial P}{\partial t}$ 이다.

변위전류밀도는 전속밀도의 시간 변화율 $i_d=\dfrac{\partial D}{\partial t}$ 이고, 전속밀도는 $D=\varepsilon_0E+P$ 이다.

$\varepsilon\dfrac{\partial E}{\partial t}+\dfrac{\partial P}{\partial t}$ — ε 에 이미 분극 효과가 포함되어 P 항이 중복된다.
ε₀ 또는 ε 를 괄호 전체에 곱한 식 — P 항에는 유전율이 곱해지지 않으므로 틀렸다.

문제 8

11.51 × 10^-1[Wb]

22.01 × 10^-1[Wb]

31.51 × 10^-3[Wb]

42.01 × 10^-3[Wb]

정답 및 해설

철심 내 자속은 2.01×10^-3 Wb이다.

단면적 10cm² 는 10×10^-4 m², 길이 30cm 는 0.3m 로 환산한다.

문제 9

도체의 단면적이 5[m²]인 곳을 3초 동안에 30C의 전하가 통과하였다면 이때의 전류는?

15[A]

210[A]

330[A]

490[A]

정답 및 해설

전류는 10A 이다.

공식: $I=\dfrac{Q}{t}$

대입: $I=\dfrac{30}{3}=10\,\mathrm{A}$

단면적은 전류 계산에 필요하지 않다(전류밀도를 구할 때만 쓴다).

문제 10

도전성을 가진 매질내의 평면파에서 전파정수

\gamma

를 표현한 것으로 알맞은 것은? 단, α는 감쇠정수, β는 위상정수 이다.

\gamma=\alpha+j\beta

\gamma=\alpha-j\beta

\gamma=j\alpha+\beta

\gamma=j\alpha-\beta

정답 및 해설

전파정수는 $\gamma=\alpha+j\beta$ 이다.

실수부 α 는 진행하면서 진폭이 줄어드는 감쇠정수, 허수부 β 는 위상이 변하는 위상정수이다.

$\alpha-j\beta$ 형태 — 허수부의 부호가 규약과 다르다.
$j\alpha+\beta$ 와 $j\alpha-\beta$ — 감쇠정수와 위상정수의 실수부·허수부 역할이 바뀌었다.

문제 11

10V의 기전력을 유기시키려면 5초간에 몇 Wb의 자속을 끊어야 하는가?

210

325

450

정답 및 해설

끊어야 하는 자속은 50 Wb이다.

기전력은 쇄교자속의 시간에 대한 변화율로 정의된다.

$e=\dfrac{\Delta\phi}{\Delta t}\;\Rightarrow\;\Delta\phi = e\times \Delta t = 10\,\mathrm{V}\times5\,\mathrm{s}=50\,\mathrm{Wb}$

문제 12

공기 중에 선간거리 10cm의 평행왕복 도선이 있다. 두 도선 간에 작용하는 힘이 4×10^-6 N/m 이었다면 도선에 흐르는 전류는 몇 A 인가?

3√2

4√3

정답 및 해설

두 평행 도선 간의 단위 길이당 힘은 $F/L = \frac{\mu_0 I^2}{2\pi d}$ 로 주어진다. 여기서 $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}$ H/m, $d = 0.1$ m, $F/L = 4 \times 10^{-6}$ N/m이다.

$I^2 = \frac{4 \times 10^{-6}}{2 \times 10^{-6}} = 2$ 이므로 $I = \sqrt{2}$ A이다.

문제 13

직류 500V 절연저항계로 절연저항을 측정하니 2MΩ이 되었다면 누설전류(μA)는?

125

2250

31000

41250

정답 및 해설

누설전류는 250 μA이다.

누설전류는 $I = \dfrac{V}{R}$ 로 구한다. V = 500 V, R = 2MΩ = 2 × 10⁶ Ω 이다.

대입하면
$I = \dfrac{500}{2 \times 10^6} = 0.00025\,\mathrm{A} = 250\,\mu\mathrm{A}$

문제 14

두 종류의 유전율

(\epsilon_1,\ \epsilon_2)

E_1\sin\theta_1=E_2\sin\theta_2,\ D_1\sin\theta_1=D_2\sin\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_2}{\epsilon_1}

E_1\cos\theta_1 = E_2\cos\theta_2,\ D_1\sin\theta_1 = D_2\sin\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\epsilon_2}{\epsilon_1}

E_1\sin\theta_1=E_2\sin\theta_2,\ D_1\cos\theta_1=D_2\cos\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_1}{\epsilon_2}

E_1\cos\theta_1=E_2\cos\theta_2,\ D_1\cos\theta_1=D_2\cos\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_1}{\epsilon_2}

정답 및 해설

경계조건은 $E_1\sin\theta_1=E_2\sin\theta_2,\ D_1\cos\theta_1=D_2\cos\theta_2,\ \dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2}=\dfrac{\epsilon_1}{\epsilon_2}$ 이다.

문제 15

\dfrac{\mu_0}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}

\dfrac{\mu_0}{4\pi}+\dfrac{\mu_0}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}

\dfrac{\mu_0}{8\pi}+\dfrac{\mu_0}{\pi}\ln\dfrac{b}{a}

\dfrac{\mu_0}{8\pi}+\dfrac{\mu_0}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}

정답 및 해설

내부 인덕턴스까지 포함한 단위 길이당 인덕턴스는 $\dfrac{\mu_0}{8\pi}+\dfrac{\mu_0}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}$ 이다.

합계 $L=\dfrac{\mu_0}{8\pi}+\dfrac{\mu_0}{2\pi}\ln\dfrac{b}{a}$ [H/m]

문제 16

무한히 넓은 평행판 콘덴서에서 두 평행판 사이의 간격이 d[m]일 때, 단위 면적당 두 평행판 사이의 정전용량 [F/m²]은? (단, 매질은 공기이다.)

\dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0 d}

\dfrac{4\pi\varepsilon_0}{d}

\dfrac{\varepsilon_0}{d}

\dfrac{\varepsilon_0}{d^{2}}

정답 및 해설

단위 면적당 정전용량은 $\dfrac{\varepsilon_0}{d}\,[\mathrm{F/m^{2}}]$ 이다.

평행판 콘덴서 $C=\dfrac{\varepsilon_0S}{d}$ 에서 S=1 로 놓는다.

$\dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0d}$ 와 $\dfrac{4\pi\varepsilon_0}{d}$ — 점전하·구에서 나타나는 4π 항으로 평행판과 무관하다.
$\dfrac{\varepsilon_0}{d^{2}}$ — 용량은 간격 d 에 1차 반비례하며 제곱이 아니다.

문제 17

제벡(Seebeck) 효과를 이용 한 것은?

1광전지

2열전대

3전자냉동

4수정 발전기

정답 및 해설

제벡 효과를 이용한 것은 열전대이다.

제벡 효과는 서로 다른 두 금속을 접합하고 두 접합부에 온도차를 주면 기전력이 발생하는 현상이다.

광전지 : 광기전력 효과를 이용한다.
전자냉동 : 펠티에 효과를 이용한다.
수정 발전기 : 압전 효과를 이용한다.

문제 18

다음 중 틀린 것은?

1저항의 역수는 컨덕턴스 이다.

2저항률의 역수는 도전율이다.

3도체의 저항은 온도가 올라가면 그 값이 증가한다.

4저항률의 단위는 Ω/m²이다.

정답 및 해설

틀린 것은 저항률의 단위가 Ω/m² 라는 설명이다.

저항 $R=\rho\dfrac{l}{S}$ 에서 저항률 $\rho=\dfrac{RS}{l}$ 의 단위는 Ω·m 이다.

저항의 역수는 컨덕턴스이다 — 옳은 설명이다.
저항률의 역수는 도전율이다 — 옳은 설명이다.
도체의 저항은 온도가 올라가면 증가한다 — 옳은 설명이다.

문제 19

전기쌍극자로부터 임의의 점의 거리가 r이라 할때, 전계의 세기는 r과 어떤 관계에 있는가?

11/r에 비례

21/r²에 비례

31/r³에 비례

41/r⁴에 비례

정답 및 해설

쌍극자 전계의 세기는 1/r³에 비례한다.

두 전하가 만드는 전계가 서로 상쇄되므로 거리에 따라 단일 점전하보다 훨씬 빠르게 감소한다.

일반적인 위치에서 거리의 세제곱에 반비례하며, 점전하의 전계가 1/r²에 비례하는 것과 대비된다.

문제 20

그림과 같이 평행한 무한장 직선도선에 I(A), 4I(A)인 전류가 흐른다. 두 선 사이의 점 P에서 자계의 세기가 0이라고 하면 a/b 는?

31/2

41/4

정답 및 해설

a/b 는 1/4이다.

두 도선의 전류 $I$ 와 $4I$ 는 모두 위쪽을 향하고 점 P 는 두 도선 사이에 있으므로, P 에서 두 자계는 서로 반대 방향이다.

문제 21

유효낙차 400m의 수력발전소에서 펠턴수차의 노즐에서 분출하는 물의 속도를 이론값의 0.95배로 한다면 물의 분출속도는 약 몇 m/s인가?

142.3

259.5

362.6

484.1

정답 및 해설

물의 분출속도는 약 84.1m/s이다.

이론 분출속도는 $v_0=\sqrt{2gH}$ 이며, 유효낙차 400m를 대입하면

$v_0=\sqrt{2\times9.8\times400}\approx88.5\ \mathrm{m/s}$

실제 분출속도는 속도계수 0.95를 곱한 값이다.
$v=0.95\times88.5\approx84.1\ \mathrm{m/s}$

문제 22

우리나라 대용량 발전소에서 발전기 단자(발전)전압으로 주로 사용되는 전압 범위는?

111~24[kV]

2220~380[V]

3154~345[kV]

4500~765[kV]

정답 및 해설

대용량 발전소의 발전기 단자전압으로 주로 쓰는 범위는 11~24kV이다.

220~380V는 저압 배전전압이다.
154~345kV와 500~765kV는 송전전압이다.

문제 23

직접접지방식을 다른 접지방식에 비교하였을 때 틀린 것은?

1통신선에 미치는 유도장해가 최소이다.

2기기의 절연수준 저감이 가능하다.

3보호계전기의 동작이 확실하여 신뢰도가 높다.

4접지고장시 건전상의 이상전압이 최저이다.

정답 및 해설

통신선 유도장해가 최소라는 설명이 틀리다.

직접접지는 지락전류가 커서 통신선 유도장해가 가장 크다.

기기의 절연수준을 낮출 수 있다.
보호계전기가 확실히 동작한다.
지락 시 건전상 전압 상승이 가장 낮다.

문제 24

1142

2165

3183

4211

정답 및 해설

변압기 용량은 각 수용가의 최대수요전력 합을 부등률로 나누고 다시 역률로 나눠 구한다.

각 수용가 최대수요전력은 설비용량×수용률이므로 $50\times0.6+100\times0.6+80\times0.5+60\times0.5+150\times0.4=220\,\mathrm{kW}$ 이다.

문제 25

송전선에 코로나가 발생하면 전선이 부식된다. 무엇에 의하여 부식되는가?

1산소

2오존

3수소

4질소

정답 및 해설

코로나로 인한 전선 부식의 원인은 오존이다.

코로나 방전 때 오존이 생기고 질소산화물과 함께 습기와 결합해 전선을 부식시킨다.

산소는 부식을 촉진할 수 있지만 코로나가 만든 직접 원인이 아니다.
수소는 코로나로 생성되지 않는다.
질소 자체는 안정해 부식 원인이 되지 않는다.

문제 26

수용가군 총합의 부하율은 각 수용가의 수용분 및 수용가 사이의 부등률이 변화할 때 옳은 것은?

1부등률과 수용률에 비례한다.

2부등률에 비례하고 수용률에 반비례한다.

3수용률에 비례하고 부등률에 반비례한다.

4부등률과 수용률에 반비례한다.

정답 및 해설

종합 부하율은 부등률에 비례하고 수용률에 반비례한다.

수용률이 커지면 합성 최대전력이 커져 부하율은 작아진다.

부등률이 커질수록(각 수용가의 최대수요 시점이 서로 어긋날수록) 합성 최대전력이 작아져 부하율은 커진다.

문제 27

부하가 P[kW]이고, 그의 역률이cosθ₁인 것을 cosθ₂로 개선하기 위한 전력용 콘덴서의 용량[kVA]은?

P(\tan\theta_1-\tan\theta_2)

P\left(\dfrac{\cos\theta_1}{\sin\theta_1}-\dfrac{\cos\theta_2}{\sin\theta_2}\right)

\dfrac{P}{(\tan\theta_1-\tan\theta_2)}

\dfrac{P}{(\cos\theta_1-\cos\theta_2)}

정답 및 해설

콘덴서 용량은 P(tanθ₁−tanθ₂)이다.

개선 전후의 무효전력 차이이므로 $Q_c=P(\tan\theta_1-\tan\theta_2)$ 이다.

cos/sin 꼴은 tan이 아니라 cot에 해당한다.
P를 분자가 아닌 분모에 두는 식은 단위가 맞지 않는다.

문제 28

설비 용량의 합계가 3[kW]인 주택에서 최대 수요 전력이 2.1[kW]일 때의 수용률 [%]은?

151

258

363

470

정답 및 해설

수용률은 70 %이다.

수용률은 (최대수요전력 ÷ 설비용량) × 100이다.
$\dfrac{2.1}{3}\times100=70\%$ 이다.

51·58·63 %는 비 계산이 어긋난 값이다.

문제 29

다음 중 뇌해 방지와 관계가 없는 것은?

1댐퍼

2소호각

3가공지선

4매설지선

정답 및 해설

댐퍼는 뇌해 방지와 관계가 없다.

댐퍼는 전선의 진동 방지 장치이다.

소호각은 아크를 애자에서 멀리 유도한다.
가공지선은 직격뢰를 차폐한다.
매설지선은 철탑 접지저항을 낮춘다.

문제 30

과전류 계전기의 반한시 특성이란?

1동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아진다.

2동작전류가 적을수록 동작시간이 짧아진다.

3동작전류에 관계없이 동작시간은 일정하다.

4동작전류가 커질수록 동작시간이 길어진다.

정답 및 해설

과전류 계전기의 반한시 특성은 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지는 특성이다.

동작전류의 크기와 동작시간이 반비례 관계이므로 전류가 클수록 계전기가 더 빨리 동작한다.

이는 고장전류가 클수록 신속히 차단해야 하는 보호협조의 목적에 부합한다.

동작전류와 무관하게 일정한 시간에 동작하는 것은 정한시 특성이다.
전류가 작을수록 빨리 동작한다는 설명은 반한시 특성과 구별된다.

문제 31

지중선 계통을 가공선 계통에 비교하였을 때 옳은 것은?

1인덕턴스, 정전용량이 모두 크다.

2인덕턴스, 정전용량이 모두 적다.

3인덕턴스는 적고, 정전용량은 크다.

4인덕턴스는 크고, 정전용량은 적다.

정답 및 해설

지중선은 가공선에 비해 인덕턴스는 적고 정전용량은 크다.

케이블은 도체 간격이 좁고 유전체로 둘러싸여 정전용량이 크고 인덕턴스는 작다.

둘 다 크다는 설명은 인덕턴스가 작다는 점과 맞지 않다.
둘 다 적다는 설명은 정전용량과 맞지 않다.
인덕턴스가 크고 정전용량이 적다는 것은 가공선의 특성이다.

문제 32

송전선의 중성점을 접지하는 이유가 아닌 것은?

1코로나를 방지한다.

2기기의 절연강도를 낮출 수 있다.

3이상전압을 방지한다.

4지락 사고선을 선택 차단한다.

정답 및 해설

송전선 중성점 접지의 이유가 아닌 것은 코로나 방지이다.

코로나는 전선 표면의 전위경도에 의해 발생하므로 접지와 무관하다.

이상전압을 억제하는 것은 중성점 접지의 대표적 목적이다.
기기의 절연강도를 낮게 설계할 수 있게 하는 것도 접지방식의 실익이다.
지락사고 시 사고회선을 선택적으로 차단할 수 있게 하는 것 역시 접지 목적에 포함된다.

문제 33

장거리 송전선로의 특성을 정확하게 다루기 위한 회로로 알맞은 것은?

1분포정수회로

2분산부하회로

3집중정수회로

4특성임피던스회로

정답 및 해설

장거리 송전선로에는 분포정수회로를 쓴다.

선로가 길면 저항·인덕턴스·정전용량이 선로 전체에 분포하므로 집중정수로는 오차가 크다.

분산부하회로는 부하 배치에 관한 개념이다.
집중정수회로는 단거리·중거리 근사에 쓴다.
특성임피던스회로는 회로 종류가 아니다.

문제 34

다음 중 전력선에 의한 통신선의 전자유도장해의 주된 원인?

1전력선과 통신선 사이의 상호 정전용량

2전력선의 불충분한 연가

3전력선의 1선 지락 사고 등에 의한 영상전류

4통신선 전압보다 높은 전력선의 전압

정답 및 해설

전자유도장해의 주된 원인은 지락사고 시 흐르는 영상전류이다.

유도장해는 정전유도장해와 전자유도장해로 나뉘며, 전자유도장해는 전력선과 통신선 사이의 상호 인덕턴스를 매개로 발생한다.

특히 전력선의 1선 지락사고 등에서 흐르는 영상전류(0상분 전류)가 주된 원인이다.

정상적인 3상 평형 상태에서는 각 상의 자계가 상쇄되어 유도장해가 크게 나타나지 않는다.

문제 35

100kVA 단상 변압기 3대로 3상 전력을 공급하던 중 변압기 1대가 고장 났을 때 공급 가능 전력은 몇 kVA인가?

1200

2100

3173

4150

정답 및 해설

공급 가능 전력은 173 kVA이다.

1대가 고장 나 V결선이 되면 출력은 $\sqrt3\times100\approx173\ \mathrm{kVA}$ 이다.

200 kVA는 단순히 2대 합계이다.
100 kVA는 변압기 1대 용량이다.
150 kVA는 V결선 이용률 계산이 어긋난 값이다.

문제 36

전력용 조상설비 중 무효전력 흡수를 진상과 지상양용으로 할 수 있는 것은?

1동기조상기

2분로리액터

3직렬리액터

4전력용콘덴서

정답 및 해설

진상과 지상을 모두 담당하는 것은 동기조상기이다.

여자를 조정하면 과여자로 진상, 부족 여자로 지상 무효전력을 낼 수 있다.

분로리액터는 지상 무효전력만 흡수한다.
직렬리액터는 조상설비가 아니다.
전력용콘덴서는 진상 무효전력만 공급한다.

문제 37

변전소에서 사용되는 조상설비 중 지상용으로만 사용되는 조상설비는?

1분로 리액터

2동기 조상기

3전력용 콘덴서

4정지형 무효전력 보상장치

정답 및 해설

지상용으로만 사용되는 조상설비는 분로 리액터이다.

분로 리액터는 유도성 소자여서 선로의 정전용량 때문에 생기는 진상 무효전력(충전전류)을 흡수하는 용도로만 쓰인다.

동기 조상기는 여자를 조정해 진상·지상 양방향으로 운전할 수 있다.
정지형 무효전력 보상장치(SVC)는 제어를 통해 진상·지상 양방향으로 운전할 수 있다.
전력용 콘덴서는 반대로 진상 무효전력 공급 전용이다.

문제 38

1P_r = 500, Q_r = -400

2P_r = 400, Q_r = 500

3P_r = 300, Q_r = 100

4P_r = 200, Q_r = -300

정답 및 해설

최대 부하전력은 500, 이때 무효전력은 -400이다.

방정식 $P_r^2+(Q_r+400)^2=250000$ 은 중심이 $(0,\,-400)$ 이고 반지름이 $\sqrt{250000}=500$ 인 원이다.

$P_r$ 이 최대가 되는 점은 원의 중심과 같은 높이, 즉 $Q_r+400=0$ 일 때이다.

따라서 최대 공급 부하전력은 $P_r=500$ 이다.
이때 무효전력은 $Q_r=-400$ 이다.

문제 39

계통의 안정도 증진대책이 아닌 것은?

1발전기나 변압기의 리액턴스를 작게 한다.

2선로의 회선수를 감소시킨다.

3중간 조상 방식을 채용한다.

4고속도 재폐로 방식을 채용한다.

정답 및 해설

안정도 증진 대책이 아닌 것은 선로 회선수 감소이다.

안정도를 높이려면 계통의 직렬 리액턴스를 줄이고 전압 변동을 억제하며 고장을 빨리 제거해야 한다.

발전기·변압기의 리액턴스를 작게 하면 직렬 리액턴스가 줄어든다.
중간 조상 방식은 전압을 유지해 준다.
고속도 재폐로는 고장 구간을 신속히 복구한다.

반대로 회선수를 줄이면 병렬 회선이 사라져 전체 리액턴스가 커지므로 안정도가 나빠진다.

문제 40

송전선의 전압변동률을 나타내는 식

\dfrac{\mathrm{V_{R1}}-\mathrm{V_{R2}}}{\mathrm{V_{R2}}}\times 100[\%]

에서 V_R1은 무엇인가?

1부하시 수전단 전압

2무부하시 수전단 전압

3부하시 송전단 전압

4무부하시 송전단 전압

정답 및 해설

V_R1 은 무부하시 수전단 전압이다.

부하시 수전단 전압: 분모 쪽 V_R2 에 해당한다.
부하시 송전단 전압: 변동률은 수전단 전압끼리의 비교이므로 송전단 전압은 쓰지 않는다.
무부하시 송전단 전압: 마찬가지로 송전단 전압은 변동률 식에 들어가지 않는다.

문제 41

변압기 철심으로 주철을 사용하지 않고 규소강판이 사용되는 주된 이유는?

1와류손을 적게 하기 위하여

2큐리온도를 높이기 위하여

3히스테리시스손을 적게 하기 위하여

4부하손(동손)을 적게 하기 위하여

정답 및 해설

규소강판을 쓰는 주된 이유는 히스테리시스손을 적게 하기 위해서이다.

철심에 규소를 넣으면 히스테리시스 곡선의 면적이 줄어 히스테리시스손이 감소하고, 얇게 성층하면 와류손도 줄어든다.

와류손 감소는 얇은 판을 성층하는 효과가 주된 요인이다.
큐리온도를 높이는 것은 규소강판 사용의 주된 목적이 아니다.
부하손(동손)은 권선 저항에서 생기며 철심 재질과 무관하다.

문제 42

동기발전기의 전기자 권선법 중 집중권인 경우 매극 매상의 홈(slot) 수는?

11개

22개

33개

44개

정답 및 해설

집중권은 매극 매상의 홈(슬롯) 수가 1개이다.

집중권은 매극 매상의 홈을 1개로 구성하여 그 안에 코일을 집중적으로 감는 권선법이다.

분포권은 매극 매상의 홈 수가 2개 이상으로 여러 홈에 나누어 감으며 기전력 파형 개선 효과가 있다.

문제 43

임피던스 강하가 4%인 변압기가 운전 중 단락되었을 때 그 단락전류는 정격전류의 몇 배인가?

115

220

325

430

정답 및 해설

단락전류는 정격전류의 25배이다.

%임피던스강하(%Z)는 정격전류가 흐를 때 임피던스에서 발생하는 전압강하를 정격전압에 대한 백분율로 나타낸 값이다.

2차측이 단락되었을 때의 단락전류는
$I_s = \dfrac{100}{\%Z} \times I_n$ 이므로
$I_s = \dfrac{100}{4} \times I_n = 25 I_n$ 이다.

문제 44

3상 유도 전동기로서 작용하기 위한 슬립 s의 범위는?

1s≥1

20＜s＜1

3-1≤s≤0

4s=0 또는 s=1

정답 및 해설

전동기로 작용하기 위한 슬립의 범위는 $0\lt s\lt 1$ 이다.

전동기로 동작하려면 회전자가 회전자계보다 느리게 돌아 슬립이 존재해야 한다.

슬립이 0이면 회전자계와 같은 속도로 돌아 토크가 발생하지 않는다.
슬립이 1이면 정지 상태이다.

따라서 정상적인 전동기 작용의 범위는 0과 1 사이이다.

문제 45

송전선로에 접속된 동기 조상기의 설명 중 가장 옳은 것은?

1과여자로 해서 운전하면 앞선전류가 흐르므로 리액터 역할을 한다.

2과여자로 해서 운전하면 뒤진전류가 흐르므로 콘덴서 역할을 한다.

3부족여자로 해서 운전하면 앞선전류가 흐르므로 리액터 역할을 한다.

4부족여자로 해서 운전하면 송전선로의 자기 여자작용에 의한 전압상승을 방지한다.

정답 및 해설

가장 옳은 설명은 부족여자로 운전하면 자기여자에 의한 전압상승을 방지한다는 설명이다.

과여자에서 앞선 전류가 흐르면 콘덴서로 작용하므로 리액터 역할이라는 설명은 틀리다.
과여자에서는 앞선 전류가 흐르는데 뒤진 전류라는 설명은 틀리다.
부족여자에서는 뒤진 전류가 흐르는데 앞선 전류라는 설명은 틀리다.

문제 46

단상유도전압 조정기 2차 전압이 100±30[V] 이고, 직렬권선의 전류 (2차 전류)가 5[A]인 경우의 정격 출력은 몇[kVA]인가?

10.1

20.15

30.26

40.45

정답 및 해설

정격 출력은 0.15 kVA이다.

단상 유도전압조정기의 정격 출력은 조정 전압(직렬권선 전압)과 직렬권선 전류의 곱이다. 100±30 V에서 조정되는 전압은 30 V이다.

$P=E_2I_2=30\times5=150\ \mathrm{VA}=0.15\ \mathrm{kVA}$

문제 47

동기 발전기의 안정도를 증진시키기 위하여 설계상 고려할 점으로서 틀린 것은?

1속응 여자방식을 채용한다.

2단락비를 작게 한다.

3회전부의 관성을 크게 한다.

4영상 및 역상임피던스를 크게 한다.

정답 및 해설

안정도 증진 설계로 틀린 것은 단락비를 작게 한다는 설명이다.

단락비가 크면 동기 리액턴스가 작아 안정도가 좋아진다. 따라서 안정도 증진을 위해서는 단락비를 크게 한다.

속응 여자방식을 채용하는 것은 안정도 증진 방법이다.
회전부의 관성을 크게 하는 것은 안정도 증진 방법이다.
영상 및 역상 임피던스를 크게 하는 것은 안정도 증진에 도움이 된다.

문제 48

4극 7.5kW, 200V, 60Hz인 3상 유도전동기가 있다. 전부하에서의 2차 입력이 7950W이다. 이 경우의 2차 효율은 약 몇 %인가?(단, 기계손은 130W이다.)

192

294

396

498

정답 및 해설

2차 효율은 약 96%이다.

2차 효율은 2차 입력에 대한 기계적 출력의 비율이다.

기계적 출력은 정격출력 7.5kW에 기계손 130W를 더한 값이다.
$7500+130=7630\,\mathrm{W}$

따라서
$\eta_2=\dfrac{7630}{7950}\times100\approx96\%$

문제 49

T-결선에 의하여 3300V의 3상으로부터 200V, 40kVA의 전력을 얻는 경우 T좌 변압기의 권수비는 약 얼마인가?

110.2

211.7

314.3

416.5

정답 및 해설

T좌 변압기의 권수비는 약 14.3이다.

T결선에서 주좌(M좌) 변압기의 권수비는 3상 선간전압과 2차 상전압의 비로 구한다.

$a_M=\dfrac{3300}{200}=16.5$

T좌(teaser) 변압기는 주좌 변압기 권수비에 $\dfrac{\sqrt3}{2}$ 를 곱한 값을 권수비로 사용한다.

$a_T=a_M\times\dfrac{\sqrt3}{2}=16.5\times0.866\approx14.3$

문제 50

동기발전기의 자기여자 방지법이 아닌 것은?

1발전기 2대 또는 3대를 병렬로 모선에 접속한다.

2수전단에 동기조상기를 접속한다.

3송전선로의 수전단에 변압기를 접속한다.

4발전기의 단락비를 적게 한다.

정답 및 해설

자기여자 방지법이 아닌 것은 발전기의 단락비를 적게 한다는 설명이다.

자기여자는 진상 충전 전류가 전기자 반작용으로 계자를 강하게 하는 현상이다. 단락비를 크게 하면 동기 리액턴스가 작아 방지에 유리하다.

발전기 2대 또는 3대를 병렬 접속하는 것은 방지법이다.
수전단에 동기조상기를 접속하는 것은 방지법이다.
수전단에 변압기를 접속하는 것은 방지법이다.

문제 51

3상 유도전동기 기동특성에서 기동토크 t_s가 부하토크 t_c보다 약간 클 때 가속토크로 작용하는 것은? (단, 전동기 토크는 t이다.)

1t_c-t

2t-t_c

3t-t_s

4t_s-t

정답 및 해설

가속토크로 작용하는 것은 전동기 토크에서 부하토크를 뺀 값이다.

전동기가 내는 토크가 부하토크보다 크면 남는 토크로 가속한다.

$T_a=t-t_c$

부하토크에서 전동기 토크를 뺀 값은 감속 쪽이 된다.
전동기 토크에서 기동토크를 뺀 값은 가속과 관계가 없다.
기동토크에서 전동기 토크를 뺀 값도 가속토크가 아니다.

문제 52

단상 직권 정류자 전동기의 기본형이 아닌 것은?

1직권형

2보상 직권형

3유도 보상 직권형

4톰슨형

정답 및 해설

단상 직권 정류자 전동기의 기본형이 아닌 것은 톰슨형이다.

기본형은 직권형, 보상 직권형, 유도 보상 직권형이다. 톰슨형은 반발 전동기의 종류이다.

직권형은 기본형이다.
보상 직권형은 기본형이다.
유도 보상 직권형은 기본형이다.

문제 53

변압기 결선 방식에서 △-△결선 방식의 특성이 아닌 것은?

1중성점 접지를 할 수 없다.

2110kV 이상 되는 계통에서 많이 사용되고 있다.

3외부에 고조파 전압이 나오지 않으므로 통신 장해의 염려가 없다.

4단상 변압기 3대 중 1대의 고장이 생겼을 때 2대로 V결선하여 송전할 수 있다.

정답 및 해설

△-△결선의 특성이 아닌 것은 110 kV 이상 계통에서 많이 쓰인다는 설명이다.

△-△결선은 중성점을 접지하기 어려워 고압 계통에서는 쓰기 불리하며, 저전압 계통에서 주로 쓴다.

중성점 접지를 할 수 없다는 설명은 맞다.
제3고조파 전류가 결선 내부로 순환해 외부에 고조파 전압이 나오지 않는다는 설명은 맞다.
단상 3대 중 1대가 고장나면 V결선으로 송전할 수 있다는 설명은 맞다.

문제 54

직류 발전기의 전기자에 대한 설명 중 잘못된 것은?

1전기자 권선은 대전류인 경우 평각동선을 사용한다.

2전기자 권선은 소전류인 경우 연동환선을 사용한다.

3소형기에는 반폐 슬롯을 사용한다.

4중형 및 대형기에서는 가지형 슬롯을 사용한다.

정답 및 해설

잘못된 설명은 중형·대형기에 가지형 슬롯을 쓴다는 설명이다.

중형·대형기는 권선 삽입이 쉬운 개방 슬롯을 쓴다.

대전류에는 평각동선을 쓴다는 설명은 맞다.
소전류에는 연동환선을 쓴다는 설명은 맞다.
소형기에는 반폐 슬롯을 쓴다는 설명은 맞다.

문제 55

직류기에서 전압 변동률이 (-) 값으로 표시되는 발전기는?

1분권 발전기

2과복권 발전기

3타여자 발전기

4평복권 발전기

정답 및 해설

전압 변동률이 (-) 값인 발전기는 과복권 발전기이다.

과복권 발전기는 부하 시 단자전압이 무부하 시보다 높아지도록 설계되므로 전압변동률이 (-) 값으로 나타난다.

문제 56

동기발전기에 회전계자형을 사용하는 이유로 틀린 것은?

1기전력의 파형을 개선한다.

2계자가 회전자이지만 저전압 소용량의 직류이므로 구조가 간단하다.

3전기자가 고정자이므로 고전압 대전류용에 좋고 절연이 쉽다.

4전기자보다 계자극을 회전자로 하는 것이 기계적으로 튼튼하다.

정답 및 해설

회전계자형을 사용하는 이유로 틀린 것은 기전력의 파형을 개선한다는 설명이다.

기전력 파형의 개선은 분포권·단절권 채용이나 자극 형상 설계 등과 관련된 사항이며, 회전계자형이라는 구조 선택 자체에서 비롯되지는 않는다.

계자가 상대적으로 저전압·소용량 직류이므로 회전자 구조가 간단하다.
전기자를 고정자로 두면 고전압·대전류용 권선의 절연과 인출이 쉽다.
계자극을 회전시키는 쪽이 기계적으로 더 튼튼하다.

문제 57

3상 유도전동기의 2차 저항을 m배로 하면 동일하게 m배로 되는 것은?

1역률

2전류

3슬립

4토크

정답 및 해설

2차 저항을 m배로 하면 같이 m배가 되는 것은 슬립이다.

비례추이 관계에서 토크는 $\dfrac{r_2}{s}$ 가 같은 점에서 같은 값을 갖는다. 따라서 같은 토크를 내려면 2차 저항이 m배일 때 슬립도 m배가 된다.

역률도 같은 r2/s 에서 같은 값이므로 m배가 아니다.
전류도 같은 r2/s 에서 같은 값이므로 m배가 아니다.
토크도 같은 r2/s 에서 같은 값이므로 m배가 아니다.

문제 58

60[Hz], 4극 유도전동기의 슬립이 4[%]인 때의 회전수[rpm]는?

11728

21738

31748

41758

정답 및 해설

회전수는 1728rpm이다.

동기속도는
$N_s=\dfrac{120f}{P}=\dfrac{120\times60}{4}=1800\ \mathrm{rpm}$ 이다.

슬립이 4%이므로 실제 회전수는
$N=N_s(1-s)=1800\times(1-0.04)=1728\ \mathrm{rpm}$ 이다.

문제 59

탭전환 변압기 1차측에 몇 개의 탭이 있는 이유는?

1예비용 단자

2부하전류를 조정하기 위하여

3수전점의 전압을 조정하기 위하여

4변압기의 여자전류를 조정하기 위하여

정답 및 해설

1차측 탭은 수전점의 전압을 조정하기 위해 설치한다.

부하 변동이나 선로 조건 변화에 따라 달라지는 수요가측 전압을 일정하게 유지하도록 권수비를 조정하는 용도이다.

문제 60

용량 1[kVA], 3000/200[V]의 단상 변압기를 단권 변압기로 결선하여 3000/3200[V]의 승압기로 사용할 때 그 부하용량[kVA]은?

116

215

31.5

40.6

정답 및 해설

부하용량은 16 kVA이다.

단권변압기 승압의 부하용량은 자기용량에 (고압측 전압 / 승압 전압)을 곱한 값이다. 3000 V를 3200 V로 올리므로 승압분은 200 V이다.

$\dfrac{P}{P_s}=\dfrac{V_h}{V_h-V_l}$

$P=1\times\dfrac{3200}{3200-3000}=16\ \mathrm{kVA}$

문제 61

다음 왜형파 전압과 전류에 의한 전력은 몇 W인가? (단, 전압의 단위는 V, 전류의 단위는 A이다.)

v = 100\sin(\omega t + 30^\circ) - 50\sin(3\omega t + 60^\circ) + 25\sin 5\omega t \\ i = 20\sin(\omega t - 30^\circ) + 15\sin(3\omega t + 30^\circ) + 10\cos(5\omega t - 60^\circ)

1933.0

2566.9

3420.0

4283.5

정답 및 해설

왜형파가 하는 전력은 약 283.5 W이다.

$P=500-324.8+108.3\approx283.5\ \mathrm{W}$

문제 62

RC 직렬회로의 과도현상에 대한 설명을 옳은 것은?

1(R×C)의 값이 클수록 과도 전류는 빨리 사라진다.

2(R×C)의 값이 클수록 과도 전류는 천천히 사라진다.

3과도 전류는 (R×C)의 값에 관계가 없다.

41/(R×C)의 값이 클수록 과도 전류는 천천히 사라진다.

정답 및 해설

옳은 설명은 RC 값이 클수록 과도전류가 천천히 사라진다는 것이다.

RC 직렬회로에 전압을 인가하면 커패시터가 충전되면서 과도전류가 지수적으로 감소하며, 이 감쇠 속도를 결정하는 것이 시정수 $\tau=RC$ 이다.

문제 63

다음 중 그림에서 단자 a, b 에 나타나는 전압 Vab는 약몇 V 인가?

13.4

24.3

35.7

46.5

정답 및 해설

단자 ab 전압은 약 5.7 V이다.

그림은 (2Ω, 4V)와 (5Ω, 10V) 두 전원 가지가 병렬이며 극성 방향이 같다.

밀만의 정리를 적용한다.
$V_{ab}=\dfrac{\dfrac{4}{2}+\dfrac{10}{5}}{\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{5}}=\dfrac{4}{0.7}\approx5.7\ \mathrm{V}$

문제 64

그림과 같은 회로에서 단자 a-b간의 전압 V_ab[V]는?

1-j160

2j160

340

480

정답 및 해설

전류원에서 공급된 전류가 각 임피던스에 분배되어 흐르며, 그 결과 V_ab는 허수 성분만 남는 -j160V가 된다.

이후 20Ω(실제 jωL=j20)과 4Ω 소자를 거쳐 b점까지 전압을 구하는 과정에서 회로의 임피던스 비례에 따라 a-b간 전압이 -j160V로 계산된다.

문제 65

출력이

F(s)=\dfrac{3s+2}{s(s^2+2s+6)}

로 표시되는 제어계가 있다. 이 계의 시간함수 f(t)의 정상값은?

31/3

41/6

정답 및 해설

정상값은 1/3이다.

계가 안정하면 최종값 정리 $f(\infty)=\lim_{s\to0}sF(s)$ 를 쓴다. 분모의 $s^2+2s+6$ 은 근의 실수부가 음이므로 안정하다.

$f(\infty)=\lim_{s\to0}\dfrac{3s+2}{s^2+2s+6}=\dfrac{2}{6}=\dfrac13$

문제 66

180

276

370

466

정답 및 해설

그림은 전력계 두 대와 전압계·전류계로 3상 유도전동기를 측정하는 2전력계법 결선도이다.

3상 유효전력은 두 전력계 지시의 합이므로 P=2.36+5.95=8.31[kW], 피상전력은 √3×200×30=10392[VA]≈10.39[kVA]이다.

문제 67

다음과 같이 변환시 R₁+R₂+R₃의 값[Ω]은? (단, R_ab=2[Ω], R_bc=4[Ω], R_ca=6[Ω]이다.)

11.57[Ω]

22.67[Ω]

33.67[Ω]

44.87[Ω]

정답 및 해설

R₁+R₂+R₃ 는 약 3.67 Ω이다.

그림은 델타(R_ab=2, R_bc=4, R_ca=6)를 Y로 변환하며, 델타 저항의 합은 12Ω 이다.

Y 의 각 저항은 그 단자에 붙은 두 델타 저항의 곱 ÷ 델타 저항의 합이다.
$R_1=\dfrac{2\times6}{12}=1,\quad R_2=\dfrac{2\times4}{12}=0.67,\quad R_3=\dfrac{4\times6}{12}=2$

세 저항을 더하면 $R_1+R_2+R_3=1+0.67+2\approx3.67\ \Omega$

문제 68

다음의 회로가 정 저항 회로가 되기 위한 L[H]의 값은?

20.1

30.01

40.001

정답 및 해설

정저항 회로가 되기 위한 L 은 0.01 H이다.

그림은 (10Ω 과 L 의 병렬)과 (10Ω 과 100μF 의 병렬)이 직렬이다.

정저항 조건은 R²C=L 이다.
$L=CR^{2}=100\times10^{-6}\times10^{2}=0.01\ \mathrm{H}$

문제 69

어떤 회로에 흐르는 전류가 i=7+14.1sinwt[A]인 경우 실효값은 약 몇 [A]인가?

111.2

212.2

313.2

414.2

정답 및 해설

실효값은 약 12.2[A]이다.

직류분 7[A]와 기본파 최대값 14.1[A]의 실효값을 제곱합으로 합성한다.

$I=\sqrt{7^2+\left(\dfrac{14.1}{\sqrt2}\right)^2}=\sqrt{49+99.4}$

$\approx12.2\,\mathrm{A}$

문제 70

그림과 같은 대칭 3상 Y결선 부하 Z=6+j8Ω에 200V의 상전압이 공급될 때 선전류는 몇 A인가?

115

220

315√3

420√3

정답 및 해설

그림은 Y결선 부하이므로 선전류와 상전류가 같고, 그 값은 20 A 이다.

한 상의 임피던스 크기는 $|Z|=\sqrt{6^{2}+8^{2}}=10\ \Omega$ 이다.

상전압이 200 V 이므로 $I_l=I_p=\dfrac{200}{10}=20\ \mathrm{A}$

15 A 가 되려면 임피던스가 약 13.3 Ω 이어야 하는데, 주어진 Z 의 크기는 10 Ω 이다.
15√3 A 와 20√3 A 처럼 √3 을 곱하는 것은 Δ결선에서 선전류가 상전류의 √3 배일 때의 관계이다. Y결선에서는 선전류=상전류이므로 √3 이 붙지 않는다.

문제 71

\dfrac{E_1+E_2+E_3}{Z_1+Z_2+Z_3}

\dfrac{Z_1E_1+Z_2E_2+Z_3E_3}{Z_1+Z_2+Z_3}

\dfrac{E_1+E_2+E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}

\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}

정답 및 해설

그림은 세 상의 전원 E₁, E₂, E₃ 가 각각 어드미턴스 Y₁, Y₂, Y₃ 부하에 연결된 불평형 Y 회로이다. 중성점 전위는 밀만의 정리로 구한다.

중성점에서 키르히호프 전류법칙 $Y_1(E_1-V_n)+Y_2(E_2-V_n)+Y_3(E_3-V_n)=0$ 을 풀면 $V_n=\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}$ 이다. 즉 어드미턴스 가중평균이다.

기전력의 합을 임피던스의 합으로 나눈 식은 단위가 전류(V/Ω)가 되어 전위가 될 수 없다.
임피던스를 가중치로 쓴 식은 가중치가 반대이다. 같은 전압이라도 임피던스가 작은(어드미턴스가 큰) 상이 중성점 전위에 더 크게 기여해야 한다.
기전력의 합을 어드미턴스의 합으로 나눈 식은 단위가 V·Ω 이 되어 전위가 아니다.

문제 72

그림과 같은 2단자 망에서 구동점 임피던스를 구하면?

\dfrac{6s^{2}+1}{s(s^{2}+1)}

\dfrac{6s+1}{6s^{2}+1}

\dfrac{6s^{2}+1}{(s+1)(s+2)}

\dfrac{s+2}{6s(s+1)}

정답 및 해설

그림은 1 F 콘덴서에 5 H 인덕터와 1/5 F 콘덴서의 병렬이 직렬로 이어진 2단자 회로이다.

$Z(s)=\dfrac{1}{s}+\dfrac{5s\cdot\dfrac{5}{s}}{5s+\dfrac{5}{s}}=\dfrac{1}{s}+\dfrac{5s}{s^{2}+1}=\dfrac{s^{2}+1+5s^{2}}{s(s^{2}+1)}=\dfrac{6s^{2}+1}{s(s^{2}+1)}$

분자 6s+1, 분모 6s²+1 인 식은 s=0 에서 값이 유한하다. 직류에서는 직렬 콘덴서가 개방이므로 임피던스가 무한대여야 해서 맞지 않는다.
분모가 (s+1)(s+2) 인 식도 s=0 에서 유한하여 같은 이유로 맞지 않는다.
(s+2)/(6s(s+1)) 은 높은 주파수에서 1/(6s) 로 가는데, 이 회로는 (1+5)/s=6/s 로 가야 한다.

문제 73

그림과 같이 T형 4단자 회로망의 A, B, C, D 파라미터 중 B값은?

\dfrac{1}{Z_3}

1 + \dfrac{Z_1}{Z_3}

\dfrac{Z_3 + Z_2}{Z_3}

\dfrac{Z_1 Z_2 + Z_2 Z_3 + Z_3 Z_1}{Z_3}

정답 및 해설

T형 4단자 회로망의 B값은 $\dfrac{Z_1Z_2+Z_2Z_3+Z_3Z_1}{Z_3}$ 이다.

그림은 입력측 직렬 Z₁, 중앙 분로 Z₃, 출력측 직렬 Z₂로 구성된 T형 4단자망이다(단자 1-1′이 입력, 2-2′이 출력).

T형 회로의 4단자 정수는 $A=1+\dfrac{Z_1}{Z_3}$ , $B=Z_1+Z_2+\dfrac{Z_1Z_2}{Z_3}$ , $C=\dfrac{1}{Z_3}$ , $D=1+\dfrac{Z_2}{Z_3}$ 이다.

B를 Z₃로 통분하면 $B=\dfrac{Z_1Z_2+Z_2Z_3+Z_3Z_1}{Z_3}$ 이 된다.

차원으로도 걸러낼 수 있다. B는 출력 단락 시 V₁/I₂이므로 임피던스[Ω] 차원이고 C는 어드미턴스[S], A·D는 무차원이다.

문제 74

실효값이 100[V], 주파수가 50[Hz]인 교류 전압을 저항 100[Ω], 용량 10[㎌]인 RC 직렬 회로에 가했을 때, 역률은 약 얼마인가?

10.3

20.5

30.6

40.8

정답 및 해설

역률은 약 0.3이다.

RC 직렬회로의 역률은 R ÷ Z이다.

$X_C=\dfrac{1}{2\pi\times50\times10\times10^{-6}}\approx318\,\Omega$

$\cos\theta=\dfrac{R}{\sqrt{R^2+X_C^2}}=\dfrac{100}{\sqrt{100^2+318^2}}\approx0.3$

문제 75

\mathcal{L}^{-1}\left[\dfrac{\omega}{s(s^2+\omega^2)}\right]

은?

\dfrac{1}{\omega}(1-\sin\omega t)

\dfrac{1}{\omega}(1-\cos\omega t)

\dfrac{1}{s}(1-\sin\omega t)

\dfrac{1}{s}(1-\cos\omega t)

정답 및 해설

따라서 $f(t)=\int_0^t \sin\omega\tau\,d\tau=\left[-\dfrac{1}{\omega}\cos\omega\tau\right]_0^t=\dfrac{1}{\omega}\left(1-\cos\omega t\right)$ 이다.

문제 76

그림과 같은 회로의 영상 임피던스 Z₀₁, Z₀₂(Ω)는 각각 얼마인가?

19, 5

26, 10/3

34, 5

44, 20/9

정답 및 해설

문제 77

다음과 같은 파형을 푸리에 급수로 전개하면?

y=\dfrac{4A}{\pi}\left(\sin\alpha\sin x+\dfrac{1}{9}\sin 3\alpha\sin 3x+\cdots\right)

y=\dfrac{4A}{\pi}\left(\sin x+\dfrac{1}{3}\sin 3x+\dfrac{1}{5}\sin 5x+\cdots\right)

y=\dfrac{4}{\pi}\left(\dfrac{\cos 2x}{1\cdot 3}+\dfrac{\cos 4x}{3\cdot 5}+\dfrac{\cos 6x}{5\cdot 7}+\cdots\right)

y=\dfrac{A}{\pi}+\dfrac{\sin 2x}{2}+\dfrac{\sin 4x}{4}+\cdots

정답 및 해설

푸리에 급수는 y = (4A/π){sin x + (1/3)sin 3x + (1/5)sin 5x + …}이다.

그림의 파형은 x = ωt를 가로축으로 하여 0~π 구간에서 +A, π~2π 구간에서 -A인 구형파(사각파)이다. 한 주기의 평균이 0이므로 직류분은 0이다.

계수를 직접 구하면 b_n = (2/π)∫₀^πA sin nx dx = 2A(1-cos nπ)/(nπ)이고, n이 홀수이면 4A/(nπ), 짝수이면 0이다.

cos 항으로 전개된 형태, 짝수차(2x, 4x)만 남는 형태, 상수항(A/π)이 붙은 형태는 위의 기함수·반파대칭 성질과 맞지 않는다.

문제 78

대칭 3상 Y 결선에서 선간전압이 100√3[V] 이고, 각 상의 임피던스 Z = 30 + j40[Ω]의 평형부하일 때 선전류는 몇[A] 인가?

22√3

45√3

정답 및 해설

선전류는 2[A]이다.

Y결선에서 상전압은 선간전압의 $1/\sqrt3$ 이고, 선전류는 상전류와 같다.

$V_p=\dfrac{100\sqrt3}{\sqrt3}=100\,\mathrm{V},\ |Z|=\sqrt{30^2+40^2}=50\,\Omega$

$I=\dfrac{100}{50}=2\,\mathrm{A}$

문제 79

어떤 정현파 교류전압의 실효값이 314V일 때 평균값은 약 몇 V 인가?

1142

2283

3365

4382

정답 및 해설

평균값은 약 283V이다.

정현파 교류전압의 평균값은 실효값에 2√2/π를 곱한 값이다.

실효값이 314V일 때 $314\times\dfrac{2\sqrt{2}}{\pi}=314\times\dfrac{2\times1.414}{3.14}=314\times0.9\approx283\,\mathrm{V}$ 이다.

문제 80

불평형 회로에서 영상분이 존재하는 3상회로 구성은?

1△-△ 결선의 3상 3선식

2△-Y 결선의 3상 3선식

3Y-Y 결선의 3상 3선식

4Y-Y 결선의 3상 4선식

정답 및 해설

영상분이 존재하는 것은 Y-Y 결선의 3상 4선식이다.

영상분은 3상 전류의 합이 0이 아닐 때 생기며, 그 전류가 되돌아 흐를 중성선(접지 귀로)이 있어야 한다.

△ 결선이 포함된 3선식은 영상 전류가 흐를 귀로가 없다.
Y-Y 3선식도 중성선이 없어 영상 전류의 귀로가 없다.

문제 81

전력선 반송통신용 결합 커패시터에 접속하는 회로에 시설하는 보안장치의 구성요소에 대한 설명으로 틀린 것은?

1L₃: 1.3 kV 초과 1.6 kV 이하로 조정한 구상 방전갭

2F: 정격전류 10 A 이하의 포장 퓨즈를 사용한다

3DR: 전류 용량 2 A 이상의 배류 선륜을 사용한다

4L₁: 교류 300 V 이하에서 동작하는 피뢰기를 사용한다

정답 및 해설

틀린 설명은 L₃를 1.3kV 초과 1.6kV 이하로 조정한 구상 방전갭이라는 설명이다.

L₃는 동작전압이 교류 2kV 초과 3kV 이하로 조정된 구상 방전갭이다.
교류 1.3kV 초과 1.6kV 이하로 조정된 것은 방전갭 L₂이다.

F는 정격전류 10A 이하의 포장 퓨즈이다.
DR은 전류 용량 2A 이상의 배류 선륜이다.
L₁은 교류 300V 이하에서 동작하는 피뢰기이다.

문제 82

애자 사용 공사에 의한 고압 옥내배선에 사용되는 연동선의 최소 단면적은 몇 [mm²]인가?

12.5

정답 및 해설

애자사용 공사에 의한 고압 옥내배선의 연동선은 공칭단면적 6 mm² 이상이어야 한다.

2.5 mm²은 규정값보다 작아 요구하는 기준에 못 미친다.
4 mm²은 규정값보다 작아 요구하는 기준에 못 미친다.
8 mm²은 규정에 없는 수치다.

문제 83

발전기의 용량에 관계없이 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설하여야 하는 경우는?

1과전류 인입

2베어링 과열

3발전기 내부고장

4유압의 과팽창

정답 및 해설

용량에 관계없이 자동으로 전로에서 차단해야 하는 경우는 과전류 인입이다.

발전기에 과전류가 흐르는 경우의 자동차단 장치는 발전기 용량과 관계없이 모든 발전기에 공통으로 요구되는 보호 요건이다.

발전기 보호장치 규정은 용량 구간별로 서로 다른 자동차단 요건을 둔다.

베어링 과열: 일정 용량 이상의 발전기에만 적용되는 조건이다.
압유장치의 유압 저하: 일정 용량 이상의 발전기에만 적용되는 조건이다.
발전기 내부고장: 일정 용량 이상의 발전기에만 적용되는 조건이다.

문제 84

한국전기설비규정에 따른 전선의 식별에서 L3 상의 전선 색상은?

1갈색

2검은색

3회색

4파란색

정답 및 해설

L3 상의 전선 색상은 회색이다.

KEC 121.2 표 121.2-1(전선식별)은 L1 갈색, L2 검은색, L3 회색, N 파란색이다.
보호도체는 녹색-노란색이다.

문제 85

1㉠ 30, ㉡ 150

2㉠ 30, ㉡ 300

3㉠ 60, ㉡ 150

4㉠ 60, ㉡ 300

정답 및 해설

㉠은 30, ㉡은 150이다.

KEC 234.14.6에 따르면 절연변압기 2차측 사용전압이 30V 이하이면 1차·2차 권선 사이에 금속제 혼촉방지판을 설치하고 211과 140에 준하여 접지공사를 한다.

KEC 234.14.1에서 절연변압기 1차측은 400V 이하, 2차측은 150V 이하이다.

문제 86

지중 전선로를 직접 매설식에 의하여 시설하는 경우에 차량 및 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소의 매설 깊이는 몇 m 이상인가?

11.0

21.2

31.5

41.8

정답 및 해설

차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 직접 매설식으로 지중전선로를 시설할 때 매설 깊이는 1.0 m 이상이다.

1.2 m는 규정에 없는 수치다.
1.5 m는 규정에 없는 수치다.
1.8 m는 규정에 없는 수치다.

문제 87

가공전선로의 지지물에 하중이 가하여지는 경우에 그 하중을 받는 지지물 기초 안전율은 일반적인 경우에 얼마 이상이어야 하는가?

11.5

22.0

32.5

43.0

정답 및 해설

가공전선로 지지물에 하중이 가해질 때 지지물 기초의 안전율은 일반적인 경우 2.0 이상이어야 한다.

KEC 331.7은 지지물 기초의 안전율을 2 이상으로 정한다. 이상 시 상정하중이 가해지는 철탑 기초에 한해 1.33을 적용한다.

1.5는 규정값보다 작아 기초의 안전 여유가 부족하다.
2.5는 지지선의 안전율 등과 혼동하기 쉬운 값으로, 기초 안전율의 규정값이 아니다.
3.0은 규정에 없는 수치다.

문제 88

3상 220[V] 유도 전동기의 권선과 대지간의 절연내력시험전압과 견디어야 할 최소 시간이 맞는 것은?

1220[V], 5분

2275[V], 10분

3330[V], 20분

4500[V], 10분

정답 및 해설

3상 220 V 유도전동기 권선과 대지 사이의 절연내력 시험은 500 V를 10분간 가하는 것이다.

220 V, 5분은 최대사용전압과 같은 전압이고 시간도 부족하다.
275 V, 10분은 1.25배로 계산한 값이며, 이 배율은 7 kV 초과 회전기에 적용한다.
330 V, 20분은 1.5배 계산값이지만 500 V 미만이므로 500 V를 적용해야 하며 시험 시간도 10분이다.

문제 89

정답 및 해설

3 m는 규정에 없는 수치다.
4 m는 규정에 없는 수치다.
5 m는 규정에 없는 수치다.

문제 90

과전류 차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압 전로에 사용되는 포장 퓨즈는 정격 전류의 몇 배의 전류에 견디어야 하는가?

11.1

21.2

31.3

41.5

정답 및 해설

고압전로에 쓰는 포장 퓨즈는 정격전류의 1.3배의 전류에 견디어야 한다.

1.1배는 규정에 없는 배율이다.
1.2배는 규정에 없는 배율이다.
1.5배는 규정에 없는 배율이다.

문제 91

특고압 가공전선이 케이블인 경우에 통신선이 절연전선과 동등 이상의 절연 효력이 있을 때 통신선과 특고압 가공전선과의 간격은 몇 [cm]이상인가?

130

260

375

490

정답 및 해설

특고압 가공전선이 케이블이고 통신선이 절연전선과 동등 이상의 절연 효력이 있을 때 통신선과 특고압 가공전선의 간격은 30 cm 이상이다.

60 cm는 통신선과 고압 가공전선 사이(고압선이 케이블이 아닌 경우)에 적용하는 값이다.
75 cm는 규정에 없는 수치다.
90 cm는 규정에 없는 수치다.

문제 92

통신선과 특고압 가공전선사이의 간격은 몇 m 이상이어야 하는가? (단, 특고압 가공전선로의 다중접지를 한 중성선을 제외한다.)

10.8

31.2

41.4

정답 및 해설

통신선과 특고압 가공전선(다중접지한 중성선 제외) 사이의 간격은 1.2 m 이상이다.

0.8 m는 규정값보다 작아 간격이 부족하다.
1 m도 규정값보다 작아 간격이 부족하다.
1.4 m는 규정에 없는 수치다.

문제 93

10.6

31.2

41.5

정답 및 해설

차량 기타 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에서 지중전선로를 관로식으로 시설할 때 매설 깊이는 1.0 m 이상이다.

KEC 334.1은 관로식의 매설 깊이를 1.0 m 이상으로 정한다. 중량물의 압력을 받을 우려가 없는 곳은 더 얕게 허용한다.

0.6 m는 중량물의 압력을 받을 우려가 없는 곳에 허용되는 값이다.
1.2 m는 규정에 없는 수치다.
1.5 m는 규정에 없는 수치다.

문제 94

목주, A종 철주 및 A종 철근 콘크리트주를 사용할 수 없는 보안공사는?

1고압 보안공사

2제1종 특고압 보안공사

3제2종 특고압 보안공사

4제3종 특고압 보안공사

정답 및 해설

목주, A종 철주 및 A종 철근콘크리트주를 사용할 수 없는 보안공사는 제1종 특고압 보안공사이다.

고압 보안공사: 상대적으로 완화된 기준이 적용되어 목주나 A종 지지물의 사용이 허용된다.
제2종 특고압 보안공사: 상대적으로 완화된 기준이 적용되어 목주나 A종 지지물의 사용이 허용된다.
제3종 특고압 보안공사: 상대적으로 완화된 기준이 적용되어 목주나 A종 지지물의 사용이 허용된다.

문제 95

고압 가공전선이 경동선인 경우 안전율은 얼마 이상이어야 하는가?

12.0

22.2

32.5

43.0

정답 및 해설

경동선을 사용한 고압 가공전선의 안전율은 2.2 이상이 되는 처짐 정도로 시설한다.

KEC 332.4는 케이블이 아닌 고압 가공전선의 안전율을 경동선·내열 동합금선은 2.2 이상, 그 밖의 전선은 2.5 이상으로 정한다.

2.0은 규정값보다 작아 전선의 안전 여유가 부족하다.
2.5는 경동선·내열 동합금선이 아닌 그 밖의 전선(예: 강심알루미늄선)에 적용하는 값이다.
3.0은 규정에 없는 수치다.

문제 96

1염화비닐 절연 케이블

2폴리 에틸렌 외장 케이블

3콤바인덕트 케이블

4알루미늄피 케이블

정답 및 해설

염화비닐 절연 케이블은 자체 보호 구조가 없어 방호물에 넣어야 한다.
폴리에틸렌 외장 케이블은 외장만으로는 중량물 압력에 대한 보호 구조가 아니므로 방호물이 필요하다.
알루미늄피 케이블은 금속 피복이 있어도 개장 구조가 아니어서 이 조건만으로 방호물을 생략할 수 없다.

문제 97

정답 및 해설

전선을 조영재의 면을 따라 붙이지 않는 경우 전선 지지점 간 거리는 6m 이하이다.

조영재의 면을 따라 붙이는 경우에는 2m 이하이다.

전선 상호 간격은 0.08m 이상, 전선과 조영재 간격은 0.05m 이상이다.
전선은 6mm² 이상 연동선 또는 동등 이상의 고압·특고압 절연전선이다.

문제 98

고압 가공전선로의 지지물이 B종 철주인 경우, 지지물 간 거리는 몇 [m] 이하이어야 하는가?

1150

2200

3250

4300

정답 및 해설

B종 철주를 지지물로 사용하는 고압 가공전선로의 지지물 간 거리는 250 m 이하이다.

KEC 332.9는 고압 가공전선로의 지지물 간 거리를 지지물 종류별로 정한다. 목주·A종은 150 m, B종은 250 m, 철탑은 600 m 이하이다.

150 m는 목주·A종 지지물에 적용하는 한도다.
200 m는 규정 한도와 다른 수치다.
300 m는 규정 한도를 넘는 값이라 허용되지 않는다.

문제 99

셀룰러덕트공사에서 덕트의 최대 폭이 150 ㎜ 이하인 셀룰러덕트의 판 두께는 몇 ㎜ 이상이어야 하는가?

11.0

21.2

31.4

41.6

정답 및 해설

최대 폭 150mm 이하 셀룰러덕트의 판 두께는 1.2mm 이상이다.

KEC 232.33.2 표 232.33-1(셀룰러덕트의 선정)은 최대 폭 150mm 이하 1.2mm, 150mm 초과 200mm 이하 1.4mm, 200mm 초과 1.6mm이다.
부속품의 판 두께는 1.6mm 이상이다.

문제 100

1㉠ 2.30, ㉡ 2.5

2㉠ 2.30, ㉡ 3

3㉠ 5.26, ㉡ 2.5

4㉠ 5.26, ㉡ 3

정답 및 해설

㉠은 2.30, ㉡은 2.5이다.

고압 전선 애자공사는 인장강도 5.26kN(지름 4mm) 이상이고 3m 이상이다.