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

2021년 1회 기출복원 모의고사

총 100문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1

A4정답 포함← → 키 · 드래그로 넘김

전기산업기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

2021년 1회 기출복원 모의고사

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

10mH 인덕턴스 2개가 있다. 결합계수를 0.1로부터 0.9까지 변화시킬 수 있다면 이것을 직렬 접속시켜 얻을 수 있는 합성인덕턴스의 최대값과 최소값의 비는?

19:1

213:1

316:1

419:1

정답 및 해설

합성 인덕턴스의 최대·최소 비는 19:1 이다.

직렬 접속 시 $L=L_1+L_2\pm2M=2L_0(1\pm k)$ ( $M=k\sqrt{L_1L_2}=kL_0$ )

최대는 가동접속 k=0.9: $L_{max}=2L_0\times1.9$
최소는 차동접속 k=0.9: $L_{min}=2L_0\times0.1$

$\dfrac{L_{max}}{L_{min}}=\dfrac{1.9}{0.1}=19$

문제 2

정전계에 대한 설명으로 옳은 것은?

1전계 에너지가 최소로 되는 전하분포의 전계이다.

2전계 에너지가 최대로 되는 전하분포의 전계이다.

3전계 에너지가 항상 0인 전기장을 말한다.

4전계 에너지가 항상 ∞인 전기장을 말한다.

정답 및 해설

정전계는 전계 에너지가 최소로 되는 전하분포의 전계이다.

이는 톰슨의 정리로 알려진 성질이며, 전하가 자유롭게 재배치되는 도체계는 에너지가 최소인 안정한 분포로 수렴한다.

에너지가 최대인 전계 : 안정한 상태가 아니므로 정전계의 정의와 맞지 않는다.
에너지가 항상 0 인 전기장 : 정전계의 정의와 맞지 않는다.
에너지가 항상 ∞ 인 전기장 : 정전계의 정의와 맞지 않는다.

문제 3

전류가 흐르는 도선을 자계 안에 놓으면, 이 도선에 힘이 작용한다. 평등 자계의 진공 중에 놓여 있는 직선 전류도선이 받는 힘에 대하여 옳은 것은?

1전류의 세기에 반비례한다.

2도선의 길이에 비례한다.

3자계의 세기에 반비례한다.

4전류와 자계의 방향이 이루는 각 tanθ에 비례한다.

정답 및 해설

직선 전류도선이 받는 힘은 도선의 길이에 비례한다.

힘은 $F=BIl\sin\theta$ 로 주어지며 길이 l 에 비례한다.

전류의 세기 : 반비례가 아니라 비례한다.
자계의 세기 : 반비례가 아니라 비례한다.
전류와 자계가 이루는 각 : tanθ 가 아니라 $\sin\theta$ 에 비례한다.

문제 4

다음 물질 중에서 비유전율이 가장 큰 것은?

1운모

2유리

3증류수

4고무

정답 및 해설

비유전율이 가장 큰 것은 증류수(약 80)이다.

물은 극성 분자라 분극이 매우 커서 비유전율이 크다.

운모 — 수 정도로 작다.
유리 — 수 정도로 증류수보다 훨씬 작다.
고무 — 수 정도로 작다.

문제 5

권수가 200회이고, 자기인덕턴스가 20mH인 코일에 2A의 전류를 흘리면 쇄교 자속은 몇 Wb·T 인가?

12×10^-2

24×10^-2

32×10^-4

44×10^-4

정답 및 해설

쇄교자속은 4×10^-2 Wb·T 이다.

공식: $N\phi=LI$

대입: $N\phi=20\times10^{-3}\times2=4\times10^{-2}$

권수 200회는 쇄교자속(Nφ)을 구할 때 이미 L 에 포함되어 있으므로 따로 곱하지 않는다.

문제 6

도전성을 가진 매질내의 평면파에서 전송계수

\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

도전성(도전율 σ) 매질을 진행하는 평면파의 전송계수(전파정수)는 $\gamma=\sqrt{j\omega\mu(\sigma+j\omega\varepsilon)}$ 로 정의되고, 이를 실수부와 허수부로 분리하면 $\gamma=\alpha+j\beta$ 의 꼴이 된다.

실수부 α는 파가 진행하면서 진폭이 $e^{-\alpha z}$ 로 줄어드는 정도를 나타내는 감쇠정수[Np/m]이고, 허수부에 붙는 β는 $e^{-j\beta z}$ 로 위상이 늦어지는 정도를 나타내는 위상정수[rad/m]이다. 즉 감쇠는 실수부, 위상은 허수부라는 대응이 고정되어 있다.

따라서 감쇠정수 쪽에 j를 붙이거나 위상항의 부호를 음으로 두는 형태는 성립하지 않는다. 참고로 무손실 매질(σ=0)이면 α=0이 되어 $\gamma=j\beta=j\omega\sqrt{\mu\varepsilon}$ 이 되고, 감쇠 없이 위상만 변한다.

문제 7

전기 쌍극자 모멘트 M[c.m]인 전기 쌍극자에 의한 임의의 점의 전위는 몇 V인가? (단, 전기쌍극자간의 중심점에서 임의의 점까지의 거리는 R[m]이고, 이들간에 이루어진 각은 θ이다.)

9\times10^{9}\dfrac{M\cos\theta}{R}

9\times10^{9}\dfrac{M\cos\theta}{R^{2}}

9\times10^{9}\dfrac{M\sin\theta}{R}

9\times10^{9}\dfrac{M\sin\theta}{R^{2}}

정답 및 해설

전기쌍극자의 전위는 $V=9\times10^{9}\dfrac{M\cos\theta}{R^{2}}$ 이다.

$V=\dfrac{M\cos\theta}{4\pi\varepsilon_0R^{2}}$ 이고 $\dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}=9\times10^{9}$ 이다.

분모가 R 인 형태 — 점전하의 전위 형태이다. 쌍극자는 R² 에 반비례한다.
sin θ 형태 — 전위는 cos θ 에 비례한다(sin θ 는 전계의 θ 성분에 나타난다).

문제 8

진공 중에 놓인 3[μC]의 점전하에서 3[m] 되는 점의 전계는 몇 [V/m]인가?

1100

21000

3300

43000

정답 및 해설

3m 떨어진 점의 전계는 3000 V/m이다.

진공 중 점전하의 전계는 쿨롱 법칙에서 $E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_{0}r^{2}}=\dfrac{9\times10^{9}\,Q}{r^{2}}$ 이다.

값을 대입하면
$E=\dfrac{9\times10^{9}\times3\times10^{-6}}{3^{2}}=\dfrac{27\times10^{3}}{9}=3000\,\mathrm{V/m}$

문제 9

자계의 세기가 800[AT/m]이고, 자속밀도가 0.2[Wb/m²] 인 재질의 투자율 [H/m]은?

12.5 × 10^-3

24 × 10^-3

32.5 × 10^-4

44 × 10^-4

정답 및 해설

투자율은 2.5×10^-4 H/m 이다.

공식: $B=\mu H$ 이므로 $\mu=\dfrac{B}{H}$

대입: $\mu=\dfrac{0.2}{800}=2.5\times10^{-4}$

문제 10

공기 중의 두 점전하사이에 작용하는 힘이 5[N]이었다. 두 전하간에 유전체를 넣었더니 힘이 2[N]으로 되었다면 유전체의 비유전율은 얼마인가?

22.5

47.5

정답 및 해설

유전체의 비유전율은 2.5 이다.

쿨롱의 법칙에서 힘은 유전율에 반비례한다: $F\propto\dfrac{1}{\varepsilon_s}$

$\varepsilon_s=\dfrac{F_0}{F}=\dfrac{5}{2}=2.5$

문제 11

전하 e[C]이 공기 중의 자계 H[AT/m] 내를 H에 수직방향으로 v[m/s]의 속도로 돌입하였을 때 받는 힘은 몇 [N] 인가?

1μ₀evH

2evH

3eH/E₀μ₀

4E₀H/μ₀v

정답 및 해설

전하가 받는 힘은 μ₀evH [N]이다.

자계에 수직으로 돌입한 전하는 로렌츠 힘 $F=evB$ 를 받는다.

공기 중에서 $B=\mu_{0}H$ 이므로 $F=\mu_{0}evH\,[\mathrm{N}]$ 가 된다.

문제 12

비투자율 μ_s자속밀도 B[Wb/m²]의 자계 중에 있는 m[Wb]의 자극이 받는 힘은 몇 [N]인가?

1mB

\dfrac{mB}{\mu_0}

\dfrac{mB}{\mu_s}

\dfrac{mB}{\mu_0\mu_s}

정답 및 해설

자극이 받는 힘은 $F=\dfrac{mB}{\mu_0\mu_s}$ 이다.

자계의 세기 $H=\dfrac{B}{\mu}=\dfrac{B}{\mu_0\mu_s}$ 이고, 자극이 받는 힘은 $F=mH$ 이다.

투자율은 μ₀μ_s 로 모두 나누어야 한다.

문제 13

자기인덕턴스가 각각 L₁, L₂인 두 코일을 서로 간섭이 없도록 병렬로 연결했을 때 그 합성 인덕턴스는?

1L₁L₂

\dfrac{L_1+L_2}{L_1L_2}

3L₁+L₂

\dfrac{L_1L_2}{L_1+L_2}

정답 및 해설

'서로 간섭이 없도록' 연결했다는 것은 상호인덕턴스 M=0 이라는 뜻이므로, 두 코일은 단순히 인덕턴스 두 개를 병렬로 이은 것과 같다.

인덕턴스의 병렬 합성은 저항과 같은 형태로 1/L = 1/L₁ + 1/L₂ 이므로 L=L₁L₂/(L₁+L₂) [H] 이다.

간섭이 없는 직렬 접속에서 L₁+L₂ 가 되는 것과 짝지어 기억하면 되고, 결합이 있으면 직렬은 L₁+L₂±2M 으로 달라진다.

문제 14

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 15

권수 1회의 코일에 5Wb의 자속이 쇄교하고 있었다. 10^-1초 사이에 이 자속이 0 으로 변하였다면 코일에 유도되는 기전력은 몇 [V] 가 되는가?

225

350

4100

정답 및 해설

유도 기전력은 50V 이다.

패러데이 법칙: $e=N\dfrac{\Delta\phi}{\Delta t}$

대입: $e=1\times\dfrac{5}{10^{-1}}=50\,\mathrm{V}$

문제 16

10㎜의 지름을 가진 동선에 50A의 전류가 흐를 때, 단위 시간에 동선의 단면을 통과하는 전자의 수는 약 몇 개인가?

17.85×10¹⁶

220.45×10¹⁵

331.25×10¹⁹

450×10¹⁹

정답 및 해설

단위 시간에 통과하는 전자의 수는 약 3.125×10²⁰ 개(31.25×10¹⁹)이다.

전류는 단위 시간에 통과하는 전하량이므로 $n=\dfrac{I}{e}$

대입: $n=\dfrac{50}{1.602\times10^{-19}}\approx3.12\times10^{20}$

동선의 지름은 이 계산에 영향을 주지 않는다.

문제 17

평면 전자파의 전계 E와 자계 H와의 관계식은?

E = \sqrt{\dfrac{\epsilon}{\mu}}\,H

E = \sqrt{\mu\epsilon}\,H

E = \sqrt{\dfrac{\mu}{\epsilon}}\,H

E = \sqrt{\dfrac{1}{\mu\epsilon}}\,H

정답 및 해설

평면 전자파에서는 전계 에너지밀도와 자계 에너지밀도가 같다. 즉 (1/2)εE² = (1/2)μH² 이므로 √ε·E = √μ·H 라는 관계가 성립한다.

이를 E에 대해 풀면 E=√(μ/ε)·H 이고, 이때 비 E/H 를 매질의 고유 임피던스(파동 임피던스) 라 한다.

진공에서는 √(μ₀/ε₀)≒377Ω(=120πΩ)이 되며, 전계와 자계는 서로 직각이면서 진행방향과도 직각인 횡파를 이룬다.

문제 18

그림과 같이 내외 도체의 반지름이 a, b인 동축선(케이블)의 도체 사이에 유전율이 ℇ인 유전체가 채워져 있는 경우 동축선의 단위 길이당 정전용량은?

\varepsilon\log_{e}\dfrac{b}{a}\text{에 비례한다.}

\dfrac{1}{\varepsilon}\log_{10}\dfrac{b}{a}\text{에 비례한다.}

\dfrac{\varepsilon}{\log_{\varepsilon}\dfrac{b}{a}}\text{에 비례한다.}

\dfrac{\varepsilon b}{a}\text{에 비례한다.}

정답 및 해설

동축 케이블의 단위 길이당 정전용량은 C=2πε/ln(b/a) 이므로 ε 에 비례하고 ln(b/a) 에 반비례한다.

내외 도체 사이 전계를 반지름 방향으로 적분한 전위차 $V=\dfrac{\lambda}{2\pi\varepsilon}\ln\dfrac{b}{a}$ 에서 $C=\dfrac{\lambda}{V}=\dfrac{2\pi\varepsilon}{\ln\frac{b}{a}}$

ε·ln(b/a) 에 비례한다는 말은 로그 값에 반비례해야 하는 점이 틀리다.
1/ε 에 비례한다는 말은 유전율에 비례해야 하는 점이 틀리다.
εb/a 에 비례한다는 말은 동축 구조에서는 로그 형태가 나타나므로 틀리다.

문제 19

맥스웰의 전자방정식으로 틀린 것은?

1divB=ø

2divD=ρ

\mathrm{rot}\,E = -\dfrac{\partial B}{\partial t}

\mathrm{rot}\,H = i + \dfrac{\partial D}{\partial t}

정답 및 해설

틀린 식은 자속밀도의 발산을 0 이 아닌 값으로 놓은 식이다. 옳은 식은 div B = 0이다.

고립된 자하(자기 홀극)가 없으므로 자속선은 폐곡선을 이루고, 폐곡면을 드나드는 자속의 총합은 항상 0 이다.

div D = ρ : 전속밀도의 발산은 체적 전하밀도와 같다(전기에 대한 가우스 법칙).
rot E = −∂B/∂t : 패러데이 전자유도 법칙이다.
rot H = i + ∂D/∂t : 전도전류에 변위전류를 더한 앙페르·맥스웰 법칙이다.

문제 20

대전된 구 도체를 반지름이 2배가 되는 대전이 되지 않은 구 도체에 가는 도선으로 연결할 때 원래의 에너지에 대해 손실된 에너지는 얼마가 되는가?

11/2

21/3

32/3

42/5

정답 및 해설

손실된 에너지는 원래 에너지의 2/3 이다.

처음 구(용량 C)의 에너지 $W=\dfrac{Q^{2}}{2C}$ . 반지름이 2배인 구의 용량은 2C 이다.

연결하면 전하 Q 는 보존되고 합성 용량은 3C: $W_{2}=\dfrac{Q^{2}}{2\times3C}=\dfrac{W}{3}$

손실 에너지 = $W-\dfrac{W}{3}=\dfrac{2}{3}W$ (도선의 줄열 등으로 소비)

문제 21

비접지 계통의 지락사고 시 계전기에 영상전류를 공급하기 위하여 설치하는 기기는?

1PT

2CT

3ZCT

4GPT

정답 및 해설

영상전류를 공급하는 기기는 ZCT(영상변류기)이다.

비접지 계통에서 지락사고가 나면 영상전류가 흐르며, ZCT 가 이를 검출하여 지락 보호계전기에 공급한다.

PT : 전압을 검출하는 기기이다.
CT : 상전류를 검출하는 기기라 영상전류 검출 목적에 맞지 않는다.
GPT : 전압을 검출하는 기기이다.

문제 22

수력발전소의 댐(Dam)의 설계 및 저수지 용량 등을 결정하는데 사용되는 것은?

1유량도

2유황곡선

3수위-유량곡선

4적산유량곡선

정답 및 해설

댐의 설계와 저수지 용량 결정에는 적산유량곡선을 쓴다.

유량을 시간에 따라 누적한 곡선이므로 필요한 저수 용량을 직접 구할 수 있다.

유량도는 시간별 유량 변화를 보여준다.
유황곡선은 유량을 큰 순서로 배열한 것으로 발전 계획 수립에 쓴다.
수위-유량곡선은 수위와 유량의 관계를 나타낸다.

문제 23

장거리 대전력 송전에서 교류 송전방식에 비교한 직류 송전방식의 장점이 아닌 것은?

1송전 효율이 높다.

2안정도의 문제가 없다.

3선로 절연이 더 수월하다.

4변압이 쉬워 고압송전이 유리하다.

정답 및 해설

변압이 쉬워 고압송전이 유리하다는 교류 방식의 장점이다.

직류는 변압기를 쓸 수 없어 승압·강압이 어렵다.

직류는 리액턴스가 없어 송전 효율이 높다.
직류는 동기 개념이 없어 안정도 문제가 없다.
직류는 최대값이 낮아 절연이 수월하다.

문제 24

지중 케이블에서 고장점을 찾는 방법이 아닌 것은?

1머리 루프(Murray loop)시험기에 의한 방법

2메거(Megger)에 의한 측정 방법

3수색 코일(Search coil)에 의한 방법

4펄스에 의한 측정법

정답 및 해설

메거는 지중 케이블 고장점 탐지법이 아니다.

메거는 절연저항을 측정하는 계기로 고장점 위치를 찾는 방법이 아니다.

머레이 루프는 케이블 고장점을 브리지 원리로 찾는다.
수색 코일은 고장 전류가 만드는 자계를 탐지해 위치를 찾는다.
펄스 측정법은 반사파 시간으로 거리를 구한다.

문제 25

SF₆가스차단기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1공기에 비하여 소호능력이 약 100배 정도이다.

2절연거리를 적게 할 수 있어 차단기 전체를 소형, 경량화 할 수 있다.

3SF₆가스를 이용한 것으로서 독성이 있으므로 취급에 유의하여야 한다.

4SF₆가스 자체는 불활성기체이다.

정답 및 해설

SF6 가스차단기에 대한 설명 중 옳지 않은 것은 SF6 가스에 독성이 있다는 설명이다.

SF6 가스 자체는 무색·무취의 불활성 기체로 화학적으로 안정하며 인체에 직접적인 독성이 없다. 아크로 분해된 생성물은 유해할 수 있어 점검 시 주의가 필요하지만, 이는 가스 자체의 독성과는 다른 이야기이다.

공기보다 소호능력이 약 100배 정도 우수한 것은 실제 특성이다.
절연내력이 커서 절연거리를 줄일 수 있어 차단기를 소형·경량화할 수 있는 것도 맞는 설명이다.

문제 26

배전선로에서 사용하는 전압 조정방법이 아닌 것은?

1승압기 사용

2병렬콘덴서 사용

3저전압계전기 사용

4주상변압기 탭 전환

정답 및 해설

승압기, 병렬콘덴서, 주상변압기 탭 전환은 모두 배전선로의 전압을 직접 끌어올리거나 조정하는 대표적인 수단이다.

반면 저전압계전기는 전압이 기준치 이하로 떨어졌을 때 이를 검출해 경보·차단 등 보호동작을 수행하는 보호계전기이지, 전압 자체를 조정하는 기능은 없다.

문제 27

송전선로에서 역섬락을 방지하는 가장 유효한 방법은?

1피뢰기를 설치한다.

2가공지선을 설치한다.

3소호각을 설치한다.

4탑각 접지저항을 작게 한다.

정답 및 해설

역섬락 방지에 가장 유효한 방법은 탑각 접지저항을 작게 하는 것이다.

역섬락은 낙뢰 전류가 대지로 유입될 때 탑각 접지저항이 크면 전압강하가 커져 절연이 깨지고 도체로 섬락하는 현상이다.

피뢰기 : 낙뢰 유입 경로를 제공하지만 역섬락 방지의 근본 대책은 아니다.
가공지선 : 낙뢰 유입 경로를 제공하지만 근본 대책은 아니다.
소호각 : 아크 지속을 단축시키는 보조 수단일 뿐이다.

문제 28

전선의 자체 중량과 빙설의 종합하중을 W₁, 풍압하중을 W₂라 할 때 합성하중은?

1W₁+W₂

2W₂-W₁

\sqrt{W_1-W_2}

\sqrt{W_1^2+W_2^2}

정답 및 해설

전선에 걸리는 하중 중 전선 자체 중량과 빙설하중은 연직(수직) 아래 방향으로 작용하고, 풍압하중은 이에 직각인 수평 방향으로 작용한다.

두 하중은 서로 직각이므로 대수적으로 더할 수 없고 벡터합으로 구해야 한다. 직각삼각형의 빗변에 해당하므로 합성하중은 W = √(W₁² + W₂²) 가 된다.

이 합성하중은 이도 계산식 D = WS²/(8T) 에 그대로 대입되며, 빙설과 바람이 동시에 작용하는 최악 조건이 전선 장력과 이도 설계의 기준이 된다.

문제 29

다음 중 수차의 캐비테이션의 방지책으로 옳지 않은 것은?

1과부하 운전을 가능한 한 피한다.

2흡출수두를 증대시킨다.

3수차의 비속도를 너무 크게 잡지 않는다.

4침식에 강한 금속재료로 러너를 제작한다.

정답 및 해설

흡출수두를 증대시키는 것은 방지책으로 옳지 않다.

흡출수두가 커지면 러너 출구 압력이 낮아져 캐비테이션이 더 쉽게 생긴다. 흡출수두는 작게 해야 한다.

과부하 운전을 피하면 캐비테이션 발생이 줄어든다.
비속도를 너무 크게 잡지 않으면 발생이 줄어든다.
침식에 강한 재료로 러너를 만들면 피해를 줄일 수 있다.

문제 30

송전선로의 고장전류 계산에 영상 임피던스가 필요한 경우는?

11선 지락

23상 단락

33선 단선

4선간 단락

정답 및 해설

영상 임피던스가 필요한 경우는 1선 지락이다.

영상 임피던스는 영상분 전류가 흐를 때만 의미를 가지며, 1선 지락처럼 3상이 불평형이 되는 고장에서 영상분 전류가 발생한다.

3상 단락 : 영상분 전류가 나타나지 않거나 영상 임피던스가 필요하지 않다.
3선 단선 : 영상분 전류가 나타나지 않거나 영상 임피던스가 필요하지 않다.
선간 단락 : 영상분 전류가 나타나지 않거나 영상 임피던스가 필요하지 않다.

문제 31

송전단 전압이 3300V, 수전단 전압은 3000V이다. 수전단의 부하를 차단한 경우, 수전단 전압이 3200V라면 이 회로의 전압 변동률은 약 몇 %인가?

13.25

24.28

35.67

46.67

정답 및 해설

전압 변동률은 약 6.67 %이다.

전압 변동률은 $\dfrac{V_0-V_r}{V_r}\times100$ 이고, 무부하 수전단 전압이 V₀=3200 V이다.
$\dfrac{3200-3000}{3000}\times100=6.67\%$ 이다.

다른 값들은 송전단 전압이나 분모를 잘못 잡은 경우의 계산 결과이다.

문제 32

발전기나 변압기의 내부고장 검출에 가장 많이 사용되는 계전기는?

1역상 계전기

2비율차동 계전기

3과전압 계전기

4과전류 계전기

정답 및 해설

내부 고장 검출에는 비율차동 계전기가 가장 많이 쓰인다.

입력 전류와 출력 전류의 차가 일정 비율 이상이면 동작해 내부 고장을 검출한다.

역상 계전기는 역상 전류(불평형)를 검출한다.
과전압 계전기는 전압 상승을 검출한다.
과전류 계전기는 외부 과전류에 쓰이며 내부 고장 전용은 아니다.

문제 33

동일한 부하 전력에 대하여 전압을 2배로 승압하면 전압강하, 전압 강하율, 전력 손실률은 각각 어떻게 되는지 순서대로 나열한 것은?

11/2, 1/2, 1/2

21/2, 1/2, 1/4

31/2, 1/4, 1/4

41/4, 1/4, 1/4

정답 및 해설

전압강하 1/2, 전압강하율 1/4, 전력 손실률 1/4이 된다.

동일 전력에서 전압을 2배로 하면 전류가 1/2이 되므로 전압강하 $e=IR$ 은 1/2이다.
강하율 $\dfrac{e}{V}$ 는 $\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{2}=\dfrac14$ 이고, 손실률은 $\propto\dfrac{1}{V^{2}}$ 이므로 1/4이다.

모두 1/2 또는 강하율을 1/2로 보는 조합은 전압 증가 효과를 한 번만 반영했다.
모두 1/4로 보는 조합은 전압강하까지 1/4로 잘못 계산한 경우이다.

문제 34

보일러에서 흡수열량이 가장 큰 것은?

1수냉벽

2보일러 수관

3과열기

4절탄기

정답 및 해설

흡수열량이 가장 큰 곳은 수냉벽이다.

수냉벽은 화로 벽면에서 복사열을 직접 받아 흡수열량이 가장 크다.

보일러 수관은 대류 전열이 중심이어서 수냉벽보다 흡수량이 작다.
과열기는 포화증기를 과열하는 데 쓰이며 흡수량이 수냉벽보다 작다.
절탄기는 배기가스 여열로 급수를 예열하여 흡수량이 작다.

문제 35

송전선에 낙뢰가 가해져서 애자에 섬락이 생기면 아크가 생겨 애자가 손상되는 경우가 있다. 이것을 방지하기 위하여 사용되는 것은?

1댐퍼

2아아모로드(armour rod)

3가공지선

4아킹혼(arcing horn)

정답 및 해설

애자 섬락 시 아크로 인한 애자 손상 방지에는 아킹혼을 쓴다.

애자 양단에 금속 뿔(소호각)을 설치해 아크가 애자 표면이 아닌 뿔 사이에서 방전되도록 유도한다.

댐퍼는 전선의 진동을 줄이는 장치이다.
아머로드는 전선 지지점의 진동·마모를 보강하는 부재이다.
가공지선은 직격뢰를 차폐하는 설비로 섬락 시 애자를 보호하지는 않는다.

문제 36

단락전류를 제한하기 위하여 사용되는 것은?

1한류리액터

2사이리스터

3현수애자

4직렬콘덴서

정답 및 해설

단락사고가 발생하면 임피던스가 작아 매우 큰 전류가 흐르는데, 이를 억제하기 위해 회로에 큰 리액턴스를 갖는 리액터를 직렬로 삽입하여 단락전류를 제한한다. 이러한 목적으로 사용하는 것이 한류리액터이며, 발전기·변압기·모선 등의 인출단에 설치해 사고전류를 억제하고 차단기 용량을 낮추는 역할을 한다.

사이리스터는 전력용 반도체 스위칭 소자로 정류·위상제어에 쓰이고, 현수애자는 가공전선을 지지·절연하는 애자이며, 직렬콘덴서는 선로의 리액턴스를 보상해 전압강하를 줄이는 용도로 단락전류 제한과는 무관하다.

문제 37

피뢰기의 정격전압이란?

1상용주파수의 방전 개시전압

2속류를 차단할 수 있는 최고의 교류 전압

3방전을 개시할 때 단자전압의 순시값

4충격방전전류를 통하고 있을 때 단자전압

정답 및 해설

피뢰기의 정격전압은 속류를 차단할 수 있는 최고의 교류 전압이다.

방전 후 계통 전압에 의한 속류를 차단할 수 있는 한계 전압을 의미하며, 선로 전압의 실효값으로 표시한다.

상용주파 방전개시전압은 정격전압과 별개의 특성값이다.
방전 개시 때 단자전압의 순시값은 충격 방전개시전압에 가깝다.
충격방전전류가 흐를 때의 단자전압은 제한전압이다.

문제 38

소도체의 반지름이 r[m], 소도체간의 선간거리가 d[m]인 소도체를 사용한 345㎸ 송전선로가 있다. 복도체의 등가 반지름은 어떻게 표현되는가?

\sqrt{\mathrm{rd}}

\sqrt{\mathrm{rd}^{2}}

\sqrt{\mathrm{r}^{2}\mathrm{d}}

4rd

정답 및 해설

2도체 복도체의 등가 반지름은 √(r·d)이다.

소도체 간격이 d이면 $r_e=\sqrt[n]{r\,s^{\,n-1}}$ 에서 소도체 수 n=2이면 √(rd)로 나타난다.

√(rd²)과 √(r²d)는 r과 d의 지수가 맞지 않아 차원이 맞지 않는다.
r과 d의 곱은 제곱근이 빠져 차원이 길이의 제곱이 되므로 반지름이 될 수 없다.

문제 39

송전 계통의 안정도를 증진시키는 방법은?

1중간 조상설비를 설치한다.

2조속기의 동작을 느리게 한다.

3계통의 연계는 하지 않도록 한다.

4발전기나 변압기의 직렬 리액턴스를 가능한 크게 한다.

정답 및 해설

안정도 증진 방법은 중간 조상설비를 설치하는 것이다.

안정도는 계통의 직렬 리액턴스를 줄이고 전압변동을 억제하여 높인다. 송전선 중간에 조상설비를 설치하면 중간 전압을 지지해 전압변동을 억제할 수 있다.

조속기의 동작을 느리게 한다 : 안정도를 저하시킨다.
계통의 연계를 하지 않는다 : 안정도를 저하시킨다.
직렬 리액턴스를 크게 한다 : 안정도를 저하시킨다.

문제 40

그림과 같은 평형 3상 발전기가 있다. a상이 지락한 경우 지락전류는 어떻게 표현되는가? (단, Z₀: 영상 임피던스, Z₁: 정상 임피던스 Z₂: 역상 임피던스이다.)

\dfrac{E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}

\dfrac{3E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}

\dfrac{-Z_0E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}

\dfrac{2Z_2E_a}{Z_1+Z_2}

정답 및 해설

그림은 Y 결선 3상 발전기로, 중성점이 대지에 접지되어 있고 a상 단자가 대지로 이어진 1선(a상) 지락 상태다. b·c상 단자는 개방되어 전류가 흐르지 못하므로 경계조건은 $I_b=I_c=0$ , 지락점에서 $V_a=0$ 이다.

대칭좌표법을 적용하면 $I_b=I_c=0$ 에서 $I_0=I_1=I_2=\dfrac{1}{3}I_a$ 이고, $V_a=V_0+V_1+V_2=0$ 에 $V_1=E_a-I_1Z_1$ , $V_2=-I_2Z_2$ , $V_0=-I_0Z_0$ 를 대입하면 $E_a=I_0(Z_0+Z_1+Z_2)$ , 즉 $I_0=\dfrac{E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}$ 를 얻는다.

따라서 지락전류는 $I_g=I_a=3I_0=\dfrac{3E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}$ 이다. 1선 지락에서는 영상·정상·역상 임피던스가 직렬로 합해지고 기전력이 3배로 나타나는 것이 핵심이며, 이 때문에 중성점 접지방식이 결정하는 영상 임피던스 $Z_0$ 가 지락전류 크기를 좌우한다.

문제 41

계전기 중 변압기의 보호에 사용되지 않는 계전기는?

1비율 차동 계전기

2차동 계전기

3부흐흘쓰 계전기

4임피던스 계전기

정답 및 해설

변압기 보호에 쓰이지 않는 계전기는 임피던스 계전기이다.

임피던스 계전기는 고장점까지의 임피던스를 측정하는 거리 계전기 계열로 주로 송전선 보호에 쓴다.

비율 차동 계전기는 변압기 1차·2차 전류의 차를 이용한 내부 고장 보호용이다.
차동 계전기는 변압기 내부 고장 보호에 쓰인다.
부흐홀츠 계전기는 변압기 내부 고장 시 발생하는 가스와 유류 흐름으로 동작한다.

문제 42

6극 직류발전기의 정류자 편수가 132, 단자전압이 220V, 직렬 도체수가 132개이고 중권이다. 정류자 편간 전압은 몇 V 인가?

110

220

330

440

정답 및 해설

정류자 편간 전압은 10 V이다.

중권이므로 병렬회로수 a는 극수와 같은 6이고, 회로 한 개의 직렬 정류자편 수는 132/6=22이다. 편간 전압은 회로 전압을 이 값으로 나눈 것이다.

$e_s=\dfrac{PE}{K}=\dfrac{6\times220}{132}=10\ \mathrm{V}$

문제 43

동기발전기의 병렬운전에 필요한 조건이 아닌 것은?

1기전력의 크기가 같을 것

2위상이 같을 것

3주파수가 같을 것

4용량이 같을 것

정답 및 해설

병렬운전 조건이 아닌 것은 용량이 같을 것이다.

병렬운전에는 기전력의 크기·위상·주파수·파형이 같고 상회전 방향이 일치해야 한다. 용량은 달라도 부하 분담만 조정하면 된다.

기전력의 크기가 다르면 무효 순환전류가 흐른다.
위상이 다르면 유효 순환전류가 흘러 동기화 전력이 생긴다.
주파수가 다르면 지속적인 맥동이 생겨 병렬운전이 불가능하다.

문제 44

3상 유도전동기에 불평형 3상 전압을 가한 경우 다음 전동기 특성 중 옳은 것은?

1영상분전압은 존재하지 않는다.

2영상전압을 고려하여야 한다.

3정상전압과 역상 전압에 의한 회전자계 방향은 같다.

4정상운전 상태에서 역상분은 제동 작용을 하지 않는다.

정답 및 해설

불평형 3상 전압을 가할 때 옳은 것은 영상분 전압이 존재하지 않는다는 설명이다.

3상 3선식 전동기에 가해지는 선간전압은 불평형이어도 그 합이 항상 0이므로 영상분이 없고, 중성점이 접지되지 않아 영상전류도 흐를 길이가 없다. 따라서 전동기에는 정상분과 역상분만 작용한다.

영상전압을 고려해야 한다는 설명은 3선식 전동기에서는 맞지 않다.
정상전압과 역상전압의 회전자계 방향이 같다는 설명은 틀리다. 역상분은 반대 방향 회전자계를 만든다.
역상분이 제동 작용을 하지 않는다는 설명은 틀리다. 역상분은 반대 토크로 제동 작용을 한다.

문제 45

그림은 3상 동기 발전기의 무부하 포화곡선이다. 이 발전기의 포화율은 얼마인가?

10.5

20.67

30.8

40.9

정답 및 해설

무부하 포화곡선 그림에서 정격전압 200 V 에 해당하는 계자전류는 공극선에서 8 A, 포화곡선에서 12 A 로 읽힌다. 포화율은 이 차이를 공극선 값으로 나눈 비이다.

$\delta=\dfrac{12-8}{8}=0.5$

0.67 은 8/12 로 공극선과 포화곡선 계자전류의 비일 뿐 포화율의 정의가 아니다.
0.8 은 그림의 값(8, 12)으로 만들 수 있는 포화율이 아니다.
0.9 도 그림의 값(8, 12)으로 만들 수 있는 포화율이 아니다.

문제 46

다음 중 2방향성 3단자 사이리스터는 어느 것인가?

1SCS

2TRIAC

3SSS

4SCR

정답 및 해설

2방향성 3단자 사이리스터는 TRIAC이다.

TRIAC은 게이트를 포함해 3개의 단자를 가지며 양방향으로 전류를 흘릴 수 있다.

SCR은 단방향 3단자이다.
SSS는 양방향 2단자이다.
SCS는 4단자 소자이다.

문제 47

직류 전동기의 회전수를 1/2로 줄이려면, 계자 자속을 몇 배로 하여야 하는가?(단, 전압과 전류등은 일정하다.)

정답 및 해설

회전수를 1/2로 줄이려면 계자 자속을 2배로 해야 한다.

직류전동기의 속도는 $N=\dfrac{V-I_aR_a}{K\Phi}$ 로 나타난다.

전압과 전류(따라서 역기전력)가 일정하면 회전수는 계자자속에 반비례한다.

따라서 회전수를 절반으로 줄이려면 계자자속을 2배로 증가시켜야 한다.

문제 48

유도 전동기에서 인가전압이 일정하고 주파수가 정격 값에서 수 % 감소할 때 나타나는 현상 중 틀린 것은?

1철손이 증가한다.

2효율이 나빠진다.

3동기 속도가 감소한다.

4누설 리액턴스가 증가한다.

정답 및 해설

인가전압이 일정한 상태에서 주파수가 낮아지면 자속 $\Phi\propto V/f$ 가 커져 철심이 포화 쪽으로 이동하면서 철손이 증가하고, 이로 인해 효율은 나빠진다. 또한 동기속도 $N_s=\dfrac{120f}{P}$ 이므로 동기속도도 감소한다.

누설리액턴스는 $X=2\pi fL$ 로 주파수에 비례하므로, 주파수가 감소하면 누설리액턴스는 오히려 감소한다. 따라서 "누설 리액턴스가 증가한다"는 설명은 옳지 않다.

문제 49

포화하고 있지 않은 직류 발전기의 회전수가 1/2로 감소되었을 때 기전력을 속도 변화 전과 같은 값으로 하려면 여자를 어떻게 해야 하는가?

11/2배로 감소시킨다.

21배로 증가시킨다.

32배로 증가시킨다.

44배로 증가시킨다.

정답 및 해설

여자(자속)를 2배로 증가시켜야 한다.

포화하지 않은 직류기의 유기기전력은 자속과 회전속도의 곱에 비례한다.
$E = k\Phi N$

회전수 N이 1/2로 줄어든 상태에서 기전력 E를 원래와 같게 유지하려면 자속 Φ(즉 여자)를 2배로 해야 한다.

문제 50

변압기에서 권수가 2배가 되면 유기 기전력은 몇 배가 되는가?

10.5

정답 및 해설

권수가 2배가 되면 유기 기전력은 2배가 된다.

같은 주파수와 같은 최대 자속에서 유기 기전력은 권수에 비례한다.

$E=4.44fN\phi_m\ \Rightarrow\ E\propto N$

따라서 권수가 2배이면 기전력도 2배이다.

문제 51

200[kVA]의 단상변압기가 있다. 철손이 1.6[kW]이고 전부하 동손이 2.5[kW]이다. 이 변압기의 역률이 0.8일 때 전부하시의 효율은 약 몇 [%]인가?

196.5

297.0

397.5

498.0

정답 및 해설

전부하 효율은 약 97.5%이다.

출력과 전부하 손실은 다음과 같다.
$P_2=200\times0.8=160\ \mathrm{kW}$
$P_i+P_c=1.6+2.5=4.1\ \mathrm{kW}$ (철손+동손)

효율은
$\eta=\dfrac{P_2}{P_2+P_i+P_c}\times100=\dfrac{160}{164.1}\times100\approx97.5\%$ 이다.

문제 52

직류 분권 발전기가 있다. 극당 자속 0.01[Wb], 도체수 400, 회전수 600[rpm]인 6극 직류기의 유기기전력은 몇 [V]인가? (단, 병렬 회로수는 2이다.)

1100

2120

3140

4160

정답 및 해설

유기기전력은 120 V이다.

직류기의 유기기전력 식에 극수 6, 자속 0.01 Wb, 도체수 400, 병렬회로수 2, 회전수 600 rpm을 대입한다.

$E=\dfrac{PZ\phi N}{60a}=\dfrac{6\times400\times0.01\times600}{60\times2}=120\ \mathrm{V}$

문제 53

직류기에서 양호한 정류를 얻는 조건으로 틀린 것은?

1정류 주기를 크게 한다.

2브러시의 접촉 저항을 크게 한다.

3전기자 권선의 인덕턴스를 작게 한다.

4평균 리액턴스 전압을 브러시 접촉면 전압강하보다 크게 한다.

정답 및 해설

틀린 것은 평균 리액턴스 전압을 브러시 접촉면 전압강하에 비해 크게 한다는 조건이다.

불꽃 없는 양호한 정류를 위해서는 평균 리액턴스전압이 브러시 접촉면의 전압강하에 비해 작아야 하므로 실제 조건과 반대이다.

정류주기를 길게 한다.
브러시의 접촉저항을 크게 해 저항정류 효과를 이용한다.
전기자권선의 인덕턴스(리액턴스전압의 원인)를 작게 한다.

문제 54

3상 직권 정류자 전동기에 있어서 중간 변압기를 사용하는 주된 목적은?

1역회전의 방지를 위하여

2역회전을 하기 위하여

3권수비를 바꾸어서 전동기의 특성을 조정하기 위하여

4분권 특성을 얻기 위하여

정답 및 해설

중간 변압기의 주된 목적은 권수비를 바꾸어 전동기 특성을 조정하는 것이다.

3상 직권 정류자 전동기는 중간 변압기로 정류자에 가해지는 전압을 설정하고, 권수비(탭)를 바꾸어 속도 특성과 정류 특성을 조정한다.

역회전의 방지는 중간 변압기의 목적이 아니다.
역회전을 하기 위한 장치도 아니다.
분권 특성은 3상 분권 정류자 전동기의 특성이라 직권 전동기의 중간 변압기 목적과 맞지 않다.

문제 55

변압기의 전기적 특성을 알아보는데 편리한 시험 중 회로의 정수를 구하는 방법에 필요 없는 것은?

1저항 측정

2무부하 시험

3절연 내력 시험

4단락 시험

정답 및 해설

회로 정수를 구하는 데 필요 없는 시험은 절연 내력 시험이다.

절연 내력 시험은 절연물이 견디는 전압을 확인하는 시험으로 회로 정수와는 무관하다.

저항 측정은 권선 저항을 구하는 데 필요하다.
무부하 시험은 여자 어드미턴스와 철손을 구하는 데 필요하다.
단락 시험은 임피던스와 동손을 구하는 데 필요하다.

문제 56

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 57

직류 분권 전동기의 단자 전압과 계자 전류를 일정하게 하고 2배의 속도로 2배의 토크를 발생하는데 필요한 전력은 처음 전력의 몇 배인가?

1불변

22배

34배

48배

정답 및 해설

필요한 전력은 처음의 4배이다.

단자전압과 계자전류가 일정하면 자속이 일정하다. 전력은 토크와 각속도의 곱이다.

$P=\omega T$

속도 2배, 토크 2배이므로 $P'=2\omega\times2T=4P$ 가 된다. 손실은 무시한다.

문제 58

3상 동기 발전기의 전기자 반작용은 부하의 성질에 따라 다르다. 잘못 설명한 것은?

1cos θ≒1 일 때 즉 전압, 전류가 동상일 때는 실제적으로 교차자화작용을 한다.

2cos θ≒0 일 때 즉 전류가 전압보다 90° 뒤질 때는 감자작용을 한다.

3cos θ≒0 일 때 즉 전류가 전압보다 90° 앞설 때 증자작용을 한다.

4cos θ≒ø 일 때 즉 전류가 전압보다 ø만큼 뒤질때 증자작용을 한다.

정답 및 해설

잘못 설명한 것은 전류가 전압에 비해 뒤질 때 증자작용을 한다는 설명이다.

동기발전기에서 지상(뒤진) 전류는 감자작용, 진상(앞선) 전류는 증자작용을 한다.

전압과 전류가 동상일 때 교차자화작용을 한다는 설명은 옳다.
전류가 전압보다 90도 뒤질 때 감자작용을 한다는 설명은 옳다.
전류가 전압보다 90도 앞설 때 증자작용을 한다는 설명은 옳다.

문제 59

2000/100V, 10kVA 변압기의 1차 환산 등가임피던스가 6.2 + j7Ω 이라면 % 임피던스 강하는 약 몇 % 인가?

12.34

23.25

34.14

45.25

정답 및 해설

퍼센트 임피던스 강하는 약 2.34 %이다.

1차 정격전류와 등가 임피던스의 크기를 구해 정격전압으로 나눈다.

$I_{1n}=\dfrac{10\times10^3}{2000}=5\ \mathrm{A},\quad Z=\sqrt{6.2^2+7^2}\approx9.35\ \Omega$

$\%Z=\dfrac{I_{1n}Z}{V_{1n}}\times100=\dfrac{5\times9.35}{2000}\times100\approx2.34\ \%$

문제 60

유도전동기의 제동법이 아닌 것은?

1회생 제동

2발전 제동

3역전 제동

43상 제동

정답 및 해설

유도전동기의 제동법이 아닌 것은 3상 제동이다.

유도전동기의 제동법에는 회생 제동, 발전 제동, 역전(역상) 제동, 단상 제동 등이 있다.

회생 제동은 전원으로 에너지를 돌려보내는 제동법이다.
발전 제동은 전원을 끊고 직류 등으로 여자해 발전기로 동작시켜 제동한다.
역전 제동은 상순을 바꿔 역방향 토크로 제동한다.

문제 61

평형 3상 Y결선 회로의 선간전압 V_l, 상전압 V_p, 선전류 I_l, 상전류가 I_p 일 때 다음의 관련식 중 틀린 것은? (단, P_y는 3상 부하전력을 의미한다.)

V_l=\sqrt{3}\,V_p

I_l=I_p

P_y=\sqrt{3}\,V_lI_l\cos\theta

P_y=\sqrt{3}\,V_pI_p\cos\theta

정답 및 해설

틀린 관계식은 상전압과 상전류에 √3을 곱한 전력식이다.

3상 전력은 상 기준으로 3×상전압×상전류×cosθ이다. 상전압=선간전압÷√3, 상전류=선전류를 넣으면 √3×선간전압×선전류×cosθ가 되므로, √3이 붙는 식은 선간전압·선전류를 쓸 때만 성립한다.

상전압·상전류를 쓰면서 √3을 곱하면 실제 전력의 √3/3≒0.577배밖에 되지 않는다. 상 기준 식의 계수는 √3이 아니라 3이어야 한다.

Y결선에서 상전압 세 개가 120°씩 벌어져 있어 선간전압이 상전압의 √3배라는 관계는 옳다.
선로가 곧 각 상의 권선이므로 선전류와 상전류가 같다는 관계는 옳다.
선간전압·선전류로 쓴 $P_y=\sqrt{3}\,V_lI_l\cos\theta$ 는 옳다.

문제 62

다음과 같은 브리지 회로가 평형이 되기 위한 Z₄의 값은?

12 + j4

2-2 + j4

34 + j2

44 - j2

정답 및 해설

그림의 브리지는 Z₁=2+j4, Z₃=3+j2, Z₂=2−j3 이고, 검류계 T 가 0 이 되는 평형 조건은 마주 보는 변의 곱이 같다는 것이다.

$Z_1Z_2=Z_3Z_4$ 이므로 $Z_4=\dfrac{(2+j4)(2-j3)}{3+j2}=\dfrac{16+j2}{3+j2}=\dfrac{(16+j2)(3-j2)}{13}=\dfrac{52-j26}{13}$

따라서 $Z_4=4-j2\ \Omega$ 이다.

2+j4: Z₁ 과 같은 값으로, Z₂=Z₃ 일 때만 평형이 되므로 이 회로에는 맞지 않는다.
−2+j4: 실수부가 음수인 임피던스는 R·L·C 수동소자로 만들 수 없고 계산값과도 다르다.
4+j2: 계산 결과와 허수부 부호가 반대인 켤레 값이다.

문제 63

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 64

푸리에 급수에서 직류항은?

1우함수이다

2기함수이다.

3우함수+기함수이다.

4우함수×기함수이다.

정답 및 해설

푸리에 급수의 직류항은 우함수이다.

직류항(상수)은 $f(-t)=f(t)$ 를 만족하는 우함수이다. 기함수는 원점 대칭이라 평균이 0이어서 직류분이 없다.

기함수는 직류항을 가질 수 없다.
우함수와 기함수의 합·곱은 직류항의 성질을 나타내지 않는다.

문제 65

Z=8+j6[Ω]인 평형 Y부하에 선간 전압이 200[V]인 대칭 3상 전압을 가할 때 선전류는 약 몇[A]인가?

10.08

211.5

317.8

419.5

정답 및 해설

선전류는 약 11.5[A]이다.

Y결선의 상전압은 선간전압의 $1/\sqrt3$ 이고, 선전류 = 상전류이다.

$V_p=\dfrac{200}{\sqrt3}\approx115.5\,\mathrm{V},\ |Z|=\sqrt{8^2+6^2}=10\,\Omega$

$I=\dfrac{V_p}{|Z|}=\dfrac{115.5}{10}\approx11.5\,\mathrm{A}$

문제 66

R-L 직렬회로에서 e=10+100√2sinwt+50√2sin(3wt+60°)+60√2sin(5wt+30°)[V] 인 전압을 가할 때 제 3고조파 전류의 실효값은 몇 A 인가? (단, R=8Ω, wL=2Ω 이다.)

정답 및 해설

제3고조파 전류의 실효값은 5A이다.

제3고조파 리액턴스는 기본파의 3배이므로 $3\omega L=3\times2=6\,\Omega$ 이고, 임피던스는 $Z_3=\sqrt{R^2+(3\omega L)^2}=\sqrt{8^2+6^2}=10\,\Omega$ 이다.

제3고조파 전압의 실효값은 $\dfrac{50\sqrt2}{\sqrt2}=50\,\mathrm{V}$ 이다.

따라서 제3고조파 전류의 실효값은 $I_3=\dfrac{50}{10}=5\,\mathrm{A}$ 이다.

문제 67

대칭 3상 Y결선 부하에서 각 상의 임피던스가 16+j12Ω이고 부하전류가 10A일 때, 이 부하의 선간전압은 약 몇 V인가?

1152.6

2229.1

3346.4

4445.1

정답 및 해설

부하의 선간전압은 약 346.4V이다.

Y결선 부하 한 상의 임피던스 크기는 $Z=\sqrt{16^2+12^2}=\sqrt{256+144}=\sqrt{400}=20\,\Omega$ 이다.

Y결선에서 선전류=상전류이므로 상전압은 $V_p=I\times Z=10\times20=200\,\mathrm{V}$ 이다.

Y결선에서 선간전압은 상전압의 √3배이므로 $V_l=\sqrt{3}\,V_p=\sqrt{3}\times200\approx346.4\,\mathrm{V}$ 이다.

문제 68

그림과 같은 회로에서 저항 r₁,r₂에 흐르는 전류의 크기가 1:2의 비율이라면 r₁,r₂는 각각 몇 Ω 인가?

1r₁=6, r₂=3

2r₁=8, r₂=4

3r₁=16, r₂=8

4r₁=24, r₂=12

정답 및 해설

그림의 회로는 48V 전원에 4Ω 이 직렬로 연결되고, 그 뒤에 r₁ 과 r₂ 가 병렬로 붙어 있는 구조이며, 전원에서 나오는 전체 전류는 4A 로 표시되어 있다.

먼저 직렬 4Ω 에서의 전압강하가 4 × 4 = 16V 이므로, 병렬부에 걸리는 전압은 48 − 16 = 32V 이다.

병렬 두 가지의 전류비가 1 : 2 이고 그 합이 4A 이므로 r₁ 쪽 전류는 4/3 A, r₂ 쪽 전류는 8/3 A 이다.

따라서 r₁ = 32 ÷ (4/3) = 24Ω, r₂ = 32 ÷ (8/3) = 12Ω 이다. 병렬에서는 전류가 저항에 반비례하므로 전류비 1 : 2 는 저항비 2 : 1 에 대응한다는 점을 이용하면 빠르게 확인할 수 있다.

문제 69

비정현파 전압 v=100√2sinωt+50√2sin2ωt+30√2sin3ωt(V)의 왜형률은 약 얼마인가?

10.36

20.58

30.87

41.41

정답 및 해설

왜형률은 약 0.58이다.

왜형률은 기본파를 제외한 고조파 실효값의 제곱합의 제곱근을 기본파 실효값으로 나눈 값이다.

$\dfrac{\sqrt{V_2^2+V_3^2}}{V_1}=\dfrac{\sqrt{50^2+30^2}}{100}=\dfrac{\sqrt{3400}}{100}\approx0.58$

문제 70

3상 불평형 전압을 V_a, V_b, V_c라고 할 때 정상전압 [V]은? (단,

a=-\dfrac{1}{2}+j\dfrac{\sqrt{3}}{2}

이다.)

\dfrac{1}{3}(V_a+aV_b+a^2V_c)

\dfrac{1}{3}(V_a+a^2V_b+aV_c)

\dfrac{1}{3}(V_a+a^2V_b+V_c)

\dfrac{1}{3}(V_a+V_b+V_c)

정답 및 해설

정상전압은 (Va+aVb+a²Vc)÷3이다.

단서로 주어진 a=−1/2+j(√3/2)=1∠120°는 벡터 오퍼레이터로, 곱할 때마다 위상을 120° 앞세운다(a²=1∠240°, a³=1).

정상분은 a-b-c 순으로 120°씩 뒤진 평형 성분을 뽑아내는 값이다. 그래서 120° 뒤진 b상에는 120° 앞세우는 a를, 240° 뒤진 c상에는 a²을 곱해 세 위상을 겹친 뒤 평균한다.

a와 a²의 순서가 반대인 식은 역상분 (Va+a²Vb+aVc)÷3 이다.
계수가 모두 1인 세 전압의 단순 평균은 영상분이다.

문제 71

f(t)=sintcost를 라플라스변환하면?

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

\dfrac{1}{s^2+4}

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

\dfrac{1}{(s^2+4)^2}

정답 및 해설

f(t)=sintcost 의 라플라스 변환은 $\dfrac{1}{s^{2} + 4}$ 이다.

배각 공식으로 $\sin t \cos t = \dfrac{1}{2}\sin 2t$ 이고, $\mathcal{L}[\sin \omega t] = \dfrac{\omega}{s^{2} + \omega^{2}}$ 에 $\omega = 2$ 를 넣는다.
$\dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{2}{s^{2} + 4} = \dfrac{1}{s^{2} + 4}$

$\dfrac{1}{s^{2} + 2}$ 는 분모의 $\omega^{2}$ 에 2 를 넣은 꼴로, 각주파수가 $\sqrt{2}$ 인 사인 함수의 변환이지 $\sin 2t$ 의 변환이 아니다.
$\dfrac{1}{(s^{2} + 2)^{2}}$ 는 분모가 제곱된 중근 꼴로, t 가 곱해진 항이 섞인 함수의 변환에서 나오므로 단순한 $\tfrac{1}{2}\sin 2t$ 와 다르다.
$\dfrac{1}{(s^{2} + 4)^{2}}$ 도 분모가 제곱된 꼴이라 $\tfrac{1}{2}\sin 2t$ 의 변환(분모가 제곱되지 않은 꼴)과 다르다.

문제 72

그림과 같은 회로에서 15Ω에 흐르는 전류는 몇 A인가?

310

420

정답 및 해설

그림의 가지는 모두 전류원이 같은 방향(위쪽)으로 15 Ω 저항 쪽에 전류를 공급하는 병렬 구조이다. 15 Ω 에는 20 A 가 흐른다.

2 A 전류원 가지에 직렬로 들어간 전압원은 그 가지의 전류를 바꾸지 못한다.

$I=13+2+5=20\ \mathrm{A}$

4 A: 세 전류원이 모두 같은 방향이므로 합 20 A 보다 작게 나올 수 없다.
8 A: 13 A 에서 5 A 를 뺀 값으로, 전류원 방향을 반대로 본 것이다.
10 A: 세 전류원 합 20 A 를 절반으로 나눈 값으로, 15 Ω 외에 전류가 나뉠 다른 저항 가지는 없다.

문제 73

6상 성형 상전압이 200[V]일 때 선간전압[V]은?

1200

2150

3100

450

정답 및 해설

선간전압은 200[V]이다.

n상 성형 결선의 선간전압은 $V_l=2\sin\dfrac{\pi}{n}V_p$ 이다.

$V_l=2\sin\dfrac{\pi}{6}\times200=2\times0.5\times200=200\,\mathrm{V}$

즉 6상에서는 선간전압 = 상전압이 된다.

문제 74

그림과 같은 회로에서 스위치 S를 t = 0에서 닫았을 때 (V_L)_t=0 = 100V,

\left(\dfrac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}\right)_{\mathrm{t}=0}

= 400A/sec 이다. L 의 값은 몇 H 인가?

10.1

20.5

30.25

47.5

정답 및 해설

스위치를 닫는 순간(t=0) 인덕터 전류는 0 이므로 저항 전압도 0 이고, 전원 전압이 모두 인덕터에 걸린다. 이를 이용해 L 을 구한다.

$v_L=L\dfrac{di}{dt}$ 에서 $L=\dfrac{v_L}{di/dt}=\dfrac{100}{400}=0.25\ \mathrm{H}$

0.1 H 이면 v_L=40 V 가 되어 100 V 와 맞지 않는다.
0.5 H 이면 di/dt=200 A/s 가 되어 주어진 400 A/s 와 모순이다.
7.5 H 이면 v_L=3000 V 가 되어 100 V 와 맞지 않는다.

문제 75

비정현파의 실효값은?

1최대파의 실효값

2각 고조파의 실효값의 합

3각 고조파의 실효값의 합의 제곱근

4각 파의 실효값의 제곱의 합의 제곱근

정답 및 해설

비정현파의 실효값은 각 고조파 실효값의 제곱의 합의 제곱근이다.

직류분과 각 고조파의 실효값을 $I=\sqrt{I_0^2+I_1^2+I_2^2+\cdots}$ 처럼 합성한다.

최대파의 실효값이 아니라 모든 성분을 합성한다.
실효값의 단순 합은 성분 간 직교성을 무시한 값이다.
합의 제곱근이라 하면 제곱 과정이 빠져 있다.

문제 76

전류의 대칭분이 I₀=-2+j4(A), I₁=6-j5(A), I₂=8+j10(A) 일 때 3상전류 중 a상 전류(I_a)의 크기(｜I_a｜)는 몇 A 인가? (단, I₀는 영상분이고, I₁은 정상분이고, I₂는 역상분이다.)

212

315

419

정답 및 해설

a상 전류의 크기는 15A이다.

3상 전류의 a상은 대칭분의 합으로 구한다.
$I_a=I_0+I_1+I_2$

실수부는 $-2+6+8=12$ , 허수부는 $4-5+10=9$ 이므로 $I_a=12+j9\,\mathrm{A}$ 이다.

크기는 $|I_a|=\sqrt{12^2+9^2}=\sqrt{225}=15\,\mathrm{A}$ 이다.

문제 77

어떤 회로의 단자전압이 V=100sin ωt+40sin2 ωt+30sin(3ωt+60°)[V]이고 전압강하의 방향으로 흐르는 전류가 I=10sin(ωt-60°)+2sin(3ωt+105°)[A]일 때 회로에 공급되는 평균전력[W]은?

1271.2

2371.2

3530.2

4630.2

정답 및 해설

평균전력은 271.2W이다.

전압과 전류에 함께 존재하는 같은 차수의 성분끼리만 평균전력에 기여하므로, 기본파와 3고조파만 계산한다.

기본파 전력은 $P_1=\dfrac{100\times10}{2}\cos(0^\circ-(-60^\circ))=500\cos60^\circ=250\,\mathrm{W}$ 이다.

3고조파 전력은 $P_3=\dfrac{30\times2}{2}\cos(60^\circ-105^\circ)=30\cos(-45^\circ)\approx21.2\,\mathrm{W}$ 이다.

둘을 더하면 평균전력은 $P\approx271.2\,\mathrm{W}$ 이다.

문제 78

e_1=30\sqrt{2}\sin wt[\mathrm{V}],\ e_2=40\sqrt{2}\cos\left(wt-\dfrac{\pi}{6}\right)[\mathrm{V}]

일 때 e₁+e₂의 실효값은 몇[V]인가?

150

270

310√7

410√37

정답 및 해설

실효값은 10√37[V]이다.

두 전압을 같은 형태(사인)로 맞추어 페이저로 합성한다. 코사인은 사인에 비해 90° 앞선다.

$e_2=40\sqrt2\sin\left(wt+\dfrac{\pi}{3}\right)\Rightarrow\dot V_2=40\angle60^\circ$ , $\dot V_1=30\angle0^\circ$

$\dot V=30+40(0.5+j0.866)=50+j34.6$
$|V|=\sqrt{50^2+34.6^2}=\sqrt{3700}=10\sqrt{37}\,\mathrm{V}$

문제 79

변압비

\dfrac{n_1}{n_2}=30

인 단상 변압기 3개를 1차 △결선, 2차 Y결선 하고, 1차 선간에 3000[V]를 가했을 때 무부하 2차 선간전압[V]은?

1100/√3[V]

2190/√3 [V]

3100[V]

4100√3[V]

정답 및 해설

무부하 2차 선간전압은 100√3[V]이다.

1차 △결선에서 선간전압이 곧 상전압이다. 상전압 비는 권수비와 같고, 2차 Y결선의 선간전압은 상전압의 $\sqrt3$ 배이다.

$V_{2p}=\dfrac{3000}{30}=100\,\mathrm{V}$

$V_{2l}=\sqrt3\times100=100\sqrt3\,\mathrm{V}$

문제 80

회로에서 4단자 정수 A, B, C, D의 값은?

\mathrm{A}=1+\dfrac{\mathrm{Z_A}}{\mathrm{Z_B}},\ \mathrm{B}=\mathrm{Z_A},\ \mathrm{C}=\dfrac{1}{\mathrm{Z_A}},\ \mathrm{D}=1+\dfrac{\mathrm{Z_B}}{\mathrm{Z_A}}

\mathrm{A}=1+\dfrac{\mathrm{Z_A}}{\mathrm{Z_B}},\ \mathrm{B}=\mathrm{Z_A},\ \mathrm{C}=\dfrac{1}{\mathrm{Z_B}},\ \mathrm{D}=1+\dfrac{\mathrm{Z_A}}{\mathrm{Z_B}}

\mathrm{A}=1+\dfrac{\mathrm{Z_A}}{\mathrm{Z_B}},\ \mathrm{B}=\mathrm{Z_A},\ \mathrm{C}=\dfrac{\mathrm{Z_A}+\mathrm{Z_B}+\mathrm{Z_C}}{\mathrm{Z_B}\mathrm{Z_C}},\ \mathrm{D}=1+\dfrac{1}{\mathrm{Z_B}\mathrm{Z_C}}

\mathrm{A}=1+\dfrac{\mathrm{Z_A}}{\mathrm{Z_B}},\ \mathrm{B}=\mathrm{Z_A},\ \mathrm{C}=\dfrac{\mathrm{Z_A}+\mathrm{Z_B}+\mathrm{Z_C}}{\mathrm{Z_B}\mathrm{Z_C}},\ \mathrm{D}=1+\dfrac{\mathrm{Z_A}}{\mathrm{Z_C}}

정답 및 해설

이 회로는 $\pi$ 형 4단자 회로이므로 4단자 행렬의 곱으로 정수를 구한다.

그림은 입력단 쪽에 $Z_C$ 가 병렬, 가운데에 $Z_A$ 가 직렬, 출력단 쪽에 $Z_B$ 가 병렬로 붙은 회로이다.

입력에서 출력 순서로 4단자 행렬을 곱하면 $\begin{bmatrix} 1 & 0 \\ \frac{1}{Z_C} & 1 \end{bmatrix}\begin{bmatrix} 1 & Z_A \\ 0 & 1 \end{bmatrix}\begin{bmatrix} 1 & 0 \\ \frac{1}{Z_B} & 1 \end{bmatrix}$ 이다.

계산하면 $A=1+\frac{Z_A}{Z_B}$ , $B=Z_A$ 이고 $D=1+\frac{Z_A}{Z_C}$ 이다.

남은 성분은 $C=\frac{1}{Z_B}+\frac{1}{Z_C}+\frac{Z_A}{Z_BZ_C}=\frac{Z_A+Z_B+Z_C}{Z_BZ_C}$ 이다.

문제 81

사용전압이 고압 및 특고압인 전로의 전선으로 절연체가 폴리프로필렌 혼합물인 케이블을 사용하는 경우 적합해야 하는 조건으로 틀린 것은?

1도체의 상시 최고 허용온도는 90 ℃ 이상일 것

2절연체의 인장 강도는 12.5 N/㎟ 이상일 것

3절연체의 신장률은 250 % 이상일 것

4절연체의 수분 흡습은 1 mg/㎠ 이하일 것(정격전압 30 kV 초과 특고압 케이블 제외)

정답 및 해설

폴리프로필렌 혼합물 절연 케이블 조건으로 틀린 것은 절연체 신장률 250% 이상이다.

KEC 122.5에 따르면 절연체의 신장률은 350% 이상이어야 한다.

도체의 상시 최고 허용온도는 90℃ 이상이어야 한다.
절연체의 인장강도는 12.5N/㎟ 이상이어야 한다.
절연체의 수분 흡습은 1mg/㎠ 이하이어야 한다(정격전압 30kV 초과 특고압 케이블 제외).

문제 82

특고압용 타냉식 변압기의 냉각장치에 고장이 생긴 경우를 대비하여 어떤 보호장치를 하여야 하는가?

1경보장치

2속도조정장치

3온도시험장치

4냉매흐름장치

정답 및 해설

특고압용 타냉식 변압기의 냉각장치 고장에 대비한 보호장치는 경보장치이다.

타냉식 변압기는 냉각팬이나 냉각펌프 등 별도의 동력원으로 냉각하는 방식이어서 냉각장치가 고장나면 변압기 온도가 급격히 상승할 수 있다.

이를 대비해 냉각장치의 고장을 알리는 경보장치를 시설하여야 한다.

문제 83

다음 그림에서 L₁은 어떤 크기로 동작하는 기기의 명칭인가?

1교류 1000V 이하에서 동작하는 단로기

2교류 1000V 이하에서 동작하는 피뢰기

3교류 1500V 이하에서 동작하는 단로기

4교류 1500V 이하에서 동작하는 피뢰기

정답 및 해설

L1은 교류 1000V 이하에서 동작하는 피뢰기이다.

그림은 옥내통신설비의 인입구에 시설하는 보안장치 결선도이다. 인입구 선로에 가장 먼저 병렬로 접속되어 접지 $E_1$ 로 이어지는 L1은 선로에 침입한 이상전압을 대지로 흘려보내는 피뢰기이며, 그 동작값은 교류 1000V 이하로 규정한다.

그 아래의 RP1은 교류 300V 이하에서 동작하는 자복성 릴레이 보안기이고 $E_2$ 는 그 접지이다. H는 옥내통신설비 쪽으로 나가는 각 선에 넣는 열 코일이다.

문제 84

저압 가공전선이 가공약전류 전선과 접근하여 시설될 때 가공전선과 가공약전류 전선 사이의 간격은 몇 [cm] 이상이어야 하는가?

130[cm]

240[cm]

360[cm]

480[cm]

정답 및 해설

간격은 60[cm] 이상이다.

저압 가공전선이 가공약전류전선과 접근할 때 전선 사이의 간격은 0.6 m 이상이다. 약전류전선이 절연전선과 동등 이상의 절연성능이 있거나 통신용 케이블이면 0.3 m로 완화된다(KEC 222.13에서 332.13 준용).

30 cm, 40 cm 는 일반 기준보다 작은 값이다.
80 cm 는 고압 가공전선의 기준값이다.

문제 85

전로의 중성점에 접지공사를 하는 이유로 타당하지 않은 것은?

1전로의 보호장치의 확실한 동작의 확보

2기계기구의 소형화

3이상전압의 억제

4대지전압의 저하

정답 및 해설

타당하지 않은 이유는 기계기구의 소형화이다.

전로의 중성점 접지는 이상전압의 억제, 대지전압의 저하, 보호장치의 확실한 동작 확보를 위한 것이며 기기의 크기와는 관계없다.

보호장치의 확실한 동작 확보 — 타당하다.
이상전압의 억제 — 타당하다.
대지전압의 저하 — 타당하다.

문제 86

관등 회로란 무엇인가?

1분기점으로부터 안정기까지의 전로

2스위치로부터 방전등까지의 전로

3스위치로부터 안정기까지의 전로

4방전등용 안정기로부터 방전관까지의 전로

정답 및 해설

관등회로는 방전등용 안정기에서 방전관까지의 전로이다.

KEC 용어 정의상 관등회로는 방전등용 안정기(또는 방전등용 변압기)로부터 방전관까지의 전로를 말한다.

분기점이나 스위치에서 안정기까지는 안정기 전원 쪽(1차측) 회로로 관등회로가 아니다.
스위치에서 방전등까지로 정의하는 것은 정의와 맞지 않는다.

문제 87

전기철도차량에 전력을 공급하는 전차선의 전선 설치 방식에 포함되지 않는 것은?

1가공방식

2강체방식

3제3레일방식

4지중조가선방식

정답 및 해설

포함되지 않는 방식은 지중조가선방식이다.

전기철도의 전차선 가선방식은 가공방식, 강체방식, 제3레일방식을 표준으로 한다(KEC 431.1).

가공방식 — 표준 방식이다.
강체방식 — 표준 방식이다.
제3레일방식 — 표준 방식이다.

문제 88

라이팅 덕트공사에 의한 저압 옥내배선에서 덕트의 지지점간의 거리는 몇 [m] 이하로 하여야 하는가?

정답 및 해설

덕트 지지점 간 거리는 2[m] 이하이다.

KEC 232.71의 라이팅덕트공사 시설조건은 덕트를 조영재에 견고하게 붙이고 지지점 간 거리를 2 m 이하로 하는 것이다.

이보다 긴 지지점 간격은 기준을 벗어난다.

문제 89

수소냉각식 발전기 등의 시설기준으로 틀린 것은?

1발전기 안의 수소의 온도를 계측하는 장치를 시설 할 것

2수소를 통하는 관은 수소가 대기압에서 폭발하는 경우에 생기는 압력에 견디는 강도를 가질 것

3발전기 안의 수소의 순도가 95% 이하로 저하한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것

4발전기 안의 수소의 압력을 계측하는 장치 및 그 압력이 현저히 변동한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것

정답 및 해설

틀린 것은 수소의 순도가 95% 이하로 저하한 경우에 경보한다는 설명이다.

수소 순도는 공기가 섞여 폭발성 혼합기가 되는 것을 막기 위해 감시한다. KEC는 발전기 안의 수소 순도가 85% 이하로 저하한 경우에 경보하는 장치를 시설하도록 한다.

발전기 안의 수소의 온도를 계측하는 장치를 시설한다는 설명은 옳다.
수소를 통하는 관이 대기압에서 폭발하는 경우의 압력에 견디는 강도를 가져야 한다는 설명은 옳다.
수소의 압력을 계측하는 장치와 압력이 현저히 변동한 경우의 경보장치를 시설한다는 설명은 옳다.

문제 90

지중통신선로설비의 시설기준으로 틀린 것은?

1지중 공가설비로 사용하는 광섬유 케이블 및 동축케이블은 지름 22 ㎜ 이하로 한다.

2전력구내에서 통신용 행거는 최상단에 시설한다.

3전력구의 통신선은 반드시 내관 속에 시설하고 그 내관을 행거 위에 시설한다.

4전력케이블이 시설된 행거에는 통신선을 전력케이블과 나란히 함께 시설한다.

정답 및 해설

지중통신선로설비 시설기준으로 틀린 것은 전력케이블이 시설된 행거에 통신선을 나란히 함께 시설한다는 설명이다.

KEC 363.1에 따르면 전력케이블이 시설된 행거에는 통신선을 시설하지 않는다.

지중 공가설비용 광섬유·동축케이블은 지름 22mm 이하로 한다.
전력구내 통신용 행거는 최상단에 시설한다.
통신선은 내관 속에 넣어 그 내관을 행거 위에 시설한다.

문제 91

비접지식 고압전로에 접속되는 변압기의 외함에 실시하는 접지공사의 접지극으로 사용할 수 있는 건물 철골의 대지 전기저항은 몇 [Ω] 이하인가?

410

정답 및 해설

건물 철골의 대지 전기저항은 2[Ω] 이하여야 한다.

건축물의 철골 기타 금속제는 비접지식 고압전로에 시설하는 기계기구의 철대·외함 등의 접지극으로 사용할 수 있으며, 이때 대지와의 전기저항 값이 2 Ω 이하여야 한다(KEC 142.2).

3 Ω 는 저압수용가 인입구 접지에서 철골을 쓸 때의 값으로 이 조건과 다르다.

문제 92

교통신호등회로의 사용전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

1110

2200

3220

4300

정답 및 해설

사용전압은 300[V] 이하여야 한다.

교통신호등 제어장치의 2차측 배선의 최대사용전압은 300 V 이하이어야 한다(KEC 234.15).

110 V, 200 V, 220 V 는 기준 상한값이 아니다.

문제 93

무선용 안테나 등을 지지하는 철탑의 기초 안전율은 얼마 이상이어야 하는가?

11.0

21.5

32.0

42.5

정답 및 해설

무선용 안테나 등을 지지하는 철탑의 기초 안전율은 1.5 이상이어야 한다.

이는 가공전선로의 지지물에 요구되는 기초 안전율 2.0보다 완화된 값이다.

안테나 지지물은 전선의 장력이나 단선에 따른 불평형 하중을 받지 않기 때문이다.

문제 94

사용전압이 22900V인 가공전선이 건조물과 제2차 접근상태로 시설되는 경우에 이 특고압 가공전선로의 보안공사는 어떤 종류의 보안공사로 하여야 하는가?

1고압 보안공사

2제1종 특고압 보안공사

3제2종 특고압 보안공사

4제3종 특고압 보안공사

정답 및 해설

보안공사는 제2종 특고압 보안공사이다.

사용전압 35 kV 이하 특고압 가공전선이 건조물과 제2차 접근상태로 시설되는 경우에는 제2종 특고압 보안공사에 의한다(KEC 333.23). 22.9 kV는 여기에 해당한다.

제1종 특고압 보안공사는 35 kV 초과 400 kV 미만의 경우이다.
제3종 특고압 보안공사와 고압 보안공사는 이 경우의 규정이 아니다.

문제 95

다음 중 발전기를 전로로부터 자동적으로 차단하는 장치를 시설하여야 하는 경우에 해당되지 않는 것은?

1발전기에 과전류가 생긴 경우

2용량이 500kVA 이상의 발전기를 구동하는 수차의 압유장치의 유압이 현저히 저하한 경우

3용량이 100kVA 이상의 발전기를 구동하는 풍차의 압유장치의 유압, 압축공기장치의 공기압이 현저히 저하한 경우

4용량이 5000kVA 이상인 발전기의 내부에 고장이 생긴 경우

정답 및 해설

해당하지 않는 것은 5000 kVA 이상 발전기의 내부 고장이다.

발전기 내부 고장으로 자동 차단해야 하는 기준은 용량 10,000 kVA 이상이다(KEC 351.3). 5000 kVA는 기준에 미달한다.

발전기에 과전류가 생긴 경우 — 차단 대상이다.
500 kVA 이상 발전기를 구동하는 수차의 압유장치 유압 저하 — 차단 대상이다.
100 kVA 이상 발전기를 구동하는 풍차의 압유장치 유압·공기압 저하 — 차단 대상이다.

문제 96

B종 철주 또는 B종 철근 콘크리트주를 사용하는 특고압 가공전선로의 지지물 간 거리는 몇 m 이하이어야 하는가?

1150

2250

3400

4600

정답 및 해설

지지물 간 거리는 250[m] 이하이다.

특고압 가공전선로의 지지물 간 거리는 B종 철주·B종 철근 콘크리트주 250 m, A종·목주 150 m, 철탑 600 m(단주 400 m) 이하이다(KEC 333.21).

150 m 는 목주·A종 지지물의 값이다.
400 m 는 철탑 단주의 값이다.
600 m 는 철탑의 값이다.

문제 97

금속덕트 공사에 적당하지 않은 것은?

1전선은 절연전선을 사용한다.

2덕트의 끝부분은 항시 개방시킨다.

3덕트 안에는 전선의 접속점이 없도록 한다.

4덕트의 안쪽 면 및 바깥 면에는 산화 방지를 위하여 아연도금을 한다.

정답 및 해설

금속덕트공사에 적당하지 않은 것은 덕트의 끝부분을 항시 개방시킨다는 것이다.

금속덕트공사는 먼지나 물기가 덕트 안으로 들어가는 것을 막고 전선을 보호하기 위해 덕트의 끝부분을 막아 시설하는 것이 원칙이다.

전선은 절연전선을 사용한다는 설명은 적당하다.
덕트 안에는 전선의 접속점이 없도록 한다는 설명은 적당하다.
덕트의 안쪽 면 및 바깥 면에 산화 방지를 위해 아연도금을 한다는 설명은 적당하다.

문제 98

3상 4선식 22.9kV 중성점 다중접지 전로의 절연내력 시험 전압은 최대사용전압의 몇 배의 전압인가?

10.64

20.72

30.92

41.25

정답 및 해설

시험 전압은 최대사용전압의 0.92배이다.

중성점 다중접지식으로 7 kV 초과 25 kV 이하인 전로(22.9 kV)는 최대사용전압의 0.92배의 전압으로 절연내력을 시험한다(KEC 132).

1.25배는 7 kV 초과 60 kV 이하의 일반 전로에 적용하는 배율이며, 다중접지 전로에는 낮은 0.92배를 적용한다.

문제 99

가요 전선관 공사에 있어서 저압 옥내 배선 시설에 맞지 않는 것은?

1전선은 절연 전선일 것

2가요 전선관 안에는 전선에 접속점이 없을 것

31종 금속제 가요전선관의 두께는 0.8mm 이상일 것

4일반적으로 가요 전선관은 3종 금속제 가요 전선관 일 것

정답 및 해설

맞지 않는 것은 3종 금속제 가요전선관을 쓴다는 것이다.

금속제 가요전선관공사에서는 2종 금속제 가요전선관을 사용하는 것이 원칙이고, 전개된 장소 등 일정 조건에서만 1종을 쓸 수 있다(KEC 232.13).

전선은 절연전선일 것 — 옳다.
가요전선관 안에는 전선의 접속점이 없을 것 — 옳다.
1종 금속제 가요전선관의 두께 기준 — 옳은 설명이다.

문제 100

뱅크용량이 10,000 kVA인 전력용 커패시터에 대하여 표 351.5-1에서 시설하도록 규정한 "자동적으로 전로로부터 차단하는 장치"는?

1내부에 고장이 생긴 경우에 동작하는 장치 또는 과전류가 생긴 경우에 동작하는 장치

2내부에 고장이 생긴 경우에 동작하는 장치 및 과전류가 생긴 경우에 동작하는 장치 또는 과전압이 생긴 경우에 동작하는 장치

3내부에 고장이 생긴 경우에 동작하는 장치

4과전압이 생긴 경우에 동작하는 장치 또는 과전류가 생긴 경우에 동작하는 장치

정답 및 해설

뱅크용량 10,000kVA 전력용 커패시터에는 내부 고장 시 동작하는 장치 또는 과전류 시 동작하는 장치를 시설한다.

전력용 커패시터·분로리액터는 500kVA 초과 15,000kVA 미만이면 내부고장 또는 과전류 동작 장치를 시설한다.
15,000kVA 이상이면 내부고장 및 과전류 또는 과전압 동작 장치를 시설한다.

10,000kVA는 앞의 구간에 해당한다.
내부고장 장치만 규정된 것은 15,000kVA 이상 무효전력보상장치(조상기)이다.

전기산업기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

2021년 1회 기출복원 모의고사

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

19:1

213:1

316:1

419:1

정답 및 해설

합성 인덕턴스의 최대·최소 비는 19:1 이다.

직렬 접속 시 $L=L_1+L_2\pm2M=2L_0(1\pm k)$ ( $M=k\sqrt{L_1L_2}=kL_0$ )

최대는 가동접속 k=0.9: $L_{max}=2L_0\times1.9$
최소는 차동접속 k=0.9: $L_{min}=2L_0\times0.1$

$\dfrac{L_{max}}{L_{min}}=\dfrac{1.9}{0.1}=19$

문제 2

정전계에 대한 설명으로 옳은 것은?

1전계 에너지가 최소로 되는 전하분포의 전계이다.

2전계 에너지가 최대로 되는 전하분포의 전계이다.

3전계 에너지가 항상 0인 전기장을 말한다.

4전계 에너지가 항상 ∞인 전기장을 말한다.

정답 및 해설

정전계는 전계 에너지가 최소로 되는 전하분포의 전계이다.

이는 톰슨의 정리로 알려진 성질이며, 전하가 자유롭게 재배치되는 도체계는 에너지가 최소인 안정한 분포로 수렴한다.

에너지가 최대인 전계 : 안정한 상태가 아니므로 정전계의 정의와 맞지 않는다.
에너지가 항상 0 인 전기장 : 정전계의 정의와 맞지 않는다.
에너지가 항상 ∞ 인 전기장 : 정전계의 정의와 맞지 않는다.

문제 3

전류가 흐르는 도선을 자계 안에 놓으면, 이 도선에 힘이 작용한다. 평등 자계의 진공 중에 놓여 있는 직선 전류도선이 받는 힘에 대하여 옳은 것은?

1전류의 세기에 반비례한다.

2도선의 길이에 비례한다.

3자계의 세기에 반비례한다.

4전류와 자계의 방향이 이루는 각 tanθ에 비례한다.

정답 및 해설

직선 전류도선이 받는 힘은 도선의 길이에 비례한다.

힘은 $F=BIl\sin\theta$ 로 주어지며 길이 l 에 비례한다.

전류의 세기 : 반비례가 아니라 비례한다.
자계의 세기 : 반비례가 아니라 비례한다.
전류와 자계가 이루는 각 : tanθ 가 아니라 $\sin\theta$ 에 비례한다.

문제 4

다음 물질 중에서 비유전율이 가장 큰 것은?

1운모

2유리

3증류수

4고무

정답 및 해설

비유전율이 가장 큰 것은 증류수(약 80)이다.

물은 극성 분자라 분극이 매우 커서 비유전율이 크다.

운모 — 수 정도로 작다.
유리 — 수 정도로 증류수보다 훨씬 작다.
고무 — 수 정도로 작다.

문제 5

권수가 200회이고, 자기인덕턴스가 20mH인 코일에 2A의 전류를 흘리면 쇄교 자속은 몇 Wb·T 인가?

12×10^-2

24×10^-2

32×10^-4

44×10^-4

정답 및 해설

쇄교자속은 4×10^-2 Wb·T 이다.

공식: $N\phi=LI$

대입: $N\phi=20\times10^{-3}\times2=4\times10^{-2}$

권수 200회는 쇄교자속(Nφ)을 구할 때 이미 L 에 포함되어 있으므로 따로 곱하지 않는다.

문제 6

도전성을 가진 매질내의 평면파에서 전송계수

\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

문제 7

9\times10^{9}\dfrac{M\cos\theta}{R}

9\times10^{9}\dfrac{M\cos\theta}{R^{2}}

9\times10^{9}\dfrac{M\sin\theta}{R}

9\times10^{9}\dfrac{M\sin\theta}{R^{2}}

정답 및 해설

전기쌍극자의 전위는 $V=9\times10^{9}\dfrac{M\cos\theta}{R^{2}}$ 이다.

$V=\dfrac{M\cos\theta}{4\pi\varepsilon_0R^{2}}$ 이고 $\dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}=9\times10^{9}$ 이다.

분모가 R 인 형태 — 점전하의 전위 형태이다. 쌍극자는 R² 에 반비례한다.
sin θ 형태 — 전위는 cos θ 에 비례한다(sin θ 는 전계의 θ 성분에 나타난다).

문제 8

진공 중에 놓인 3[μC]의 점전하에서 3[m] 되는 점의 전계는 몇 [V/m]인가?

1100

21000

3300

43000

정답 및 해설

3m 떨어진 점의 전계는 3000 V/m이다.

진공 중 점전하의 전계는 쿨롱 법칙에서 $E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_{0}r^{2}}=\dfrac{9\times10^{9}\,Q}{r^{2}}$ 이다.

값을 대입하면
$E=\dfrac{9\times10^{9}\times3\times10^{-6}}{3^{2}}=\dfrac{27\times10^{3}}{9}=3000\,\mathrm{V/m}$

문제 9

자계의 세기가 800[AT/m]이고, 자속밀도가 0.2[Wb/m²] 인 재질의 투자율 [H/m]은?

12.5 × 10^-3

24 × 10^-3

32.5 × 10^-4

44 × 10^-4

정답 및 해설

투자율은 2.5×10^-4 H/m 이다.

공식: $B=\mu H$ 이므로 $\mu=\dfrac{B}{H}$

대입: $\mu=\dfrac{0.2}{800}=2.5\times10^{-4}$

문제 10

공기 중의 두 점전하사이에 작용하는 힘이 5[N]이었다. 두 전하간에 유전체를 넣었더니 힘이 2[N]으로 되었다면 유전체의 비유전율은 얼마인가?

22.5

47.5

정답 및 해설

유전체의 비유전율은 2.5 이다.

쿨롱의 법칙에서 힘은 유전율에 반비례한다: $F\propto\dfrac{1}{\varepsilon_s}$

$\varepsilon_s=\dfrac{F_0}{F}=\dfrac{5}{2}=2.5$

문제 11

전하 e[C]이 공기 중의 자계 H[AT/m] 내를 H에 수직방향으로 v[m/s]의 속도로 돌입하였을 때 받는 힘은 몇 [N] 인가?

1μ₀evH

2evH

3eH/E₀μ₀

4E₀H/μ₀v

정답 및 해설

전하가 받는 힘은 μ₀evH [N]이다.

자계에 수직으로 돌입한 전하는 로렌츠 힘 $F=evB$ 를 받는다.

공기 중에서 $B=\mu_{0}H$ 이므로 $F=\mu_{0}evH\,[\mathrm{N}]$ 가 된다.

문제 12

비투자율 μ_s자속밀도 B[Wb/m²]의 자계 중에 있는 m[Wb]의 자극이 받는 힘은 몇 [N]인가?

1mB

\dfrac{mB}{\mu_0}

\dfrac{mB}{\mu_s}

\dfrac{mB}{\mu_0\mu_s}

정답 및 해설

자극이 받는 힘은 $F=\dfrac{mB}{\mu_0\mu_s}$ 이다.

자계의 세기 $H=\dfrac{B}{\mu}=\dfrac{B}{\mu_0\mu_s}$ 이고, 자극이 받는 힘은 $F=mH$ 이다.

투자율은 μ₀μ_s 로 모두 나누어야 한다.

문제 13

자기인덕턴스가 각각 L₁, L₂인 두 코일을 서로 간섭이 없도록 병렬로 연결했을 때 그 합성 인덕턴스는?

1L₁L₂

\dfrac{L_1+L_2}{L_1L_2}

3L₁+L₂

\dfrac{L_1L_2}{L_1+L_2}

정답 및 해설

'서로 간섭이 없도록' 연결했다는 것은 상호인덕턴스 M=0 이라는 뜻이므로, 두 코일은 단순히 인덕턴스 두 개를 병렬로 이은 것과 같다.

인덕턴스의 병렬 합성은 저항과 같은 형태로 1/L = 1/L₁ + 1/L₂ 이므로 L=L₁L₂/(L₁+L₂) [H] 이다.

간섭이 없는 직렬 접속에서 L₁+L₂ 가 되는 것과 짝지어 기억하면 되고, 결합이 있으면 직렬은 L₁+L₂±2M 으로 달라진다.

문제 14

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 15

권수 1회의 코일에 5Wb의 자속이 쇄교하고 있었다. 10^-1초 사이에 이 자속이 0 으로 변하였다면 코일에 유도되는 기전력은 몇 [V] 가 되는가?

225

350

4100

정답 및 해설

유도 기전력은 50V 이다.

패러데이 법칙: $e=N\dfrac{\Delta\phi}{\Delta t}$

대입: $e=1\times\dfrac{5}{10^{-1}}=50\,\mathrm{V}$

문제 16

10㎜의 지름을 가진 동선에 50A의 전류가 흐를 때, 단위 시간에 동선의 단면을 통과하는 전자의 수는 약 몇 개인가?

17.85×10¹⁶

220.45×10¹⁵

331.25×10¹⁹

450×10¹⁹

정답 및 해설

단위 시간에 통과하는 전자의 수는 약 3.125×10²⁰ 개(31.25×10¹⁹)이다.

전류는 단위 시간에 통과하는 전하량이므로 $n=\dfrac{I}{e}$

대입: $n=\dfrac{50}{1.602\times10^{-19}}\approx3.12\times10^{20}$

동선의 지름은 이 계산에 영향을 주지 않는다.

문제 17

평면 전자파의 전계 E와 자계 H와의 관계식은?

E = \sqrt{\dfrac{\epsilon}{\mu}}\,H

E = \sqrt{\mu\epsilon}\,H

E = \sqrt{\dfrac{\mu}{\epsilon}}\,H

E = \sqrt{\dfrac{1}{\mu\epsilon}}\,H

정답 및 해설

평면 전자파에서는 전계 에너지밀도와 자계 에너지밀도가 같다. 즉 (1/2)εE² = (1/2)μH² 이므로 √ε·E = √μ·H 라는 관계가 성립한다.

이를 E에 대해 풀면 E=√(μ/ε)·H 이고, 이때 비 E/H 를 매질의 고유 임피던스(파동 임피던스) 라 한다.

진공에서는 √(μ₀/ε₀)≒377Ω(=120πΩ)이 되며, 전계와 자계는 서로 직각이면서 진행방향과도 직각인 횡파를 이룬다.

문제 18

그림과 같이 내외 도체의 반지름이 a, b인 동축선(케이블)의 도체 사이에 유전율이 ℇ인 유전체가 채워져 있는 경우 동축선의 단위 길이당 정전용량은?

\varepsilon\log_{e}\dfrac{b}{a}\text{에 비례한다.}

\dfrac{1}{\varepsilon}\log_{10}\dfrac{b}{a}\text{에 비례한다.}

\dfrac{\varepsilon}{\log_{\varepsilon}\dfrac{b}{a}}\text{에 비례한다.}

\dfrac{\varepsilon b}{a}\text{에 비례한다.}

정답 및 해설

동축 케이블의 단위 길이당 정전용량은 C=2πε/ln(b/a) 이므로 ε 에 비례하고 ln(b/a) 에 반비례한다.

내외 도체 사이 전계를 반지름 방향으로 적분한 전위차 $V=\dfrac{\lambda}{2\pi\varepsilon}\ln\dfrac{b}{a}$ 에서 $C=\dfrac{\lambda}{V}=\dfrac{2\pi\varepsilon}{\ln\frac{b}{a}}$

ε·ln(b/a) 에 비례한다는 말은 로그 값에 반비례해야 하는 점이 틀리다.
1/ε 에 비례한다는 말은 유전율에 비례해야 하는 점이 틀리다.
εb/a 에 비례한다는 말은 동축 구조에서는 로그 형태가 나타나므로 틀리다.

문제 19

맥스웰의 전자방정식으로 틀린 것은?

1divB=ø

2divD=ρ

\mathrm{rot}\,E = -\dfrac{\partial B}{\partial t}

\mathrm{rot}\,H = i + \dfrac{\partial D}{\partial t}

정답 및 해설

틀린 식은 자속밀도의 발산을 0 이 아닌 값으로 놓은 식이다. 옳은 식은 div B = 0이다.

고립된 자하(자기 홀극)가 없으므로 자속선은 폐곡선을 이루고, 폐곡면을 드나드는 자속의 총합은 항상 0 이다.

div D = ρ : 전속밀도의 발산은 체적 전하밀도와 같다(전기에 대한 가우스 법칙).
rot E = −∂B/∂t : 패러데이 전자유도 법칙이다.
rot H = i + ∂D/∂t : 전도전류에 변위전류를 더한 앙페르·맥스웰 법칙이다.

문제 20

대전된 구 도체를 반지름이 2배가 되는 대전이 되지 않은 구 도체에 가는 도선으로 연결할 때 원래의 에너지에 대해 손실된 에너지는 얼마가 되는가?

11/2

21/3

32/3

42/5

정답 및 해설

손실된 에너지는 원래 에너지의 2/3 이다.

처음 구(용량 C)의 에너지 $W=\dfrac{Q^{2}}{2C}$ . 반지름이 2배인 구의 용량은 2C 이다.

연결하면 전하 Q 는 보존되고 합성 용량은 3C: $W_{2}=\dfrac{Q^{2}}{2\times3C}=\dfrac{W}{3}$

손실 에너지 = $W-\dfrac{W}{3}=\dfrac{2}{3}W$ (도선의 줄열 등으로 소비)

문제 21

비접지 계통의 지락사고 시 계전기에 영상전류를 공급하기 위하여 설치하는 기기는?

1PT

2CT

3ZCT

4GPT

정답 및 해설

영상전류를 공급하는 기기는 ZCT(영상변류기)이다.

비접지 계통에서 지락사고가 나면 영상전류가 흐르며, ZCT 가 이를 검출하여 지락 보호계전기에 공급한다.

PT : 전압을 검출하는 기기이다.
CT : 상전류를 검출하는 기기라 영상전류 검출 목적에 맞지 않는다.
GPT : 전압을 검출하는 기기이다.

문제 22

수력발전소의 댐(Dam)의 설계 및 저수지 용량 등을 결정하는데 사용되는 것은?

1유량도

2유황곡선

3수위-유량곡선

4적산유량곡선

정답 및 해설

댐의 설계와 저수지 용량 결정에는 적산유량곡선을 쓴다.

유량을 시간에 따라 누적한 곡선이므로 필요한 저수 용량을 직접 구할 수 있다.

유량도는 시간별 유량 변화를 보여준다.
유황곡선은 유량을 큰 순서로 배열한 것으로 발전 계획 수립에 쓴다.
수위-유량곡선은 수위와 유량의 관계를 나타낸다.

문제 23

장거리 대전력 송전에서 교류 송전방식에 비교한 직류 송전방식의 장점이 아닌 것은?

1송전 효율이 높다.

2안정도의 문제가 없다.

3선로 절연이 더 수월하다.

4변압이 쉬워 고압송전이 유리하다.

정답 및 해설

변압이 쉬워 고압송전이 유리하다는 교류 방식의 장점이다.

직류는 변압기를 쓸 수 없어 승압·강압이 어렵다.

직류는 리액턴스가 없어 송전 효율이 높다.
직류는 동기 개념이 없어 안정도 문제가 없다.
직류는 최대값이 낮아 절연이 수월하다.

문제 24

지중 케이블에서 고장점을 찾는 방법이 아닌 것은?

1머리 루프(Murray loop)시험기에 의한 방법

2메거(Megger)에 의한 측정 방법

3수색 코일(Search coil)에 의한 방법

4펄스에 의한 측정법

정답 및 해설

메거는 지중 케이블 고장점 탐지법이 아니다.

메거는 절연저항을 측정하는 계기로 고장점 위치를 찾는 방법이 아니다.

머레이 루프는 케이블 고장점을 브리지 원리로 찾는다.
수색 코일은 고장 전류가 만드는 자계를 탐지해 위치를 찾는다.
펄스 측정법은 반사파 시간으로 거리를 구한다.

문제 25

SF₆가스차단기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1공기에 비하여 소호능력이 약 100배 정도이다.

2절연거리를 적게 할 수 있어 차단기 전체를 소형, 경량화 할 수 있다.

3SF₆가스를 이용한 것으로서 독성이 있으므로 취급에 유의하여야 한다.

4SF₆가스 자체는 불활성기체이다.

정답 및 해설

SF6 가스차단기에 대한 설명 중 옳지 않은 것은 SF6 가스에 독성이 있다는 설명이다.

공기보다 소호능력이 약 100배 정도 우수한 것은 실제 특성이다.
절연내력이 커서 절연거리를 줄일 수 있어 차단기를 소형·경량화할 수 있는 것도 맞는 설명이다.

문제 26

배전선로에서 사용하는 전압 조정방법이 아닌 것은?

1승압기 사용

2병렬콘덴서 사용

3저전압계전기 사용

4주상변압기 탭 전환

정답 및 해설

승압기, 병렬콘덴서, 주상변압기 탭 전환은 모두 배전선로의 전압을 직접 끌어올리거나 조정하는 대표적인 수단이다.

문제 27

송전선로에서 역섬락을 방지하는 가장 유효한 방법은?

1피뢰기를 설치한다.

2가공지선을 설치한다.

3소호각을 설치한다.

4탑각 접지저항을 작게 한다.

정답 및 해설

역섬락 방지에 가장 유효한 방법은 탑각 접지저항을 작게 하는 것이다.

역섬락은 낙뢰 전류가 대지로 유입될 때 탑각 접지저항이 크면 전압강하가 커져 절연이 깨지고 도체로 섬락하는 현상이다.

피뢰기 : 낙뢰 유입 경로를 제공하지만 역섬락 방지의 근본 대책은 아니다.
가공지선 : 낙뢰 유입 경로를 제공하지만 근본 대책은 아니다.
소호각 : 아크 지속을 단축시키는 보조 수단일 뿐이다.

문제 28

전선의 자체 중량과 빙설의 종합하중을 W₁, 풍압하중을 W₂라 할 때 합성하중은?

1W₁+W₂

2W₂-W₁

\sqrt{W_1-W_2}

\sqrt{W_1^2+W_2^2}

정답 및 해설

전선에 걸리는 하중 중 전선 자체 중량과 빙설하중은 연직(수직) 아래 방향으로 작용하고, 풍압하중은 이에 직각인 수평 방향으로 작용한다.

이 합성하중은 이도 계산식 D = WS²/(8T) 에 그대로 대입되며, 빙설과 바람이 동시에 작용하는 최악 조건이 전선 장력과 이도 설계의 기준이 된다.

문제 29

다음 중 수차의 캐비테이션의 방지책으로 옳지 않은 것은?

1과부하 운전을 가능한 한 피한다.

2흡출수두를 증대시킨다.

3수차의 비속도를 너무 크게 잡지 않는다.

4침식에 강한 금속재료로 러너를 제작한다.

정답 및 해설

흡출수두를 증대시키는 것은 방지책으로 옳지 않다.

흡출수두가 커지면 러너 출구 압력이 낮아져 캐비테이션이 더 쉽게 생긴다. 흡출수두는 작게 해야 한다.

과부하 운전을 피하면 캐비테이션 발생이 줄어든다.
비속도를 너무 크게 잡지 않으면 발생이 줄어든다.
침식에 강한 재료로 러너를 만들면 피해를 줄일 수 있다.

문제 30

송전선로의 고장전류 계산에 영상 임피던스가 필요한 경우는?

11선 지락

23상 단락

33선 단선

4선간 단락

정답 및 해설

영상 임피던스가 필요한 경우는 1선 지락이다.

영상 임피던스는 영상분 전류가 흐를 때만 의미를 가지며, 1선 지락처럼 3상이 불평형이 되는 고장에서 영상분 전류가 발생한다.

3상 단락 : 영상분 전류가 나타나지 않거나 영상 임피던스가 필요하지 않다.
3선 단선 : 영상분 전류가 나타나지 않거나 영상 임피던스가 필요하지 않다.
선간 단락 : 영상분 전류가 나타나지 않거나 영상 임피던스가 필요하지 않다.

문제 31

송전단 전압이 3300V, 수전단 전압은 3000V이다. 수전단의 부하를 차단한 경우, 수전단 전압이 3200V라면 이 회로의 전압 변동률은 약 몇 %인가?

13.25

24.28

35.67

46.67

정답 및 해설

전압 변동률은 약 6.67 %이다.

전압 변동률은 $\dfrac{V_0-V_r}{V_r}\times100$ 이고, 무부하 수전단 전압이 V₀=3200 V이다.
$\dfrac{3200-3000}{3000}\times100=6.67\%$ 이다.

다른 값들은 송전단 전압이나 분모를 잘못 잡은 경우의 계산 결과이다.

문제 32

발전기나 변압기의 내부고장 검출에 가장 많이 사용되는 계전기는?

1역상 계전기

2비율차동 계전기

3과전압 계전기

4과전류 계전기

정답 및 해설

내부 고장 검출에는 비율차동 계전기가 가장 많이 쓰인다.

입력 전류와 출력 전류의 차가 일정 비율 이상이면 동작해 내부 고장을 검출한다.

역상 계전기는 역상 전류(불평형)를 검출한다.
과전압 계전기는 전압 상승을 검출한다.
과전류 계전기는 외부 과전류에 쓰이며 내부 고장 전용은 아니다.

문제 33

동일한 부하 전력에 대하여 전압을 2배로 승압하면 전압강하, 전압 강하율, 전력 손실률은 각각 어떻게 되는지 순서대로 나열한 것은?

11/2, 1/2, 1/2

21/2, 1/2, 1/4

31/2, 1/4, 1/4

41/4, 1/4, 1/4

정답 및 해설

전압강하 1/2, 전압강하율 1/4, 전력 손실률 1/4이 된다.

모두 1/2 또는 강하율을 1/2로 보는 조합은 전압 증가 효과를 한 번만 반영했다.
모두 1/4로 보는 조합은 전압강하까지 1/4로 잘못 계산한 경우이다.

문제 34

보일러에서 흡수열량이 가장 큰 것은?

1수냉벽

2보일러 수관

3과열기

4절탄기

정답 및 해설

흡수열량이 가장 큰 곳은 수냉벽이다.

수냉벽은 화로 벽면에서 복사열을 직접 받아 흡수열량이 가장 크다.

보일러 수관은 대류 전열이 중심이어서 수냉벽보다 흡수량이 작다.
과열기는 포화증기를 과열하는 데 쓰이며 흡수량이 수냉벽보다 작다.
절탄기는 배기가스 여열로 급수를 예열하여 흡수량이 작다.

문제 35

송전선에 낙뢰가 가해져서 애자에 섬락이 생기면 아크가 생겨 애자가 손상되는 경우가 있다. 이것을 방지하기 위하여 사용되는 것은?

1댐퍼

2아아모로드(armour rod)

3가공지선

4아킹혼(arcing horn)

정답 및 해설

애자 섬락 시 아크로 인한 애자 손상 방지에는 아킹혼을 쓴다.

애자 양단에 금속 뿔(소호각)을 설치해 아크가 애자 표면이 아닌 뿔 사이에서 방전되도록 유도한다.

댐퍼는 전선의 진동을 줄이는 장치이다.
아머로드는 전선 지지점의 진동·마모를 보강하는 부재이다.
가공지선은 직격뢰를 차폐하는 설비로 섬락 시 애자를 보호하지는 않는다.

문제 36

단락전류를 제한하기 위하여 사용되는 것은?

1한류리액터

2사이리스터

3현수애자

4직렬콘덴서

정답 및 해설

문제 37

피뢰기의 정격전압이란?

1상용주파수의 방전 개시전압

2속류를 차단할 수 있는 최고의 교류 전압

3방전을 개시할 때 단자전압의 순시값

4충격방전전류를 통하고 있을 때 단자전압

정답 및 해설

피뢰기의 정격전압은 속류를 차단할 수 있는 최고의 교류 전압이다.

방전 후 계통 전압에 의한 속류를 차단할 수 있는 한계 전압을 의미하며, 선로 전압의 실효값으로 표시한다.

상용주파 방전개시전압은 정격전압과 별개의 특성값이다.
방전 개시 때 단자전압의 순시값은 충격 방전개시전압에 가깝다.
충격방전전류가 흐를 때의 단자전압은 제한전압이다.

문제 38

소도체의 반지름이 r[m], 소도체간의 선간거리가 d[m]인 소도체를 사용한 345㎸ 송전선로가 있다. 복도체의 등가 반지름은 어떻게 표현되는가?

\sqrt{\mathrm{rd}}

\sqrt{\mathrm{rd}^{2}}

\sqrt{\mathrm{r}^{2}\mathrm{d}}

4rd

정답 및 해설

2도체 복도체의 등가 반지름은 √(r·d)이다.

소도체 간격이 d이면 $r_e=\sqrt[n]{r\,s^{\,n-1}}$ 에서 소도체 수 n=2이면 √(rd)로 나타난다.

√(rd²)과 √(r²d)는 r과 d의 지수가 맞지 않아 차원이 맞지 않는다.
r과 d의 곱은 제곱근이 빠져 차원이 길이의 제곱이 되므로 반지름이 될 수 없다.

문제 39

송전 계통의 안정도를 증진시키는 방법은?

1중간 조상설비를 설치한다.

2조속기의 동작을 느리게 한다.

3계통의 연계는 하지 않도록 한다.

4발전기나 변압기의 직렬 리액턴스를 가능한 크게 한다.

정답 및 해설

안정도 증진 방법은 중간 조상설비를 설치하는 것이다.

조속기의 동작을 느리게 한다 : 안정도를 저하시킨다.
계통의 연계를 하지 않는다 : 안정도를 저하시킨다.
직렬 리액턴스를 크게 한다 : 안정도를 저하시킨다.

문제 40

\dfrac{E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}

\dfrac{3E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}

\dfrac{-Z_0E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}

\dfrac{2Z_2E_a}{Z_1+Z_2}

정답 및 해설

문제 41

계전기 중 변압기의 보호에 사용되지 않는 계전기는?

1비율 차동 계전기

2차동 계전기

3부흐흘쓰 계전기

4임피던스 계전기

정답 및 해설

변압기 보호에 쓰이지 않는 계전기는 임피던스 계전기이다.

임피던스 계전기는 고장점까지의 임피던스를 측정하는 거리 계전기 계열로 주로 송전선 보호에 쓴다.

비율 차동 계전기는 변압기 1차·2차 전류의 차를 이용한 내부 고장 보호용이다.
차동 계전기는 변압기 내부 고장 보호에 쓰인다.
부흐홀츠 계전기는 변압기 내부 고장 시 발생하는 가스와 유류 흐름으로 동작한다.

문제 42

6극 직류발전기의 정류자 편수가 132, 단자전압이 220V, 직렬 도체수가 132개이고 중권이다. 정류자 편간 전압은 몇 V 인가?

110

220

330

440

정답 및 해설

정류자 편간 전압은 10 V이다.

중권이므로 병렬회로수 a는 극수와 같은 6이고, 회로 한 개의 직렬 정류자편 수는 132/6=22이다. 편간 전압은 회로 전압을 이 값으로 나눈 것이다.

$e_s=\dfrac{PE}{K}=\dfrac{6\times220}{132}=10\ \mathrm{V}$

문제 43

동기발전기의 병렬운전에 필요한 조건이 아닌 것은?

1기전력의 크기가 같을 것

2위상이 같을 것

3주파수가 같을 것

4용량이 같을 것

정답 및 해설

병렬운전 조건이 아닌 것은 용량이 같을 것이다.

병렬운전에는 기전력의 크기·위상·주파수·파형이 같고 상회전 방향이 일치해야 한다. 용량은 달라도 부하 분담만 조정하면 된다.

기전력의 크기가 다르면 무효 순환전류가 흐른다.
위상이 다르면 유효 순환전류가 흘러 동기화 전력이 생긴다.
주파수가 다르면 지속적인 맥동이 생겨 병렬운전이 불가능하다.

문제 44

3상 유도전동기에 불평형 3상 전압을 가한 경우 다음 전동기 특성 중 옳은 것은?

1영상분전압은 존재하지 않는다.

2영상전압을 고려하여야 한다.

3정상전압과 역상 전압에 의한 회전자계 방향은 같다.

4정상운전 상태에서 역상분은 제동 작용을 하지 않는다.

정답 및 해설

불평형 3상 전압을 가할 때 옳은 것은 영상분 전압이 존재하지 않는다는 설명이다.

영상전압을 고려해야 한다는 설명은 3선식 전동기에서는 맞지 않다.
정상전압과 역상전압의 회전자계 방향이 같다는 설명은 틀리다. 역상분은 반대 방향 회전자계를 만든다.
역상분이 제동 작용을 하지 않는다는 설명은 틀리다. 역상분은 반대 토크로 제동 작용을 한다.

문제 45

그림은 3상 동기 발전기의 무부하 포화곡선이다. 이 발전기의 포화율은 얼마인가?

10.5

20.67

30.8

40.9

정답 및 해설

$\delta=\dfrac{12-8}{8}=0.5$

0.67 은 8/12 로 공극선과 포화곡선 계자전류의 비일 뿐 포화율의 정의가 아니다.
0.8 은 그림의 값(8, 12)으로 만들 수 있는 포화율이 아니다.
0.9 도 그림의 값(8, 12)으로 만들 수 있는 포화율이 아니다.

문제 46

다음 중 2방향성 3단자 사이리스터는 어느 것인가?

1SCS

2TRIAC

3SSS

4SCR

정답 및 해설

2방향성 3단자 사이리스터는 TRIAC이다.

TRIAC은 게이트를 포함해 3개의 단자를 가지며 양방향으로 전류를 흘릴 수 있다.

SCR은 단방향 3단자이다.
SSS는 양방향 2단자이다.
SCS는 4단자 소자이다.

문제 47

직류 전동기의 회전수를 1/2로 줄이려면, 계자 자속을 몇 배로 하여야 하는가?(단, 전압과 전류등은 일정하다.)

정답 및 해설

회전수를 1/2로 줄이려면 계자 자속을 2배로 해야 한다.

직류전동기의 속도는 $N=\dfrac{V-I_aR_a}{K\Phi}$ 로 나타난다.

전압과 전류(따라서 역기전력)가 일정하면 회전수는 계자자속에 반비례한다.

따라서 회전수를 절반으로 줄이려면 계자자속을 2배로 증가시켜야 한다.

문제 48

유도 전동기에서 인가전압이 일정하고 주파수가 정격 값에서 수 % 감소할 때 나타나는 현상 중 틀린 것은?

1철손이 증가한다.

2효율이 나빠진다.

3동기 속도가 감소한다.

4누설 리액턴스가 증가한다.

정답 및 해설

문제 49

포화하고 있지 않은 직류 발전기의 회전수가 1/2로 감소되었을 때 기전력을 속도 변화 전과 같은 값으로 하려면 여자를 어떻게 해야 하는가?

11/2배로 감소시킨다.

21배로 증가시킨다.

32배로 증가시킨다.

44배로 증가시킨다.

정답 및 해설

여자(자속)를 2배로 증가시켜야 한다.

포화하지 않은 직류기의 유기기전력은 자속과 회전속도의 곱에 비례한다.
$E = k\Phi N$

회전수 N이 1/2로 줄어든 상태에서 기전력 E를 원래와 같게 유지하려면 자속 Φ(즉 여자)를 2배로 해야 한다.

문제 50

변압기에서 권수가 2배가 되면 유기 기전력은 몇 배가 되는가?

10.5

정답 및 해설

권수가 2배가 되면 유기 기전력은 2배가 된다.

같은 주파수와 같은 최대 자속에서 유기 기전력은 권수에 비례한다.

$E=4.44fN\phi_m\ \Rightarrow\ E\propto N$

따라서 권수가 2배이면 기전력도 2배이다.

문제 51

200[kVA]의 단상변압기가 있다. 철손이 1.6[kW]이고 전부하 동손이 2.5[kW]이다. 이 변압기의 역률이 0.8일 때 전부하시의 효율은 약 몇 [%]인가?

196.5

297.0

397.5

498.0

정답 및 해설

전부하 효율은 약 97.5%이다.

출력과 전부하 손실은 다음과 같다.
$P_2=200\times0.8=160\ \mathrm{kW}$
$P_i+P_c=1.6+2.5=4.1\ \mathrm{kW}$ (철손+동손)

효율은
$\eta=\dfrac{P_2}{P_2+P_i+P_c}\times100=\dfrac{160}{164.1}\times100\approx97.5\%$ 이다.

문제 52

직류 분권 발전기가 있다. 극당 자속 0.01[Wb], 도체수 400, 회전수 600[rpm]인 6극 직류기의 유기기전력은 몇 [V]인가? (단, 병렬 회로수는 2이다.)

1100

2120

3140

4160

정답 및 해설

유기기전력은 120 V이다.

직류기의 유기기전력 식에 극수 6, 자속 0.01 Wb, 도체수 400, 병렬회로수 2, 회전수 600 rpm을 대입한다.

$E=\dfrac{PZ\phi N}{60a}=\dfrac{6\times400\times0.01\times600}{60\times2}=120\ \mathrm{V}$

문제 53

직류기에서 양호한 정류를 얻는 조건으로 틀린 것은?

1정류 주기를 크게 한다.

2브러시의 접촉 저항을 크게 한다.

3전기자 권선의 인덕턴스를 작게 한다.

4평균 리액턴스 전압을 브러시 접촉면 전압강하보다 크게 한다.

정답 및 해설

틀린 것은 평균 리액턴스 전압을 브러시 접촉면 전압강하에 비해 크게 한다는 조건이다.

불꽃 없는 양호한 정류를 위해서는 평균 리액턴스전압이 브러시 접촉면의 전압강하에 비해 작아야 하므로 실제 조건과 반대이다.

정류주기를 길게 한다.
브러시의 접촉저항을 크게 해 저항정류 효과를 이용한다.
전기자권선의 인덕턴스(리액턴스전압의 원인)를 작게 한다.

문제 54

3상 직권 정류자 전동기에 있어서 중간 변압기를 사용하는 주된 목적은?

1역회전의 방지를 위하여

2역회전을 하기 위하여

3권수비를 바꾸어서 전동기의 특성을 조정하기 위하여

4분권 특성을 얻기 위하여

정답 및 해설

중간 변압기의 주된 목적은 권수비를 바꾸어 전동기 특성을 조정하는 것이다.

3상 직권 정류자 전동기는 중간 변압기로 정류자에 가해지는 전압을 설정하고, 권수비(탭)를 바꾸어 속도 특성과 정류 특성을 조정한다.

역회전의 방지는 중간 변압기의 목적이 아니다.
역회전을 하기 위한 장치도 아니다.
분권 특성은 3상 분권 정류자 전동기의 특성이라 직권 전동기의 중간 변압기 목적과 맞지 않다.

문제 55

변압기의 전기적 특성을 알아보는데 편리한 시험 중 회로의 정수를 구하는 방법에 필요 없는 것은?

1저항 측정

2무부하 시험

3절연 내력 시험

4단락 시험

정답 및 해설

회로 정수를 구하는 데 필요 없는 시험은 절연 내력 시험이다.

절연 내력 시험은 절연물이 견디는 전압을 확인하는 시험으로 회로 정수와는 무관하다.

저항 측정은 권선 저항을 구하는 데 필요하다.
무부하 시험은 여자 어드미턴스와 철손을 구하는 데 필요하다.
단락 시험은 임피던스와 동손을 구하는 데 필요하다.

문제 56

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 57

직류 분권 전동기의 단자 전압과 계자 전류를 일정하게 하고 2배의 속도로 2배의 토크를 발생하는데 필요한 전력은 처음 전력의 몇 배인가?

1불변

22배

34배

48배

정답 및 해설

필요한 전력은 처음의 4배이다.

단자전압과 계자전류가 일정하면 자속이 일정하다. 전력은 토크와 각속도의 곱이다.

$P=\omega T$

속도 2배, 토크 2배이므로 $P'=2\omega\times2T=4P$ 가 된다. 손실은 무시한다.

문제 58

3상 동기 발전기의 전기자 반작용은 부하의 성질에 따라 다르다. 잘못 설명한 것은?

1cos θ≒1 일 때 즉 전압, 전류가 동상일 때는 실제적으로 교차자화작용을 한다.

2cos θ≒0 일 때 즉 전류가 전압보다 90° 뒤질 때는 감자작용을 한다.

3cos θ≒0 일 때 즉 전류가 전압보다 90° 앞설 때 증자작용을 한다.

4cos θ≒ø 일 때 즉 전류가 전압보다 ø만큼 뒤질때 증자작용을 한다.

정답 및 해설

잘못 설명한 것은 전류가 전압에 비해 뒤질 때 증자작용을 한다는 설명이다.

동기발전기에서 지상(뒤진) 전류는 감자작용, 진상(앞선) 전류는 증자작용을 한다.

전압과 전류가 동상일 때 교차자화작용을 한다는 설명은 옳다.
전류가 전압보다 90도 뒤질 때 감자작용을 한다는 설명은 옳다.
전류가 전압보다 90도 앞설 때 증자작용을 한다는 설명은 옳다.

문제 59

2000/100V, 10kVA 변압기의 1차 환산 등가임피던스가 6.2 + j7Ω 이라면 % 임피던스 강하는 약 몇 % 인가?

12.34

23.25

34.14

45.25

정답 및 해설

퍼센트 임피던스 강하는 약 2.34 %이다.

1차 정격전류와 등가 임피던스의 크기를 구해 정격전압으로 나눈다.

$I_{1n}=\dfrac{10\times10^3}{2000}=5\ \mathrm{A},\quad Z=\sqrt{6.2^2+7^2}\approx9.35\ \Omega$

$\%Z=\dfrac{I_{1n}Z}{V_{1n}}\times100=\dfrac{5\times9.35}{2000}\times100\approx2.34\ \%$

문제 60

유도전동기의 제동법이 아닌 것은?

1회생 제동

2발전 제동

3역전 제동

43상 제동

정답 및 해설

유도전동기의 제동법이 아닌 것은 3상 제동이다.

유도전동기의 제동법에는 회생 제동, 발전 제동, 역전(역상) 제동, 단상 제동 등이 있다.

회생 제동은 전원으로 에너지를 돌려보내는 제동법이다.
발전 제동은 전원을 끊고 직류 등으로 여자해 발전기로 동작시켜 제동한다.
역전 제동은 상순을 바꿔 역방향 토크로 제동한다.

문제 61

평형 3상 Y결선 회로의 선간전압 V_l, 상전압 V_p, 선전류 I_l, 상전류가 I_p 일 때 다음의 관련식 중 틀린 것은? (단, P_y는 3상 부하전력을 의미한다.)

V_l=\sqrt{3}\,V_p

I_l=I_p

P_y=\sqrt{3}\,V_lI_l\cos\theta

P_y=\sqrt{3}\,V_pI_p\cos\theta

정답 및 해설

틀린 관계식은 상전압과 상전류에 √3을 곱한 전력식이다.

상전압·상전류를 쓰면서 √3을 곱하면 실제 전력의 √3/3≒0.577배밖에 되지 않는다. 상 기준 식의 계수는 √3이 아니라 3이어야 한다.

Y결선에서 상전압 세 개가 120°씩 벌어져 있어 선간전압이 상전압의 √3배라는 관계는 옳다.
선로가 곧 각 상의 권선이므로 선전류와 상전류가 같다는 관계는 옳다.
선간전압·선전류로 쓴 $P_y=\sqrt{3}\,V_lI_l\cos\theta$ 는 옳다.

문제 62

다음과 같은 브리지 회로가 평형이 되기 위한 Z₄의 값은?

12 + j4

2-2 + j4

34 + j2

44 - j2

정답 및 해설

그림의 브리지는 Z₁=2+j4, Z₃=3+j2, Z₂=2−j3 이고, 검류계 T 가 0 이 되는 평형 조건은 마주 보는 변의 곱이 같다는 것이다.

$Z_1Z_2=Z_3Z_4$ 이므로 $Z_4=\dfrac{(2+j4)(2-j3)}{3+j2}=\dfrac{16+j2}{3+j2}=\dfrac{(16+j2)(3-j2)}{13}=\dfrac{52-j26}{13}$

따라서 $Z_4=4-j2\ \Omega$ 이다.

2+j4: Z₁ 과 같은 값으로, Z₂=Z₃ 일 때만 평형이 되므로 이 회로에는 맞지 않는다.
−2+j4: 실수부가 음수인 임피던스는 R·L·C 수동소자로 만들 수 없고 계산값과도 다르다.
4+j2: 계산 결과와 허수부 부호가 반대인 켤레 값이다.

문제 63

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 64

푸리에 급수에서 직류항은?

1우함수이다

2기함수이다.

3우함수+기함수이다.

4우함수×기함수이다.

정답 및 해설

푸리에 급수의 직류항은 우함수이다.

직류항(상수)은 $f(-t)=f(t)$ 를 만족하는 우함수이다. 기함수는 원점 대칭이라 평균이 0이어서 직류분이 없다.

기함수는 직류항을 가질 수 없다.
우함수와 기함수의 합·곱은 직류항의 성질을 나타내지 않는다.

문제 65

Z=8+j6[Ω]인 평형 Y부하에 선간 전압이 200[V]인 대칭 3상 전압을 가할 때 선전류는 약 몇[A]인가?

10.08

211.5

317.8

419.5

정답 및 해설

선전류는 약 11.5[A]이다.

Y결선의 상전압은 선간전압의 $1/\sqrt3$ 이고, 선전류 = 상전류이다.

$V_p=\dfrac{200}{\sqrt3}\approx115.5\,\mathrm{V},\ |Z|=\sqrt{8^2+6^2}=10\,\Omega$

$I=\dfrac{V_p}{|Z|}=\dfrac{115.5}{10}\approx11.5\,\mathrm{A}$

문제 66

R-L 직렬회로에서 e=10+100√2sinwt+50√2sin(3wt+60°)+60√2sin(5wt+30°)[V] 인 전압을 가할 때 제 3고조파 전류의 실효값은 몇 A 인가? (단, R=8Ω, wL=2Ω 이다.)

정답 및 해설

제3고조파 전류의 실효값은 5A이다.

제3고조파 리액턴스는 기본파의 3배이므로 $3\omega L=3\times2=6\,\Omega$ 이고, 임피던스는 $Z_3=\sqrt{R^2+(3\omega L)^2}=\sqrt{8^2+6^2}=10\,\Omega$ 이다.

제3고조파 전압의 실효값은 $\dfrac{50\sqrt2}{\sqrt2}=50\,\mathrm{V}$ 이다.

따라서 제3고조파 전류의 실효값은 $I_3=\dfrac{50}{10}=5\,\mathrm{A}$ 이다.

문제 67

대칭 3상 Y결선 부하에서 각 상의 임피던스가 16+j12Ω이고 부하전류가 10A일 때, 이 부하의 선간전압은 약 몇 V인가?

1152.6

2229.1

3346.4

4445.1

정답 및 해설

부하의 선간전압은 약 346.4V이다.

Y결선 부하 한 상의 임피던스 크기는 $Z=\sqrt{16^2+12^2}=\sqrt{256+144}=\sqrt{400}=20\,\Omega$ 이다.

Y결선에서 선전류=상전류이므로 상전압은 $V_p=I\times Z=10\times20=200\,\mathrm{V}$ 이다.

Y결선에서 선간전압은 상전압의 √3배이므로 $V_l=\sqrt{3}\,V_p=\sqrt{3}\times200\approx346.4\,\mathrm{V}$ 이다.

문제 68

그림과 같은 회로에서 저항 r₁,r₂에 흐르는 전류의 크기가 1:2의 비율이라면 r₁,r₂는 각각 몇 Ω 인가?

1r₁=6, r₂=3

2r₁=8, r₂=4

3r₁=16, r₂=8

4r₁=24, r₂=12

정답 및 해설

그림의 회로는 48V 전원에 4Ω 이 직렬로 연결되고, 그 뒤에 r₁ 과 r₂ 가 병렬로 붙어 있는 구조이며, 전원에서 나오는 전체 전류는 4A 로 표시되어 있다.

먼저 직렬 4Ω 에서의 전압강하가 4 × 4 = 16V 이므로, 병렬부에 걸리는 전압은 48 − 16 = 32V 이다.

병렬 두 가지의 전류비가 1 : 2 이고 그 합이 4A 이므로 r₁ 쪽 전류는 4/3 A, r₂ 쪽 전류는 8/3 A 이다.

문제 69

비정현파 전압 v=100√2sinωt+50√2sin2ωt+30√2sin3ωt(V)의 왜형률은 약 얼마인가?

10.36

20.58

30.87

41.41

정답 및 해설

왜형률은 약 0.58이다.

왜형률은 기본파를 제외한 고조파 실효값의 제곱합의 제곱근을 기본파 실효값으로 나눈 값이다.

$\dfrac{\sqrt{V_2^2+V_3^2}}{V_1}=\dfrac{\sqrt{50^2+30^2}}{100}=\dfrac{\sqrt{3400}}{100}\approx0.58$

문제 70

3상 불평형 전압을 V_a, V_b, V_c라고 할 때 정상전압 [V]은? (단,

a=-\dfrac{1}{2}+j\dfrac{\sqrt{3}}{2}

이다.)

\dfrac{1}{3}(V_a+aV_b+a^2V_c)

\dfrac{1}{3}(V_a+a^2V_b+aV_c)

\dfrac{1}{3}(V_a+a^2V_b+V_c)

\dfrac{1}{3}(V_a+V_b+V_c)

정답 및 해설

정상전압은 (Va+aVb+a²Vc)÷3이다.

단서로 주어진 a=−1/2+j(√3/2)=1∠120°는 벡터 오퍼레이터로, 곱할 때마다 위상을 120° 앞세운다(a²=1∠240°, a³=1).

a와 a²의 순서가 반대인 식은 역상분 (Va+a²Vb+aVc)÷3 이다.
계수가 모두 1인 세 전압의 단순 평균은 영상분이다.

문제 71

f(t)=sintcost를 라플라스변환하면?

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

\dfrac{1}{s^2+4}

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

\dfrac{1}{(s^2+4)^2}

정답 및 해설

f(t)=sintcost 의 라플라스 변환은 $\dfrac{1}{s^{2} + 4}$ 이다.

$\dfrac{1}{s^{2} + 2}$ 는 분모의 $\omega^{2}$ 에 2 를 넣은 꼴로, 각주파수가 $\sqrt{2}$ 인 사인 함수의 변환이지 $\sin 2t$ 의 변환이 아니다.
$\dfrac{1}{(s^{2} + 2)^{2}}$ 는 분모가 제곱된 중근 꼴로, t 가 곱해진 항이 섞인 함수의 변환에서 나오므로 단순한 $\tfrac{1}{2}\sin 2t$ 와 다르다.
$\dfrac{1}{(s^{2} + 4)^{2}}$ 도 분모가 제곱된 꼴이라 $\tfrac{1}{2}\sin 2t$ 의 변환(분모가 제곱되지 않은 꼴)과 다르다.

문제 72

그림과 같은 회로에서 15Ω에 흐르는 전류는 몇 A인가?

310

420

정답 및 해설

그림의 가지는 모두 전류원이 같은 방향(위쪽)으로 15 Ω 저항 쪽에 전류를 공급하는 병렬 구조이다. 15 Ω 에는 20 A 가 흐른다.

2 A 전류원 가지에 직렬로 들어간 전압원은 그 가지의 전류를 바꾸지 못한다.

$I=13+2+5=20\ \mathrm{A}$

4 A: 세 전류원이 모두 같은 방향이므로 합 20 A 보다 작게 나올 수 없다.
8 A: 13 A 에서 5 A 를 뺀 값으로, 전류원 방향을 반대로 본 것이다.
10 A: 세 전류원 합 20 A 를 절반으로 나눈 값으로, 15 Ω 외에 전류가 나뉠 다른 저항 가지는 없다.

문제 73

6상 성형 상전압이 200[V]일 때 선간전압[V]은?

1200

2150

3100

450

정답 및 해설

선간전압은 200[V]이다.

n상 성형 결선의 선간전압은 $V_l=2\sin\dfrac{\pi}{n}V_p$ 이다.

$V_l=2\sin\dfrac{\pi}{6}\times200=2\times0.5\times200=200\,\mathrm{V}$

즉 6상에서는 선간전압 = 상전압이 된다.

문제 74

그림과 같은 회로에서 스위치 S를 t = 0에서 닫았을 때 (V_L)_t=0 = 100V,

\left(\dfrac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}\right)_{\mathrm{t}=0}

= 400A/sec 이다. L 의 값은 몇 H 인가?

10.1

20.5

30.25

47.5

정답 및 해설

스위치를 닫는 순간(t=0) 인덕터 전류는 0 이므로 저항 전압도 0 이고, 전원 전압이 모두 인덕터에 걸린다. 이를 이용해 L 을 구한다.

$v_L=L\dfrac{di}{dt}$ 에서 $L=\dfrac{v_L}{di/dt}=\dfrac{100}{400}=0.25\ \mathrm{H}$

0.1 H 이면 v_L=40 V 가 되어 100 V 와 맞지 않는다.
0.5 H 이면 di/dt=200 A/s 가 되어 주어진 400 A/s 와 모순이다.
7.5 H 이면 v_L=3000 V 가 되어 100 V 와 맞지 않는다.

문제 75

비정현파의 실효값은?

1최대파의 실효값

2각 고조파의 실효값의 합

3각 고조파의 실효값의 합의 제곱근

4각 파의 실효값의 제곱의 합의 제곱근

정답 및 해설

비정현파의 실효값은 각 고조파 실효값의 제곱의 합의 제곱근이다.

직류분과 각 고조파의 실효값을 $I=\sqrt{I_0^2+I_1^2+I_2^2+\cdots}$ 처럼 합성한다.

최대파의 실효값이 아니라 모든 성분을 합성한다.
실효값의 단순 합은 성분 간 직교성을 무시한 값이다.
합의 제곱근이라 하면 제곱 과정이 빠져 있다.

문제 76

212

315

419

정답 및 해설

a상 전류의 크기는 15A이다.

3상 전류의 a상은 대칭분의 합으로 구한다.
$I_a=I_0+I_1+I_2$

실수부는 $-2+6+8=12$ , 허수부는 $4-5+10=9$ 이므로 $I_a=12+j9\,\mathrm{A}$ 이다.

크기는 $|I_a|=\sqrt{12^2+9^2}=\sqrt{225}=15\,\mathrm{A}$ 이다.

문제 77

1271.2

2371.2

3530.2

4630.2

정답 및 해설

평균전력은 271.2W이다.

전압과 전류에 함께 존재하는 같은 차수의 성분끼리만 평균전력에 기여하므로, 기본파와 3고조파만 계산한다.

기본파 전력은 $P_1=\dfrac{100\times10}{2}\cos(0^\circ-(-60^\circ))=500\cos60^\circ=250\,\mathrm{W}$ 이다.

3고조파 전력은 $P_3=\dfrac{30\times2}{2}\cos(60^\circ-105^\circ)=30\cos(-45^\circ)\approx21.2\,\mathrm{W}$ 이다.

둘을 더하면 평균전력은 $P\approx271.2\,\mathrm{W}$ 이다.

문제 78

e_1=30\sqrt{2}\sin wt[\mathrm{V}],\ e_2=40\sqrt{2}\cos\left(wt-\dfrac{\pi}{6}\right)[\mathrm{V}]

일 때 e₁+e₂의 실효값은 몇[V]인가?

150

270

310√7

410√37

정답 및 해설

실효값은 10√37[V]이다.

두 전압을 같은 형태(사인)로 맞추어 페이저로 합성한다. 코사인은 사인에 비해 90° 앞선다.

$e_2=40\sqrt2\sin\left(wt+\dfrac{\pi}{3}\right)\Rightarrow\dot V_2=40\angle60^\circ$ , $\dot V_1=30\angle0^\circ$

$\dot V=30+40(0.5+j0.866)=50+j34.6$
$|V|=\sqrt{50^2+34.6^2}=\sqrt{3700}=10\sqrt{37}\,\mathrm{V}$

문제 79

변압비

\dfrac{n_1}{n_2}=30

인 단상 변압기 3개를 1차 △결선, 2차 Y결선 하고, 1차 선간에 3000[V]를 가했을 때 무부하 2차 선간전압[V]은?

1100/√3[V]

2190/√3 [V]

3100[V]

4100√3[V]

정답 및 해설

무부하 2차 선간전압은 100√3[V]이다.

1차 △결선에서 선간전압이 곧 상전압이다. 상전압 비는 권수비와 같고, 2차 Y결선의 선간전압은 상전압의 $\sqrt3$ 배이다.

$V_{2p}=\dfrac{3000}{30}=100\,\mathrm{V}$

$V_{2l}=\sqrt3\times100=100\sqrt3\,\mathrm{V}$

문제 80

회로에서 4단자 정수 A, B, C, D의 값은?

\mathrm{A}=1+\dfrac{\mathrm{Z_A}}{\mathrm{Z_B}},\ \mathrm{B}=\mathrm{Z_A},\ \mathrm{C}=\dfrac{1}{\mathrm{Z_A}},\ \mathrm{D}=1+\dfrac{\mathrm{Z_B}}{\mathrm{Z_A}}

\mathrm{A}=1+\dfrac{\mathrm{Z_A}}{\mathrm{Z_B}},\ \mathrm{B}=\mathrm{Z_A},\ \mathrm{C}=\dfrac{1}{\mathrm{Z_B}},\ \mathrm{D}=1+\dfrac{\mathrm{Z_A}}{\mathrm{Z_B}}

\mathrm{A}=1+\dfrac{\mathrm{Z_A}}{\mathrm{Z_B}},\ \mathrm{B}=\mathrm{Z_A},\ \mathrm{C}=\dfrac{\mathrm{Z_A}+\mathrm{Z_B}+\mathrm{Z_C}}{\mathrm{Z_B}\mathrm{Z_C}},\ \mathrm{D}=1+\dfrac{1}{\mathrm{Z_B}\mathrm{Z_C}}

\mathrm{A}=1+\dfrac{\mathrm{Z_A}}{\mathrm{Z_B}},\ \mathrm{B}=\mathrm{Z_A},\ \mathrm{C}=\dfrac{\mathrm{Z_A}+\mathrm{Z_B}+\mathrm{Z_C}}{\mathrm{Z_B}\mathrm{Z_C}},\ \mathrm{D}=1+\dfrac{\mathrm{Z_A}}{\mathrm{Z_C}}

정답 및 해설

이 회로는 $\pi$ 형 4단자 회로이므로 4단자 행렬의 곱으로 정수를 구한다.

그림은 입력단 쪽에 $Z_C$ 가 병렬, 가운데에 $Z_A$ 가 직렬, 출력단 쪽에 $Z_B$ 가 병렬로 붙은 회로이다.

계산하면 $A=1+\frac{Z_A}{Z_B}$ , $B=Z_A$ 이고 $D=1+\frac{Z_A}{Z_C}$ 이다.

남은 성분은 $C=\frac{1}{Z_B}+\frac{1}{Z_C}+\frac{Z_A}{Z_BZ_C}=\frac{Z_A+Z_B+Z_C}{Z_BZ_C}$ 이다.

문제 81

사용전압이 고압 및 특고압인 전로의 전선으로 절연체가 폴리프로필렌 혼합물인 케이블을 사용하는 경우 적합해야 하는 조건으로 틀린 것은?

1도체의 상시 최고 허용온도는 90 ℃ 이상일 것

2절연체의 인장 강도는 12.5 N/㎟ 이상일 것

3절연체의 신장률은 250 % 이상일 것

4절연체의 수분 흡습은 1 mg/㎠ 이하일 것(정격전압 30 kV 초과 특고압 케이블 제외)

정답 및 해설

폴리프로필렌 혼합물 절연 케이블 조건으로 틀린 것은 절연체 신장률 250% 이상이다.

KEC 122.5에 따르면 절연체의 신장률은 350% 이상이어야 한다.

도체의 상시 최고 허용온도는 90℃ 이상이어야 한다.
절연체의 인장강도는 12.5N/㎟ 이상이어야 한다.
절연체의 수분 흡습은 1mg/㎠ 이하이어야 한다(정격전압 30kV 초과 특고압 케이블 제외).

문제 82

특고압용 타냉식 변압기의 냉각장치에 고장이 생긴 경우를 대비하여 어떤 보호장치를 하여야 하는가?

1경보장치

2속도조정장치

3온도시험장치

4냉매흐름장치

정답 및 해설

특고압용 타냉식 변압기의 냉각장치 고장에 대비한 보호장치는 경보장치이다.

타냉식 변압기는 냉각팬이나 냉각펌프 등 별도의 동력원으로 냉각하는 방식이어서 냉각장치가 고장나면 변압기 온도가 급격히 상승할 수 있다.

이를 대비해 냉각장치의 고장을 알리는 경보장치를 시설하여야 한다.

문제 83

다음 그림에서 L₁은 어떤 크기로 동작하는 기기의 명칭인가?

1교류 1000V 이하에서 동작하는 단로기

2교류 1000V 이하에서 동작하는 피뢰기

3교류 1500V 이하에서 동작하는 단로기

4교류 1500V 이하에서 동작하는 피뢰기

정답 및 해설

L1은 교류 1000V 이하에서 동작하는 피뢰기이다.

문제 84

저압 가공전선이 가공약전류 전선과 접근하여 시설될 때 가공전선과 가공약전류 전선 사이의 간격은 몇 [cm] 이상이어야 하는가?

130[cm]

240[cm]

360[cm]

480[cm]

정답 및 해설

간격은 60[cm] 이상이다.

30 cm, 40 cm 는 일반 기준보다 작은 값이다.
80 cm 는 고압 가공전선의 기준값이다.

문제 85

전로의 중성점에 접지공사를 하는 이유로 타당하지 않은 것은?

1전로의 보호장치의 확실한 동작의 확보

2기계기구의 소형화

3이상전압의 억제

4대지전압의 저하

정답 및 해설

타당하지 않은 이유는 기계기구의 소형화이다.

전로의 중성점 접지는 이상전압의 억제, 대지전압의 저하, 보호장치의 확실한 동작 확보를 위한 것이며 기기의 크기와는 관계없다.

보호장치의 확실한 동작 확보 — 타당하다.
이상전압의 억제 — 타당하다.
대지전압의 저하 — 타당하다.

문제 86

관등 회로란 무엇인가?

1분기점으로부터 안정기까지의 전로

2스위치로부터 방전등까지의 전로

3스위치로부터 안정기까지의 전로

4방전등용 안정기로부터 방전관까지의 전로

정답 및 해설

관등회로는 방전등용 안정기에서 방전관까지의 전로이다.

KEC 용어 정의상 관등회로는 방전등용 안정기(또는 방전등용 변압기)로부터 방전관까지의 전로를 말한다.

분기점이나 스위치에서 안정기까지는 안정기 전원 쪽(1차측) 회로로 관등회로가 아니다.
스위치에서 방전등까지로 정의하는 것은 정의와 맞지 않는다.

문제 87

전기철도차량에 전력을 공급하는 전차선의 전선 설치 방식에 포함되지 않는 것은?

1가공방식

2강체방식

3제3레일방식

4지중조가선방식

정답 및 해설

포함되지 않는 방식은 지중조가선방식이다.

전기철도의 전차선 가선방식은 가공방식, 강체방식, 제3레일방식을 표준으로 한다(KEC 431.1).

가공방식 — 표준 방식이다.
강체방식 — 표준 방식이다.
제3레일방식 — 표준 방식이다.

문제 88

라이팅 덕트공사에 의한 저압 옥내배선에서 덕트의 지지점간의 거리는 몇 [m] 이하로 하여야 하는가?

정답 및 해설

덕트 지지점 간 거리는 2[m] 이하이다.

KEC 232.71의 라이팅덕트공사 시설조건은 덕트를 조영재에 견고하게 붙이고 지지점 간 거리를 2 m 이하로 하는 것이다.

이보다 긴 지지점 간격은 기준을 벗어난다.

문제 89

수소냉각식 발전기 등의 시설기준으로 틀린 것은?

1발전기 안의 수소의 온도를 계측하는 장치를 시설 할 것

2수소를 통하는 관은 수소가 대기압에서 폭발하는 경우에 생기는 압력에 견디는 강도를 가질 것

3발전기 안의 수소의 순도가 95% 이하로 저하한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것

4발전기 안의 수소의 압력을 계측하는 장치 및 그 압력이 현저히 변동한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것

정답 및 해설

틀린 것은 수소의 순도가 95% 이하로 저하한 경우에 경보한다는 설명이다.

발전기 안의 수소의 온도를 계측하는 장치를 시설한다는 설명은 옳다.
수소를 통하는 관이 대기압에서 폭발하는 경우의 압력에 견디는 강도를 가져야 한다는 설명은 옳다.
수소의 압력을 계측하는 장치와 압력이 현저히 변동한 경우의 경보장치를 시설한다는 설명은 옳다.

문제 90

지중통신선로설비의 시설기준으로 틀린 것은?

1지중 공가설비로 사용하는 광섬유 케이블 및 동축케이블은 지름 22 ㎜ 이하로 한다.

2전력구내에서 통신용 행거는 최상단에 시설한다.

3전력구의 통신선은 반드시 내관 속에 시설하고 그 내관을 행거 위에 시설한다.

4전력케이블이 시설된 행거에는 통신선을 전력케이블과 나란히 함께 시설한다.

정답 및 해설

지중통신선로설비 시설기준으로 틀린 것은 전력케이블이 시설된 행거에 통신선을 나란히 함께 시설한다는 설명이다.

KEC 363.1에 따르면 전력케이블이 시설된 행거에는 통신선을 시설하지 않는다.

지중 공가설비용 광섬유·동축케이블은 지름 22mm 이하로 한다.
전력구내 통신용 행거는 최상단에 시설한다.
통신선은 내관 속에 넣어 그 내관을 행거 위에 시설한다.

문제 91

비접지식 고압전로에 접속되는 변압기의 외함에 실시하는 접지공사의 접지극으로 사용할 수 있는 건물 철골의 대지 전기저항은 몇 [Ω] 이하인가?

410

정답 및 해설

건물 철골의 대지 전기저항은 2[Ω] 이하여야 한다.

3 Ω 는 저압수용가 인입구 접지에서 철골을 쓸 때의 값으로 이 조건과 다르다.

문제 92

교통신호등회로의 사용전압은 몇 V 이하이어야 하는가?

1110

2200

3220

4300

정답 및 해설

사용전압은 300[V] 이하여야 한다.

교통신호등 제어장치의 2차측 배선의 최대사용전압은 300 V 이하이어야 한다(KEC 234.15).

110 V, 200 V, 220 V 는 기준 상한값이 아니다.

문제 93

무선용 안테나 등을 지지하는 철탑의 기초 안전율은 얼마 이상이어야 하는가?

11.0

21.5

32.0

42.5

정답 및 해설

무선용 안테나 등을 지지하는 철탑의 기초 안전율은 1.5 이상이어야 한다.

이는 가공전선로의 지지물에 요구되는 기초 안전율 2.0보다 완화된 값이다.

안테나 지지물은 전선의 장력이나 단선에 따른 불평형 하중을 받지 않기 때문이다.

문제 94

1고압 보안공사

2제1종 특고압 보안공사

3제2종 특고압 보안공사

4제3종 특고압 보안공사

정답 및 해설

보안공사는 제2종 특고압 보안공사이다.

제1종 특고압 보안공사는 35 kV 초과 400 kV 미만의 경우이다.
제3종 특고압 보안공사와 고압 보안공사는 이 경우의 규정이 아니다.

문제 95

다음 중 발전기를 전로로부터 자동적으로 차단하는 장치를 시설하여야 하는 경우에 해당되지 않는 것은?

1발전기에 과전류가 생긴 경우

2용량이 500kVA 이상의 발전기를 구동하는 수차의 압유장치의 유압이 현저히 저하한 경우

3용량이 100kVA 이상의 발전기를 구동하는 풍차의 압유장치의 유압, 압축공기장치의 공기압이 현저히 저하한 경우

4용량이 5000kVA 이상인 발전기의 내부에 고장이 생긴 경우

정답 및 해설

해당하지 않는 것은 5000 kVA 이상 발전기의 내부 고장이다.

발전기 내부 고장으로 자동 차단해야 하는 기준은 용량 10,000 kVA 이상이다(KEC 351.3). 5000 kVA는 기준에 미달한다.

발전기에 과전류가 생긴 경우 — 차단 대상이다.
500 kVA 이상 발전기를 구동하는 수차의 압유장치 유압 저하 — 차단 대상이다.
100 kVA 이상 발전기를 구동하는 풍차의 압유장치 유압·공기압 저하 — 차단 대상이다.

문제 96

B종 철주 또는 B종 철근 콘크리트주를 사용하는 특고압 가공전선로의 지지물 간 거리는 몇 m 이하이어야 하는가?

1150

2250

3400

4600

정답 및 해설

지지물 간 거리는 250[m] 이하이다.

특고압 가공전선로의 지지물 간 거리는 B종 철주·B종 철근 콘크리트주 250 m, A종·목주 150 m, 철탑 600 m(단주 400 m) 이하이다(KEC 333.21).

150 m 는 목주·A종 지지물의 값이다.
400 m 는 철탑 단주의 값이다.
600 m 는 철탑의 값이다.

문제 97

금속덕트 공사에 적당하지 않은 것은?

1전선은 절연전선을 사용한다.

2덕트의 끝부분은 항시 개방시킨다.

3덕트 안에는 전선의 접속점이 없도록 한다.

4덕트의 안쪽 면 및 바깥 면에는 산화 방지를 위하여 아연도금을 한다.

정답 및 해설

금속덕트공사에 적당하지 않은 것은 덕트의 끝부분을 항시 개방시킨다는 것이다.

금속덕트공사는 먼지나 물기가 덕트 안으로 들어가는 것을 막고 전선을 보호하기 위해 덕트의 끝부분을 막아 시설하는 것이 원칙이다.

전선은 절연전선을 사용한다는 설명은 적당하다.
덕트 안에는 전선의 접속점이 없도록 한다는 설명은 적당하다.
덕트의 안쪽 면 및 바깥 면에 산화 방지를 위해 아연도금을 한다는 설명은 적당하다.

문제 98

3상 4선식 22.9kV 중성점 다중접지 전로의 절연내력 시험 전압은 최대사용전압의 몇 배의 전압인가?

10.64

20.72

30.92

41.25

정답 및 해설

시험 전압은 최대사용전압의 0.92배이다.

중성점 다중접지식으로 7 kV 초과 25 kV 이하인 전로(22.9 kV)는 최대사용전압의 0.92배의 전압으로 절연내력을 시험한다(KEC 132).

1.25배는 7 kV 초과 60 kV 이하의 일반 전로에 적용하는 배율이며, 다중접지 전로에는 낮은 0.92배를 적용한다.

문제 99

가요 전선관 공사에 있어서 저압 옥내 배선 시설에 맞지 않는 것은?

1전선은 절연 전선일 것

2가요 전선관 안에는 전선에 접속점이 없을 것

31종 금속제 가요전선관의 두께는 0.8mm 이상일 것

4일반적으로 가요 전선관은 3종 금속제 가요 전선관 일 것

정답 및 해설

맞지 않는 것은 3종 금속제 가요전선관을 쓴다는 것이다.

금속제 가요전선관공사에서는 2종 금속제 가요전선관을 사용하는 것이 원칙이고, 전개된 장소 등 일정 조건에서만 1종을 쓸 수 있다(KEC 232.13).

전선은 절연전선일 것 — 옳다.
가요전선관 안에는 전선의 접속점이 없을 것 — 옳다.
1종 금속제 가요전선관의 두께 기준 — 옳은 설명이다.

문제 100

뱅크용량이 10,000 kVA인 전력용 커패시터에 대하여 표 351.5-1에서 시설하도록 규정한 "자동적으로 전로로부터 차단하는 장치"는?

1내부에 고장이 생긴 경우에 동작하는 장치 또는 과전류가 생긴 경우에 동작하는 장치

2내부에 고장이 생긴 경우에 동작하는 장치 및 과전류가 생긴 경우에 동작하는 장치 또는 과전압이 생긴 경우에 동작하는 장치

3내부에 고장이 생긴 경우에 동작하는 장치

4과전압이 생긴 경우에 동작하는 장치 또는 과전류가 생긴 경우에 동작하는 장치

정답 및 해설

뱅크용량 10,000kVA 전력용 커패시터에는 내부 고장 시 동작하는 장치 또는 과전류 시 동작하는 장치를 시설한다.

10,000kVA는 앞의 구간에 해당한다.
내부고장 장치만 규정된 것은 15,000kVA 이상 무효전력보상장치(조상기)이다.