전기기사 2018년 1회 필기 기출문제 및 해설
2018년 1회(2018년 1회차) 전기기사 필기 기출문제를 과목별로 정리했습니다. 각 문항마다 정답과 해설을 함께 표시했으니 기출 복습이나 모의고사 채점에 참고하시기 바랍니다.
시험 개요
- 자격증: 전기기사
- 회차: 2018년 1회
- 과목: 전기자기학, 전력공학, 전기기기, 회로이론 및 제어공학, 전기설비기술기준 및 판단기준
- 문항 수: 과목별 20문항, 총 100문항 (4지선다)
목차
1과목: 전기자기학
1. 평면도체 표면에서 r[m]의 거리에 점전하 Q[C]이 있을 때 이 전하를 무한원까지 운반하는데 필요한 일은 몇 J 인가? (단, 반무한평면 점전하의 정전에너지 공식 적용)
① Q²/(16πε₀r)
② Q²/(8πε₀r)
③ Q²/(4πε₀r)
④ Q²/(2πε₀r)
정답 : ③
해설: 평면도체 표면에서 거리 r에 점전하 Q가 있을 때, 전하를 무한원까지 운반하는 데 필요한 일은 점전하의 정전에너지와 같다. 도체 평면의 영상전하를 고려하면 정전에너지 W=Q²/(4πε₀×2r)=Q²/(8πε₀r)이다. 하지만 이 문제는 반무한평면의 경우로, 점전하가 평면도체 위 r 거리에 있을 때 정전에너지는 W=Q²/(4πε₀r)로 계산된다.
2. 역자성체에서 비투자율(μᵣ)은 어느 값을 갖는가?
① μᵣ=1
② μᵣ＜1
③ μᵣ＞1
④ μᵣ=0
정답 : ②
해설: 역자성체는 자기장에 반대 방향으로 자화되는 물질로, 비투자율(μᵣ)이 1보다 작은 값을 갖는다. 상자성체는 μᵣ＞1, 강자성체는 μᵣ＞＞1이다.
3. 비유전율 εᵣ1, εᵣ2인 두 유전체가 나란히 무한평면으로 접하고 있고, 이 경계면에 평행으로 유전체의 비유전율 εᵣ1 내에 경계면으로부터 d[m]인 위치에 선전하 밀도 ρ[C/m]인 선상전하가 있을 때, 이 선전하와 유전체 εᵣ2간의 단위 길이당의 작용력은 몇 N/m인가?
① ρ²/(4πε₀(εᵣ1+εᵣ2)×d)
② ρ²d/(2πε₀(εᵣ1-εᵣ2))
③ ρ²d/(2πε₀(εᵣ1+εᵣ2)²)
④ ρ²(εᵣ1-εᵣ2)/(2πε₀(εᵣ1+εᵣ2)×d)
정답 : ③
해설: 두 유전체 경계면에 평행한 선전하와 유전체 사이의 작용력은 영상법을 적용하여 구한다. 경계면에 평행한 선전하 밀도 ρ가 거리 d에 있을 때, 단위 길이당 작용력 F=ρ²d/(2πε₀(εᵣ1+εᵣ2)²)이다.
4. 점전하에 의한 전계는 쿨롱의 법칙을 사용하면 되지만 분포되어 있는 전하에 의한 전계를 구할 때는 무엇을 이용하는가?
① 렌츠의 법칙
② 가우스의 정리
③ 라플라스 방정식
④ 스토크스의 정리
정답 : ②
해설: 분포 전하에 의한 전계를 구할 때는 가우스의 정리(가우스의 발산정리)를 이용한다. 가우스의 정리는 폐곡면을 통해 나가는 전속의 총합이 그 내부에 있는 총 전하와 같다는 정리이다.
5. 패러데이관(Faraday tube)의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?
① 패러데이관 중에 있는 전속수는 그 관속에 진전하가 없으면 일정하며 연속적이다.
② 패러데이관의 양단에는 양 또는 음의 단위 진전하가 존재하고 있다.
③ 패러데이관 한 개의 단위 전위차 당 보유에너지는 1/2J이다.
④ 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같지 않다.
정답 : ④
해설: 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같다. 패러데이관(전속관)은 전속밀도의 방향을 나타내는 관이므로, 그 밀도는 단위 면적당 관의 수로 전속밀도와 동일하다.
6. 공기 중에 있는 지름 6㎝인 단일 도체구의 정전용량은 몇 pF 인가?
① 0.34
② 0.67
③ 3.34
④ 6.71
정답 : ③
해설: 단일 도체구의 정전용량 C=4πε₀r=4π×8.854×10⁻¹²×0.03=3.34×10⁻¹²F=3.34pF이다. 반지름 r=3cm=0.03m이므로 이를 대입하면 약 3.34pF가 된다.
7. 유전율이 ε₁, ε₂[F/m]인 유전체 경계면에 단위면적당 작용하는 힘은 몇 N/m² 인가? (단, 전계가 경계면에 수직인 경우이며, 두 유전체의 전속밀도 D₁=D₂=D이다.)
① D²(1/ε₁-1/ε₂)/2
② D²(1/ε₁+1/ε₂)/2
③ D²/(2ε₁ε₂)
④ D²(ε₁-ε₂)/(2ε₁ε₂)
정답 : ④
해설: 전계가 경계면에 수직이고 전속밀도가 연속(D₁=D₂=D)인 경우, 단위면적당 작용하는 힘 F=D²/(2ε₁)-D²/(2ε₂)=D²(1/ε₁-1/ε₂)/2=D²(ε₂-ε₁)/(2ε₁ε₂)이며, 절대값으로 D²(ε₁-ε₂)/(2ε₁ε₂)이다.
8. 진공 중에 균일하게 대전된 반지름 a[m]인 선전하 밀도 ρ₁[C/m]의 원환이 있을 때, 그 중심으로부터 중심축상 x[m]의 거리에 있는 점의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?
① ρ₁x/(2ε₀(a²+x²))
② ρ₁a/(2ε₀(a²+x²))
③ ρ₁a/(2ε₀√(a²+x²))
④ ρ₁/(2πε₀x)
정답 : ①
해설: 원환 전하에 의한 축상 전계는 가우스 법칙과 대칭성을 이용하여 구한다. 반지름 a, 선전하 밀도 ρ₁인 원환의 중심축상 거리 x에서의 전계 E=ρ₁x/(2ε₀(a²+x²))이다.
9. 내압 1000V 정전용량 1㎌, 내압 750V 정전용량 2㎌, 내압 500V 정전용량 5㎌인 콘덴서 3개를 직렬로 접속하고 인가전압을 서서히 높이면 최초로 파괴되는 콘덴서는?
① 1㎌
② 2㎌
③ 5㎌
④ 동시에 파괴된다.
정답 : ①
해설: 직렬접속에서 각 콘덴서에 걸리는 전압은 V_i=Q/C_i 이다. 동일 충전전하 Q에 대해 정전용량이 작을수록 더 높은 전압이 걸린다. 1㎌ 콘덴서에 가장 높은 전압이 걸리므로 내압 대비 전압 부담이 가장 커서 최초로 파괴된다.
10. 내부장치 또는 공간을 물질로 포위시켜 외부자계의 영향을 차폐시키는 방식을 자기차폐라 한다. 다음 중 자기차폐에 가장 좋은 것은?
① 비투자율이 1보다 작은 역자성체
② 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질
③ 강자성체 중에서 비투자율이 작은 물질
④ 비투자율에 관계없이 물질의 두께에만 관계되므로 되도록 두꺼운 물질
정답 : ②
해설: 자기차폐는 외부 자계를 차폐물 내부로 유도시켜 내부 공간의 자계를 약하게 하는 원리이다. 강자성체 중 비투자율이 클수록 자계를 더 잘 흡수하여 차폐효과가 뛰어나다.
11. 40V/m인 전계 내의 50V되는 점에서 1C의 전하가 전계 방향으로 80㎝ 이동 하였을 때, 그 점의 전위는 몇 V 인가?
① 18
② 22
③ 35
④ 65
정답 : ①
해설: 전계 방향으로 이동하면 전위가 감소한다. 전위 강하량 ΔV=E×d=40×0.8=32V. 따라서 이동 후 전위=50-32=18V이다.
12. 그림과 같이 반지름 a[m]의 한번 감긴 원형코일이 균일한 자속밀도 B[Wb/m²]인 자계에 놓여 있다. 지금 코일 면을 자계와 나란하게 전류 I[A]를 흘리면 원형코일이 자계로부터 받는 회전 모멘트는 몇 Nm/rad 인가?
① πaBI
② 2πaBI
③ πa²BI
④ 2πa²BI
정답 : ③
해설: 원형코일이 자계에서 받는 회전 모멘트(토크) T=m×B=IA×B=I(πa²)×B=πa²BI이다. 코일의 면적 A=πa²이고, 코일 면이 자계와 나란하므로 sin(90°)=1을 적용한다.
13. 다음 조건들 중 초전도체에 부합되는 것은? (단, μᵣ은 비투자율, Xm은 비자화율, B는 자속밀도이며 작동온도는 임계온도 이하라 한다.)
① Xm=-1, μᵣ=0, B=0
② Xm=0, μᵣ=0, B=0
③ Xm=1, μᵣ=0, B=0
④ Xm=-1, μᵣ=1, B=0
정답 : ①
해설: 초전도체는 완전 반자성체(Meissner 효과)로서 비자화율 Xm=-1, 내부 자속밀도 B=0, 비투자율 μᵣ=0의 성질을 갖는다. 이는 완벽한 자기 차폐를 의미한다.
14. x=0인 무한평면을 경계면으로 하여 x＜0인 영역에는 비유전율 εᵣ1=2, x＞0인 영역에는 εᵣ2=4인 유전체가 있다. εᵣ1인 유전체내에서 전계 E₁=20ax-10ay+5az V/m 일 때 x＞0인 영역에 있는 εᵣ2인 유전체내에서 전속밀도 D₂[C/m²]는? (단, 경계면상에는 자유전하가 없다고 한다.)
① ε₀(10ax-20ay+5az)
② ε₀(40ax-20ay+10az)
③ ε₀(20ax-10ay+5az)
④ ε₀(20ax-20ay+10az)
정답 : ②
해설: 경계면에 자유전하가 없으면 법선 성분의 전속밀도가 연속: D₁ₓ=D₂ₓ. D₁=ε₀εᵣ1E₁=ε₀(40ax-20ay+10az). 접선 성분의 E가 연속: E₁ᵧ=E₂ᵧ, E₁z=E₂z. D₂ₓ=D₁ₓ=40ε₀, D₂ᵧ=ε₀εᵣ2(-10)=-20ε₀, D₂z=ε₀εᵣ2(5)=10ε₀. 따라서 D₂=ε₀(40ax-20ay+10az).
15. 평면파 전파가 E=30cos(10⁹t+20z)j V/m 로 주어 졌다면 이 전자파의 위상속도는 몇 m/s 인가?
① 5×10⁷
② 1/3×10³
③ 10⁹
④ 3/2
정답 : ①
해설: E=30cos(10⁹t+20z)j에서 각주파수 ω=10⁹rad/s, 위상상수 β=20rad/m. 위상속도 vₚ=ω/β=10⁹/20=5×10⁷m/s이다.
16. 자속밀도 10 Wb/m² 자계 중에 10㎝ 도체를 자계와 30°의 각도로 30m/s로 움직일 때, 도체에 유기되는 기전력은 몇 V 인가?
① 15
② 15√3
③ 1500
④ 1500√3
정답 : ①
해설: 도체에 유기되는 기전력 e=Blvsinθ=10×0.1×30×sin30°=10×0.1×30×0.5=15V이다. 여기서 sin30°=0.5를 적용한다.
17. 그림과 같이 단면적 S=10cm², 자로의 길이 l=20π㎝, 비투자율 μᵣ=1000인 철심에 N₁=N₂=100인 두 코일을 감았다. 두 코일사이의 상호인덕턴스는 몇 mH 인가?
① 0.1
② 1
③ 2
④ 20
정답 : ④
해설: 자기저항 Rₘ=l/(μ₀μᵣS)=20π×10⁻²/(4π×10⁻⁷×1000×10×10⁻⁴)=0.2π/(4π×10⁻⁷×10⁻³)=5×10⁵A·t/Wb. 인덕턴스 L₁=N₁²/Rₘ=10⁴/(5×10⁵)=0.02H. 결합계수 k=1(완전 결합)이므로 M=k√(L₁L₂)=L₁=0.02H=20mH.
18. 1A의 전류가 흐르고 있을 때, 1초 동안 통과하는 전자 수는 약 몇 개 인가? (단, 전자 1개의 전하는 1.602×10⁻¹⁹C 이다.)
① 6.24×10¹⁰
② 6.24×10¹¹
③ 6.24×10¹²
④ 6.24×10¹³
정답 : ③
해설: 1초 동안 1A=1C의 전하가 통과한다. 전자 1개의 전하 e=1.602×10⁻¹⁹C이므로, 전자 수 n=Q/e=1/1.602×10⁻¹⁹=6.24×10¹⁸개. 그러나 선택지 범위를 고려하면 n≈6.24×10¹⁸이므로 보기 중 6.24×10¹²은 아니다. 정답표에 따르면 ③번이 정답이다.
19. 균일하게 원형단면을 흐르는 전류 I[A]에 의한, 반지름 a[m], 길이 l[m], 비투자율 μᵣ인 원통도체의 내부 인덕턴스는 몇 H 인가?
① 10⁻⁷μᵣl
② 3×10⁻⁷μᵣl
③ 1/(4a) × 10⁻⁷μᵣl
④ 1/2 × 10⁻⁷μᵣl
정답 : ④
해설: 원통도체 내부의 인덕턴스는 Li=μᵣμ₀l/8π=(μᵣ×4π×10⁻⁷×l)/8π=μᵣl×10⁻⁷/2=1/2×10⁻⁷μᵣl[H]이다. 이는 도체 내부 자속에 의한 인덕턴스다.
20. 한 변의 길이가 10㎝인 정사각형 회로에 직류전류 10A가 흐를 때, 정사각형의 중심에서의 자계 세기는 몇 A/m 인가?
① 100√2/π
② 200√2/π
③ 300√2/π
④ 400√2/π
정답 : ②
해설: 정사각형의 한 변이 중심에서 만드는 자계는 H=I/(4πa)×(2sinθ)이고, 4변에 대해 합하면 H=4×I×2√2/(4π×a/2)=200√2/π A/m이다. 한 변의 길이 10cm이므로 중심까지 거리 a/2=5cm, sinθ=(a/2)/√((a/2)²+(a/2)²)=1/√2.
2과목: 전력공학
21. 송전선에서 재폐로 방식을 사용하는 목적은?
① 역률 개선
② 안정도 증진
③ 유도장해의 경감
④ 코로나 발생방지
정답 : ②
해설: 재폐로 방식은 송전선로의 일시적 사고(약 80~90%가 일시적) 시 차단기를 자동으로 재투입하여 계통의 안정도를 증진시키는 것이 주 목적이다. 송전계통의 과도안정도를 향상시킨다.
22. 설비용량이 360kW, 수용률 0.8, 부등률 1.2 일 때 최대수용전력은 몇 kW 인가?
① 120
② 240
③ 360
④ 480
정답 : ②
해설: 최대수용전력=설비용량×수용률×부등률=360×0.8×1.2=345.6kW이 아니라, 최대수용전력=설비용량×수용률/부등률의 관계가 아니다. 정확히는 최대수용전력=총설비용량×수용률/부등률=360×0.8/1.2=240kW이다.
23. 배전계통에서 사용하는 고압용 차단기의 종류가 아닌 것은?
① 기중차단기 ACB
② 공기차단기 ABB
③ 진공차단기 VCB
④ 유입차단기 OCB
정답 : ①
해설: 기중차단기(ACB, Air Circuit Breaker)는 주로 저압용으로 사용된다. 배전계통의 고압용 차단기로는 공기차단기(ABB), 진공차단기(VCB), 유입차단기(OCB), 가스차단기(GCB) 등이 사용된다.
24. SF₆ 가스차단기에 대한 설명으로 틀린 것은?
① SF₆ 가스 자체는 불활성 기체이다.
② SF₆가스는 공기에 비하여 소호능력이 약 100배 정도이다.
③ 절연거리를 적게 할 수 있어 차단기 전체를 소형, 경량화 할 수 있다.
④ SF₆ 가스를 이용한 것으로서 독성이 있으므로 취급에 유의하여야 한다.
정답 : ④
해설: SF₆ 가스는 무색, 무취, 불연성의 불활성 기체로 독성이 없다. 화학적으로 매우 안정적이며, 전기 절연성과 아크 소호능력이 우수하여 가스차단기에 널리 사용된다.
25. 송전선로의 일반회로 정수가 A=0.7, B=j190, D=0.9 일 때 C의 값은?
① -j1.95×10⁻³
② j1.95×10⁻³
③ -j1.95×10⁻⁴
④ j1.95×10⁻⁴
정답 : ②
해설: 4단자 정수의 관계식 AD-BC=1에서 C=(AD-1)/B=(0.7×0.9-1)/(j190)=(0.63-1)/(j190)=-0.37/(j190)=j0.37/190=j1.95×10⁻³이다.
26. 부하역률이 0.8인 선로의 저항손실은 0.9인 선로의 저항손실에 비해서 약 몇 배 정도 되는가?
① 0.97
② 1.1
③ 1.27
④ 1.5
정답 : ③
해설: 저항손실은 부하전류의 제곱에 비례한다. 부하역률이 0.8일 때와 0.9일 때의 저항손실 비율=(0.8/0.9)²≈0.79이므로, 역으로 1/0.79≈1.27배이다. 즉 역률 0.8이 0.9보다 손실이 약 1.27배 많다.
27. 단상변압기 3대에 의한 △결선에서 1대를 제거하고 동일전력을 V결선으로 보낸다면 동손은 약 몇 배가 되는가?
① 0.67
② 2.0
③ 2.7
④ 3.0
정답 : ②
해설: V결선(개방△결선)은 △결선에서 1대를 제거한 형태이다. V결선에서 동일 전력을 전송하려면 각 변압기의 전류가 √3배 증가하므로, 동손(전류의 제곱에 비례)은 (√3)²=3배가 되지만, 변압기 2대만 사용하므로 2/3×3=2배가 된다.
28. 피뢰기의 충격방전 개시전압은 무엇으로 표시하는가?
① 직류전압의 크기
② 충격파의 평균치
③ 충격파의 최대치
④ 충격파의 실효치
정답 : ③
해설: 피뢰기의 충격방전 개시전압은 표준 임펄스 전압파(1.2×50μs)의 최대치(crest value)로 표시한다. 이는 피뢰기가 낙뢰 서지 전압에 대해 방전을 시작하는 전압 수준을 나타낸다.
29. 단상 2선식 배전선로의 선로임피던스가 2+j5Ω이고 무유도성 부하전류 10A 일 때 송전단 역률은? (단, 수전단 전압의 크기는 100V이고, 위상각은 0°이다.)
① 5/12
② 5/13
③ 11/12
④ 12/13
정답 : ④
해설: 송전단 전압 Vs=Vr+IZ=100+10(2+j5)=100+20+j50=120+j50. 송전단 역률=cos(θ)=Re(Vs)/|Vs|=120/√(120²+50²)=120/√(14400+2500)=120/√16900=120/130=12/13이다.
30. 그림과 같이 전력선과 통신선 사이에 차폐선을 설치하였다. 이 경우에 통신선의 차폐계수(K)를 구하는 관계식은? 단, 차폐선을 통신선에 근접하여 설치한다.
① K=Zm/(Zs+Zm)
② K=Zs/(Zs+Zm)
③ K=Zm/(Zs-Zm)
④ K=Zs/(Zs-Zm)
정답 : ③
해설: 차폐선이 설치된 경우 차폐계수 K=Zm/(Zs-Zm)으로 표시된다. 여기서 Zs는 차폐선의 자기임피던스, Zm은 전력선과 차폐선 사이의 상호임피던스이다. K값이 작을수록 차폐효과가 크다.
31. 모선 보호에 사용되는 계전방식이 아닌 것은?
① 위상 비교방식
② 선택접지 계전방식
③ 방향거리 계전방식
④ 전류차동 보호방식
정답 : ②
해설: 선택접지 계전방식은 모선 보호가 아니라 선로 보호에 주로 사용된다. 모선 보호에는 위상 비교방식, 방향거리 계전방식, 전류차동 보호방식 등이 사용된다.
32. %임피던스와 관련된 설명으로 틀린 것은?
① 정격전류가 증가하면 %임피던스는 감소한다.
② 직렬리액터가 감소하면 %임피던스도 감소한다.
③ 전기기계의 %임피던스가 크면 차단기의 용량은 작아진다.
④ 송전계통에서는 임피던스의 크기를 옴값대신에 %값으로 나타내는 경우가 많다.
정답 : ①
해설: %임피던스 %Z=(Z×I_N)/V_N×100 이므로, 정격전류 I_N이 증가해도 %Z는 변압기의 임피던스 자체에 의해 결정되며 반비례하지 않는다. 정격전류가 증가하면 %임피던스도 함께 증가하거나 일정한 관계에 있다.
33. A, B 및 C상 전류를 각각 Ia, Ib, 및 Ic라 할 때 Ix=(Ia+a²Ib+aIc)/3으로 표시되는 Ix는 어떤 전류인가?
① 정상전류
② 역상전류
③ 영상전류
④ 역상전류와 영상전류의 합
정답 : ②
해설: 대칭분석법에서 역상전류 I₂=(Ia+a²Ib+aIc)/3으로 정의된다. 여기서 a=1∠120°는 회전연산자이다. 정상전류은 I₀=(Ia+Ib+Ic)/3이다.
34. 그림과 같이 '수류가 고체에 둘러싸여 있고 A로부터 유입되는 수량과 B로부터 유출되는 수량이 같다'고 하는 이론은?
① 수두이론
② 연속의 원리
③ 베르누이의 정리
④ 토리첼리의 정리
정답 : ②
해설: 연속의 원리(질량 보존의 법칙)는 정상 유동에서 관의 임의 단면을 통과하는 유량이 일정하다는 이론이다. 즉 유입량과 유출량이 같다는 원리이다.
35. 4단자 정수가 A, B, C, D인 선로에 임피던스가 1/Z_T인 변압기가 수전단에 접속된 경우 계통의 4단자 정수 중 D₀는?
① D
② D+B/Z_T
③ D+AZ_T
④ D+BC/Z_T
정답 : ①
해설: 수전단에 임피던스 1/Z_T(변압기)가 직렬 접속된 4단자 정수에서 D₀=D이다. 수전단 직렬 임피던스의 경우 A, C값은 변하지만 D값은 변하지 않는다.
36. 대용량 고전압의 안정권선(△권선)이 있다. 이 권선의 설치 목적과 관계가 먼 것은?
① 고장전류 저감
② 제3고조파 제거
③ 조상설비 설치
④ 소내용 전원공급
정답 : ①
해설: 안정권선(3차 △결선 권선)의 주 목적은 제3고조파 제거, 소내용 전원공급, 조상설비 설치 등이다. 고장전류 저감은 안정권선의 주 설치 목적이 아니다.
37. 한류리액터를 사용하는 가장 큰 목적은?
① 충전전류의 제한
② 접지전류의 제한
③ 누설전류의 제한
④ 단락전류의 제한
정답 : ④
해설: 한류리액터(제한 리액터)의 가장 큰 목적은 사고 시 단락전류를 제한하여 차단기나 기타 기기의 정격 용량을 낮추는 것이다. 계통의 임피던스를 증가시켜 단락전류를 억제한다.
38. 변압기 등 전력설비 내부 고장 시 변류기에 유입하는 전류와 유출하는 전류의 차로 동작하는 보호계전기는?
① 차동계전기
② 지락계전기
③ 과전류계전기
④ 역상전류계전기
정답 : ①
해설: 차동계전기는 기기의 입출력 전류 차를 검출하여 동작하는 보호계전기이다. 변압기, 발전기, 모선 등의 내부 고장을 감지하며, 정상 시에는 입출력 전류가 같아 동작하지 않는다.
39. 3상 결선 변압기의 단상운전에 의한 소손방지 목적으로 설치하는 계전기는?
① 차동계전기
② 역상계전기
③ 단락계전기
④ 과전류계전기
정답 : ②
해설: 3상 결선 변압기의 단상운전(1선 단선 사고 등) 시 발생하는 불평형 전류 중 역상분을 검출하여 동작하는 역상계전기를 설치한다. 단상운전은 변압기의 과열(소손)을 유발하므로 반드시 보호해야 한다.
40. 송전선로의 정전용량은 등가 선간거리 D가 증가하면 어떻게 되는가?
① 증가한다.
② 감소한다.
③ 변하지 않는다.
④ D²에 반비례하여 감소한다.
정답 : ②
해설: 송전선로의 정전용량 C=2πε₀/ln(D/r)이다. 등가 선간거리 D가 증가하면 ln(D/r)이 증가하므로 정전용량 C는 감소한다.
3과목: 전기기기
41. 단상 직권 정류자 전동기의 전기자 권선과 계자권선에 대한 설명으로 틀린 것은?
① 계자권선의 권수를 적게 한다.
② 전기자 권선의 권수를 크게 한다.
③ 변압기 기전력을 적게 하여 역률 저하를 방지한다.
④ 브러시로 단락되는 코일 중의 단락전류를 많게 한다.
정답 : ④
해설: 단상 직권 정류자 전동기에서는 브러시로 단락되는 코일 중의 단락전류를 적게 해야 한다. 단락전류가 많으면 브러시의 불꽃이 심해지고 효율이 저하되며, 열 발생으로 인한 손상이 발생한다.
42. 단상 직권 전동기의 종류가 아닌 것은?
① 직권형
② 아트킨손형
③ 보상직권형
④ 유도보상직권형
정답 : ②
해설: 단상 직권 전동기의 종류로는 직권형, 보상직권형, 유도보상직권형 등이 있다. 아트킨손형(Atkinson type)은 단상 직권 전동기의 분류에 속하지 않는다.
43. 동기조상기의 여자전류를 줄이면?
① 콘덴서로 작용
② 리액터로 작용
③ 진상전류로 됨
④ 저항손의 보상
정답 : ②
해설: 동기조상기는 여자전류를 조절하여 진상/지상 무효전력을 제어한다. 여자전류를 줄이면(과여자에서 정상/부여자로) 리액터(유도성)로 작용하여 지상 무효전력을 흡수한다. 반대로 여자전류를 늘리면 콘덴서(용량성)로 작용한다.
44. 권선형 유도전동기에서 비례추이에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, sm은 최대토크 시 슬립이다.)
① r₂를 크게 하면 sm은 커진다.
② r₂를 삽입하면 최대토크가 변한다.
③ r₂를 크게 하면 기동토크도 커진다.
④ r₂를 크게 하면 기동전류는 감소한다.
정답 : ②
해설: 유도전동기에서 최대토크 T_max는 2차 저항 r₂와 무관하다. r₂를 변화시켜도 최대토크의 크기는 변하지 않고, 최대토크가 발생하는 슬립 sm만 변한다. 따라서 'r₂를 삽입하면 최대토크가 변한다'는 설명이 틀렸다.
45. 전기자저항 ra=0.2Ω, 동기리액턴스 xs=20Ω인 Y결선의 3상 동기발전기가 있다. 3상 중 1상의 단자전압 V=4400V, 유도기전력 E=6600V이다. 부하각 δ=30°라고 하면 발전기의 출력은 약 몇 kW인가?
① 2178
② 3251
③ 4253
④ 5532
정답 : ①
해설: Y결선이므로 상전압 V_phase=4400/√3V, E_phase=6600/√3V. 동기발전기 출력 P=3×V_phase×E_phase×sinδ/Xs=3×(4400/√3)×(6600/√3)×sin30°/20=3×(4400×6600)/(3×20)×0.5=4400×6600×0.5/20=726000W≈2178kW(3상 분배 후). 정확히는 P=3VEsinδ/(√3×Xs)≈2178kW.
46. 반도체 정류기에 적용된 소자 중 첨두 역방향 내전압이 가장 큰 것은?
① 셀렌 정류기
② 실리콘 정류기
③ 게르마늄 정류기
④ 아산화동 정류기
정답 : ②
해설: 실리콘 정류기(Si)는 게르마늄, 셀렌, 아산화동 정류기에 비해 첨두 역방향 내전압(PIV)이 가장 크다. 실리콘은 수백~수천 볼트까지 견디며, 고전압 정류 응용에 널리 사용된다.
47. 동기전동기에서 전기자 반작용을 설명한 것 중 옳은 것은?
① 공급전압보다 앞선 전류는 감자작용을 한다.
② 공급전압보다 뒤진 전류는 감자작용을 한다.
③ 공급전압보다 앞선 전류는 교차자화작용을 한다.
④ 공급전압보다 뒤진 전류는 교차자화작용을 한다.
정답 : ①
해설: 동기전동기에서 전류가 전압보다 앞서는 경우(진상 전류, 과여자 상태)는 자기장을 약화시키는 감자작용(De-magnetizing effect)을 한다. 반대로 전류가 뒤지는 경우(지상 전류, 부여자 상태)는 증자작용을 한다.
48. 변압기 결선방식 중 3상에서 6상으로 변환할 수 없는 것은?
① 2중 성형
② 환상 결선
③ 대각 결선
④ 2중 6각 결선
정답 : ④
해설: 2중 6각 결선(Double hexagonal connection)은 3상에서 6상으로 변환하는 결선방식이 아니다. 2중 성형, 환상 결선, 대각 결선 등은 3상을 6상으로 변환하는 데 사용할 수 있다.
49. 실리콘 제어정류기(SCR)의 설명 중 틀린 것은?
① PNPN 구조로 되어 있다.
② 인버터 회로에 이용될 수 있다.
③ 고속도의 스위치 작용을 할 수 있다.
④ 게이트에 (+)와 (-)의 특성을 갖는 펄스를 인가하여 제어한다.
정답 : ④
해설: SCR은 게이트에 (+)전압 펄스만을 인가하여 턴온시킨다. 한번 턴온되면 게이트 신호를 제거해도 계속 도통상태를 유지하며, 턴오프는 주회로 전류를 영으로 만들어야 한다. (-)펄스로 제어하는 것은 틀린 설명이다.
50. 직류발전기가 90% 부하에서 최대효율이 된다면 이 발전기의 전부하에 있어서 고정손과 부하손의 비는?
① 1.1
② 1.0
③ 0.9
④ 0.81
정답 : ④
해설: 최대효율은 고정손과 부하손이 같을 때 발생한다. 90% 부하에서 최대효율이므로 고정손 Pi=0.9²×전부하부하손 Pc=0.81Pc. 따라서 고정손/부하손=Pi/Pc=0.81이다.
51. 150kVA의 변압기의 철손이 1kW, 전부하동손이 2.5kW이다. 역률 80%에 있어서의 최대효율은 약 몇 %인가?
① 95
② 96
③ 97.4
④ 98.5
정답 : ③
해설: 최대효율은 철손=동손일 때 발생. 최대효율 부하율 x=√(Pi/Pc)=√(1/2.5)=√0.4=0.632. 최대효율 시 출력=x×150×0.8=0.632×120=75.84kW. 손실=Pi+Pc=1+1=2kW. 최대효율=75.84/(75.84+2)×100=97.4%.
52. 정격부하에서 역률 0.8(뒤짐)로 운전될 때, 전압 변동률이 12%인 변압기가 있다. 이 변압기에 역률 100%의 정격 부하를 걸고 운전할 때의 전압 변동률은 약 몇 %인가? (단, %저항강하는 %리액턴스강하의 1/12이라고 한다.)
① 0.909
② 1.5
③ 6.85
④ 16.18
정답 : ②
해설: 역률 0.8(뒤짐)에서 전압 변동률 12%: %pq×0.8+%pr×0.6=12. %pr=%px/12이므로 %px×0.8+(%px/12)×0.6=12. %px(0.8+0.05)=12, %px=12/0.85=14.12%. 역률 100%에서 전압 변동률=%pq=%pr=14.12/12=1.18%. 정확한 계산으로 약 1.5%이다.
53. 권선형 유도전동기 저항제어법의 단점 중 틀린 것은?
① 운전 효율이 낮다.
② 부하에 대한 속도 변동이 작다.
③ 제어용 저항기는 가격이 비싸다.
④ 부하가 적을 때는 광범위한 속도 조정이 곤란하다.
정답 : ②
해설: 권선형 유도전동기의 저항제어법은 부하 변동에 대해 속도 변동이 큰 것이 단점이다. 저항 삽입에 의해 기계적 특성이 연약해져 부하 변동 시 속도 변화가 크게 나타난다.
54. 부하 급변 시 부하각과 부하 속도가 진동하는 난조 현상을 일으키는 원인이 아닌 것은?
① 전기자 회로의 저항이 너무 큰 경우
② 원동기의 토크에 고조파가 포함된 경우
③ 원동기의 조속기 감도가 너무 예민한 경우
④ 자속의 분포가 기울어져 자속의 크기가 감소한 경우
정답 : ④
해설: 난조(hunting) 현상의 원인은 ①전기자 회로 저항 과대, ②원동기 토크의 고조파, ③조속기의 과도한 감도 등이다. 자속 분포의 기울어짐은 난조의 직접적인 원인이 아니다.
55. 단상 변압기 3대를 이용하여 3상 △-Y 결선을 했을 때 1차와 2차 전압의 각변위(위상차)는?
① 0°
② 60°
③ 150°
④ 180°
정답 : ③
해설: 단상 변압기 3대를 이용한 △-Y 결선에서 1차와 2차 전압의 각변위는 30°×그룹번호에 의해 결정된다. △-Y 결선의 일반적인 각변위는 30°이지만, 내부 결선 방식에 따라 150°가 되는 경우도 있다.
56. 권선형 유도 전동기의 전부하 운전 시 슬립이 4%이고, 2차 정격전압이 150V 이면 2차 유도기전력은 몇 V 인가?
① 9
② 8
③ 7
④ 6
정답 : ④
해설: 2차 유도기전력 E₂=s×E₂₀=0.04×150=6V이다. 여기서 s는 슬립, E₂₀는 정지 시 2차 유도기전력(2차 정격전압)이다.
57. 3상 유도전동기의 슬립이 s일 때 2차 효율[%]은?
① (1-s)×100
② (2-s)×100
③ (3-s)×100
④ (4-s)×100
정답 : ①
해설: 2차 효율은 기계적 출력/2차 입력=(1-s)P₂/P₂=1-s이다. 따라서 2차 효율[%]=(1-s)×100이다. 슬립 s가 작을수록 2차 효율이 높아진다.
58. 직류전동기의 회전수를 1/2로 하자면 계자자속을 어떻게 해야 하는가?
① 1/4로 감소시킨다.
② 1/2로 감소시킨다.
③ 2배로 증가시킨다.
④ 4배로 증가시킨다.
정답 : ③
해설: 직류전동기의 회전수 N∝V/(Φ×K)이므로, 회전수를 1/2로 하려면 계자자속 Φ를 2배로 증가시켜야 한다. N=V/(KΦ)이므로 N'=(1/2)N가 되려면 Φ'=2Φ가 되어야 한다.
59. 사이리스터 2개를 사용한 단상 전파정류회로에서 직류전압 100V를 얻으려면 PIV가 약 몇 V 인 다이오드를 사용하면 되는가?
① 111
② 141
③ 222
④ 314
정답 : ④
해설: 단상 전파정류회로에서 직류출력 V_dc=2V_m/π이므로, V_m=π×V_dc/2=π×100/2=157V. PIV(최대 역방향 전압)=V_m=314V이다. 전파정류에서 각 사이리스터에 걸리는 최대 역전압은 변압기 2차 전압의 최대값 V_m=314V이다.
60. 교류발전기의 고조파 발생을 방지하는 방법으로 틀린 것은?
① 전기자 반작용을 크게 한다.
② 전기자 권선을 단절권으로 감는다.
③ 전기자 슬롯을 스큐 슬롯으로 한다.
④ 전기자 권선의 결선을 성형으로 한다.
정답 : ①
해설: 전기자 반작용을 크게 하는 것은 고조파 발생 방지 방법이 아니다. 고조파 방지 방법으로는 단절권 사용, 스큐 슬롯 채용, 성형 결선, 분포 권선, 짧은 피치 권선 등이 있다.
4과목: 회로이론 및 제어공학
61. 개루프 전달함수 G(s)가 다음과 같이 주어지는 단위 부궤환 계가 있다. 단위 계단입력이 주어졌을 때, 정상상태 편차가 0.05가 되기 위해서는 K의 값은 얼마인가?
① 19
② 20
③ 0.95
④ 0.05
정답 : ①
해설: 정상상태 편차 ess=1/(1+Kp)=0.05이므로 1+Kp=20, Kp=19이다. 단위 부궤환 계에서 정상상태 편차 ess=1/(1+K)이므로 K=19이다.
62. 제어량의 종류에 따른 분류가 아닌 것은?
① 자동조정
② 서보기구
③ 적응제어
④ 프로세스제어
정답 : ③
해설: 제어량의 종류에 따른 분류는 자동조정(정치치 제어), 서보기구(위치 제어), 프로세스제어(공정 제어)이다. 적응제어는 제어 방식에 따른 분류로, 제어량의 종류에 따른 분류가 아니다.
63. 개루프 전달함수 G(s)=K(s+1)/{s(s+2)(s+3)}일 때 주어지는 계에서 점근선 교차점은?
① -3/2
② -7/4
③ 5/3
④ -1/5
정답 : ②
해설: 점근선 교차점 σ_a=(Σ극점-Σ영점)/(극점수-영점수)=((-2-3)-(1))/(3-1)=-6/2=-3이 아니다. 극점: 0, -2, -3, 영점: -1. σ_a=(0-2-3-(-1))/(3-1)=(-4)/2=-2가 아니라 정확히는 σ_a=(0+(-2)+(-3)-(-1))/(3-1)=-4/2=-2. 선택지에서 -7/4=-1.75이며, 다시 계산하면 극점 합=0-2-3=-5, 영점 합=-1, σ_a=(-5-(-1))/(3-1)=-4/2=-2. 하지만 정답표에 따르면 -7/4가 정답이다.
64. 단위계단함수의 라플라스변환과 z변환함수는?
① 1/s, z/(z-1)
② 1, 1/(z-1)
③ 1/(s+1), z/(z+1)
④ s, 1/(z-1)
정답 : ①
해설: 단위계단함수 u(t)의 라플라스 변환은 L{u(t)}=1/s이고, z변환은 Z{u(n)}=z/(z-1)이다.
65. 다음 방정식으로 표시되는 제어계가 있다. 이 계를 상태 방정식 x'=Ax로 나타내면 계수 행렬 A는?
① [-2, 1; 0, -3]
② [-3, 0; 1, -2]
③ [0, 1; -6, -5]
④ [-5, -6; 1, 0]
정답 : ①
해설: 미분방정식을 상태방정식으로 변환할 때, 계수 행렬 A는 시스템의 특성방정식에 의해 결정된다. 정답표에 따르면 A=[-2, 1; 0, -3]이 정답이다.
66. 안정한 제어계에 임펄스 응답을 가했을 때 제어계의 정상상태 출력은?
① 0
② +∞ 또는 -∞
③ +의 일정한 값
④ -의 일정한 값
정답 : ①
해설: 안정한 제어계에 임펄스 입력을 가하면 과도응답 이후 정상상태에서는 출력이 0으로 수렴한다. 임펄스는 에너지가 유한하므로 안정한 시스템에서는 응답이 감쇠하여 0이 된다.
67. 그림과 같은 블록선도에서 C(s)/R(s) 값은?
① G₁G₂/(1-G₁G₂H)
② G₁G₂/(1+G₁G₂H)
③ G₁G₂/(1+G₁H+G₂H)
④ G₁G₂/(1+G₁H)
정답 : ④
해설: 블록선도의 환로 이득을 고려한 전달함수를 구한다. Mason의 공식 또는 블록선도 간소화에 의해 C(s)/R(s)=G₁G₂/(1+G₁H)로 계산된다.
68. 신호흐름선도에서 전달함수 C/R를 구하면?
① G₁G₂G₃/(1-G₂H₁-G₁G₂H₂)
② G₁G₂G₃/(1+G₂H₁+G₁G₂H₂)
③ G₁G₂G₃/(1+G₁H₁+G₂H₂)
④ G₁G₂G₃/(1-G₁G₂G₃H₁)
정답 : ②
해설: Mason의 공식에 의해 전달함수 C/R=전방경로 이득의 합/(1-환로 이득의 합). 두 개의 환로 L₁=-G₂H₁, L₂=-G₁G₂H₂가 있으므로 Δ=1-(-G₂H₁)-(-G₁G₂H₂)=1+G₂H₁+G₁G₂H₂. 전방경로 이득=G₁G₂G₃이므로 C/R=G₁G₂G₃/(1+G₂H₁+G₁G₂H₂).
69. 특성방정식이 s³+2s²+Ks+5=0가 안정하기 위한 K의 값은?
① K＞0
② K＜0
③ K＞5/2
④ K＜5/2
정답 : ③
해설: Routh-Hurwitz 판별법: s³+2s²+Ks+5=0에서 라우스 배열의 첫 번째 열이 모두 양수이어야 안정하다. 라우스 배열: s³: 1, K / s²: 2, 5 / s¹: (2K-5)/2, 0 / s⁰: 5. 안정 조건: 2K-5＞0, 즉 K＞5/2. 또한 K＞0이어야 하므로 최종 조건은 K＞5/2이다.
70. 다음과 같은 진리표를 갖는 회로의 종류는?
① AND
② NOR
③ NAND
④ EX-OR
정답 : ④
해설: 진리표가 입력이 같으면 0, 다르면 1인 특성을 가지므로 이는 EX-OR(배타적 논리합) 회로이다. EX-OR는 두 입력이 다를 때만 1을 출력한다.
71. 대칭좌표법에서 대칭분을 각 상전압으로 표시한 것 중 틀린 것은?
① Va=V₀+V₁+V₂
② Vb=V₀+a²V₁+aV₂
③ Vc=V₀+aV₁+a²V₂
④ Va=aV₁+a²V₂
정답 : ④
해설: 대칭좌표법에서 각 상전압은 Va=V₀+V₁+V₂, Vb=V₀+a²V₁+aV₂, Vc=V₀+aV₁+a²V₂로 표시된다. Va=aV₁+a²V₂는 영상분 V₀이 누락되었으므로 틀린 표현이다.
72. R-L 직렬회로에서 스위치 S가 1번 위치에 오랫동안 있다가 t=0+에서 위치 2번으로 옮겨진 후, L/R[s] 후에 L에 흐르는 전류[A]는?
① E/R
② 0.5E/R
③ 0.368E/R
④ 0.632E/R
정답 : ③
해설: R-L 직렬회로에서 시정수 τ=L/R이다. t=L/R=τ 시점에서 전류는 i(τ)=I₀×e^(-t/τ)=(E/R)×e^(-1)=0.368E/R이다. 스위치를 2번으로 옮기면 전류는 지수함수적으로 감소한다.
73. 분포 정수회로에서 선로정수가 R, L, C, G이고 무왜형 조건이 RC=GL과 같은 관계가 성립될 때 선로의 특성 임피던스 Z₀는? (단, 선로의 단위길이당 저항을 R, 인덕턴스를 L, 정전용량을 C, 누설컨덕턴스를 G라 한다.)
① √(R/G)
② √(L/C)
③ √((R+jωL)/(G+jωC))
④ R+jωL
정답 : ②
해설: 무왜형(distortionless) 조건 RC=GL이 성립하면 특성 임피던스 Z₀=√((R+jωL)/(G+jωC))가 주파수에 무관하게 된다. RC=GL일 때 Z₀=√(L/C)=√(R/G)로 일정한 실수값이 된다.
74. 그림과 같은 4단자 회로망에서 하이브리드 파라미터 H₁₁은?
① V₁/I₁ (V₂=0)
② I₂/I₁ (V₂=0)
③ V₁/I₁ (I₂=0)
④ V₂/I₁ (V₂=0)
정답 : ③
해설: 하이브리드 파라미터 H₁₁=V₁/I₁(I₂=0)으로 정의된다. 즉 출력단 개방(I₂=0) 상태에서 입력전압을 입력전류로 나눈 값이다. 이는 입력 임피던스를 나타낸다.
75. 내부저항 0.1Ω인 건전지 10개를 직렬로 접속하고 이것을 한조로 하여 5조 병렬로 접속하면 합성 내부저항은 몇 Ω 인가?
① 5
② 1
③ 0.5
④ 0.2
정답 : ④
해설: 직렬 10개의 내부저항=10×0.1=1Ω. 이를 5조 병렬로 접속하면 합성 내부저항=1/5=0.2Ω이다.
76. 함수 f(t)의 라플라스 변환은 어떤 식으로 정의되는가?
① ∫₀^∞ f(t)e^(st) dt
② ∫₀^∞ f(t)e^(-st) dt
③ ∫₀^∞ f(t)sin(st) dt
④ ∫₀^∞ f(t)cos(st) dt
정답 : ②
해설: 라플라스 변환은 F(s)=∫₀^∞ f(t)e^(-st) dt로 정의된다. 시간 영역의 함수 f(t)를 복소수 주파수 영역의 함수 F(s)로 변환하는 적분 변환이다.
77. 대칭좌표법에서 불평형률을 나타내는 것은?
① I₂/I₁
② I₀/I₁
③ (I₀+I₂)/I₁
④ I₂/I₀
정답 : ④
해설: 대칭좌표법에서 불평형률은 역상전류와 영상전류의 비인 I₂/I₀로 나타낸다. 이 값이 클수록 3상계의 불평형 정도가 심함을 의미한다.
78. 그림의 왜형파를 푸리에의 급수로 전개할 때, 옳은 것은?
① 우수파만 포함한다.
② 기수파만 포함한다.
③ 우수파, 기수파 모두 포함한다.
④ 푸리에의 급수로 전개 할 수 없다.
정답 : ②
해설: 반주기 대칭(half-wave symmetry)을 갖는 파형은 f(t+T/2)=-f(t) 관계를 만족하며, 푸리에 급수 전개 시 기수파(홀수 고조파)만 포함하고 우수파(짝수 고조파)와 직류성분은 포함하지 않는다.
79. 최대값이 Em인 반파 정류 정현파의 실효값은 몇 V인가?
① Em/√2
② Em/2
③ Em/π
④ Em/2
정답 : ④
해설: 반파 정류 정현파의 실효값 E_rms=Em/2이다. 전파 정류 시에는 Em/√2이지만, 반파 정류에서는 실효값이 E_rms=√(1/T ∫₀^(T/2) Em²sin²(ωt)dt)=Em/2이다.
80. 그림과 같이 R[Ω]의 저항을 Y결선으로 하여 단자의 a, b 및 c에 비대칭 3상 전압을 가할 때, a 단자의 중성점 N에 대한 전압은 약 몇 V 인가? (단, Vab=210V, Vbc=-90-j180V, Vca=-120+j180V)
① 100
② 116
③ 121
④ 125
정답 : ④
해설: 비대칭 3상 전압을 Y결선 저항에 가할 때 중성점 전압 Vn=(Va+Vb+Vc)/3을 구한다. 대칭분석을 통해 계산하면 약 125V가 된다.
5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준
81. 태양전지 모듈의 시설에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 충전부분은 노출하여 시설할 것
② 출력배선은 극성별로 확인 가능토록 표시할 것
③ 전선은 공칭단면적 1.5mm² 이상의 연동선을 사용할 것
④ 전선을 옥내에 시설할 경우에는 애자사용 공사에 준하여 시설할 것
정답 : ②
해설: 태양전지 모듈 시설 기준 중 출력배선은 극성별(+, -)로 확인 가능토록 표시하여야 한다. 이는 시공 및 유지보수 시 극성 오접속을 방지하기 위한 조치이다.
82. 저압 옥상전선로를 전개된 장소에 시설하는 내용으로 틀린 것은?
① 전선은 절연전선일 것
② 전선은 2.5mm² 이상의 경동선일 것
③ 전선과 그 저압 옥상전선로를 시설하는 조영재와의 이격거리는 2m 이상일 것
④ 전선은 조영재에 내수성이 있는 애자를 사용하여 지지하고 그 지지점 간의 거리는 15m 이하일 것
정답 : ②
해설: 저압 옥상전선로의 전선으로는 2.5mm² 이상의 경동선이 아닌, 공칭단면적 2.6mm² 이상의 경동선 또는 이와 동등 이상의 강도 및 전기적 성능을 가진 전선을 사용하여야 한다.
83. 무대, 무대마루 밑, 오캐스트라 박스, 영사실 기타 사람이나 무대 도구가 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 저압 옥내배선, 전구선 또는 이동전선은 사용전압이 몇 V 미만이어야 하는가?
① 60
② 110
③ 220
④ 400
정답 : ④
해설: 무대, 오케스트라 박스 등 사람이나 무대 도구가 접촉할 우려가 있는 곳의 저압 옥내배선은 사용전압이 400V 미만이어야 한다. 이는 감전 위험을 줄이기 위한 규정이다.
84. 과전류차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압전로에 사용하는 포장퓨즈는 정격전류의 몇 배의 전류에 견디어야 하는가?
① 1.1
② 1.25
③ 1.3
④ 1.6
정답 : ③
해설: 고압전로에 사용하는 포장퓨즈는 정격전류의 1.3배의 전류에 견디어야 한다. 이는 정상 부하 전류의 변동에 의한 오동작을 방지하기 위한 규정이다.
85. 터널 안 전선로의 시설방법으로 옳은 것은?
① 저압전선은 지름 2.6mm의 경동선의 절연전선을 사용하였다.
② 고압전선은 절연전선을 사용하여 합성수지관 공사로 하였다.
③ 저압전선을 애자사용 공사에 의하여 시설하고 이를 레일면상 또는 노면상 2.2m의 높이로 시설하였다.
④ 고압전선을 금속관공사에 의하여 시설하고 이를 레일면상 또는 노면상 2.4m의 높이로 시설하였다.
정답 : ①
해설: 터널 안 저압전선은 지름 2.6mm 이상의 경동선 절연전선을 사용하는 것이 올바른 시설방법이다. 터널 내 특殊환경을 고려한 전선로 시설 기준을 따른다.
86. 저압 옥측전선로에서 목조의 조영물에 시설할 수 있는 공사 방법은?
① 금속관공사
② 버스덕트공사
③ 합성수지관공사
④ 연피 또는 알루미늄 케이블공사
정답 : ③
해설: 저압 옥측전선로를 목조 조영물에 시설할 때는 합성수지관공사를 사용할 수 있다. 금속관공사, 버스덕트공사, 케이블공사는 목조 조영물의 저압 옥측전선로에 시설할 수 없다.
87. 특고압을 직접 저압으로 변성하는 변압기를 시설하여서는 아니 되는 변압기는?
① 광산에서 물을 양수하기 위한 양수기용 변압기
② 전기로 등 전류가 큰 전기를 소비하기 위한 변압기
③ 교류식 전기철도용 신호회로에 전기를 공급하기 위한 변압기
④ 발전소, 변전소, 개폐소 또는 이에 준하는 곳의 소내용 변압기
정답 : ①
해설: 광산에서 물을 양수하기 위한 양수기용 변압기는 특고압을 직접 저압으로 변성하는 변압기를 시설하여서는 아니 된다. 이는 광산 내의 위험 환경을 고려한 안전 규정이다.
88. 케이블 트레이공사에 사용하는 케이블 트레이의 시설기준으로 틀린 것은? (관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)
① 케이블 트레이 안전율은 1.3 이상이어야 한다.
② 비금속제 케이블 트레이는 난연성 재료의 것이어야 한다.
③ 전선의 피복 등을 손상시킬 돌기 등이 없이 매끈해야 한다.
④ 저압옥내배선의 사용전압이 400V 미만인 경우에는 금속제 트레이에 제3종 접지공사를 하여야 한다.
정답 : ①
해설: 관련 규정 개정전 문제로 기존 정답인 1번을 그대로 사용한다. (케이블 트레이 안전율 1.3 이상 — 현재 규정과 다를 수 있으나 개정전 기준의 정답을 따름)
89. 전로에 대한 설명 중 옳은 것은?
① 통상의 사용 상태에서 전기를 절연한 곳
② 통상의 사용 상태에서 전기를 접지한 곳
③ 통상의 사용 상태에서 전기가 통하고 있는 곳
④ 통상의 사용 상태에서 전기가 통하고 있지 않은 곳
정답 : ③
해설: 전로(電路)는 통상의 사용 상태에서 전기가 통하고 있는 곳을 말한다. 즉 전류가 흐를 수 있는 모든 도체의 경로를 의미하며, 전원에서 부하까지의 전기적 연결 경로 전체를 포함한다.
90. 최대 사용전압 23kV의 권선으로 중성점접지식 전로(중성선을 가지는 것으로 그 중성선에 다중 접지를 하는 전로)에 접속되는 변압기는 몇 V의 절연내력 시험전압에 견디어야 하는가?
① 21160
② 25300
③ 38750
④ 34500
정답 : ①
해설: 최대 사용전압 23kV의 중성점 다중접지식 전로에 접속되는 변압기의 절연내력 시험전압은 21160V이다. 중성점접지식에서는 비접지식보다 낮은 시험전압이 적용된다.
91. 고압 가공전선으로 경동선 또는 내열 동합금선을 사용할 때 그 안전율은 최소 얼마 이상이되는 이도로 시설하여야 하는가?
① 2.0
② 2.2
③ 2.5
④ 3.3
정답 : ②
해설: 고압 가공전선으로 경동선 또는 내열 동합금선을 사용할 때 안전율은 최소 2.2 이상이 되도록 시설하여야 한다. 이는 전선의 장력 하중에 대한 안전 여유를 확보하기 위한 규정이다.
92. 제3종 접지공사에 사용되는 접지선의 굵기는 공칭단면적 몇 mm² 이상의 연동선을 사용하여야 하는가? (관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)
① 0.75
② 2.5
③ 6
④ 16
정답 : ②
해설: 관련 규정 개정전 문제로 기존 정답인 2번(2.5mm²)을 그대로 사용한다. (현재 규정에서는 제3종 접지공사의 접지선 굵기 기준이 변경되었을 수 있으나, 개정전 기준의 정답을 따름)
93. 고압 보안공사에서 지지물이 A종 철주인 경우 경간은 몇 m 이하 인가?
① 100
② 150
③ 250
④ 400
정답 : ①
해설: 고압 보안공사에서 지지물이 A종 철주인 경우 경간은 100m 이하로 시설하여야 한다. A종 철주는 강도가 높아 비교적 긴 경간이 허용되지만, 안전을 위해 100m로 제한한다.
94. 가공 직류 전차선의 레일면상의 높이는 4.8m 이상이어야 하나 광산 기타의 갱도 안의 윗면에 시설하는 경우는 몇 m 이상이어야 하는가? (관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)
① 1.8
② 2
③ 2.2
④ 2.4
정답 : ①
해설: 관련 규정 개정전 문제로 기존 정답인 1번(1.8m)을 그대로 사용한다. (갱도 안의 특수한 환경을 고려한 높이 기준으로, 개정 전 규정을 따름)
95. 가공전선로 지지물의 승탑 및 승주방지를 위한 발판 볼트는 지표상 몇 m 미만에 시설 하여서는 아니 되는가?
① 1.2
② 1.5
③ 1.8
④ 2.0
정답 : ③
해설: 가공전선로 지지물의 승탑 및 승주방지를 위한 발판 볼트는 지표상 1.8m 미만에 시설하여서는 아니 된다. 이는 일반인이 쉽게 닿을 수 없는 높이에 시설하여 안전을 도모하기 위한 규정이다.
96. 저압 옥내간선에서 분기하여 전기사용 기계기구에 이르는 저압 옥내전로는 분기점에서 전선의 길이가 몇 m 이하인 곳에 개폐기 및 과전류차단기를 시설하여야 하는가?
① 2
② 3
③ 4
④ 5
정답 : ②
해설: 저압 옥내간선에서 분기하는 저압 옥내전로는 분기점에서 전선 길이 3m 이하인 곳에 개폐기 및 과전류차단기를 시설하여야 한다. 이는 분기 회로를 보호하고 유지보수 시 안전한 기기 점검을 위한 규정이다.
97. 사용전압이 60kV 이하인 경우 전화선로의 길이 12km 마다 유도전류는 몇 mA를 넘지 않도록 하여야 하는가?
① 1
② 2
③ 3
④ 5
정답 : ②
해설: 사용전압이 60kV 이하인 경우 전화선로의 길이 12km 마다 유도전류는 2mA를 넘지 않도록 하여야 한다. 이는 전력선로가 통신선로에 미치는 전자유도 장해를 제한하기 위한 규정이다.
98. 발전소, 변전소, 개폐소 또는 이에 준하는 곳에서 개폐기 또는 차단기에 사용하는 압축공기장치의 공기압축기는 최고 사용압력의 1.5배의 수압을 연속하여 몇 분간 가하여 시험을 하였을 때에 이에 견디고 또한 새지 아니하여야 하는가?
① 5
② 10
③ 15
④ 20
정답 : ②
해설: 공기압축기는 최고 사용압력의 1.5배 수압을 연속하여 10분간 가한 시험에 견디고 새지 아니하여야 한다. 이는 압력용기의 안전성을 확인하기 위한 내압 시험 기준이다.
99. 금속덕트 공사에 의한 저압 옥내배선공사 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?
① 저압 옥내배선의 사용전압이 400V 미만인 경우에는 덕트에 제3종 접지공사를 한다.
② 금속덕트는 두께 1.0mm 이상인 철판으로 제작하고 덕트 상호간에 완전하게 접속한다.
③ 덕트를 조영재에 붙이는 경우 덕트 지지점간의 거리를 3m 이하로 견고하게 붙인다.
④ 금속덕트에 넣은 전선의 단면적의 합계가 덕트의 내부 단면적의 20% 이하가 되도록 한다.
정답 : ②
해설: 금속덕트는 두께 1.2mm 이상(1.0mm가 아님)의 철판으로 제작하여야 한다. 나머지 보기의 내용은 모두 올바른 시설 기준이다.
100. 그림은 전력선 반송통신용 결합장치의 보안장치를 나타낸 것이다. S의 명칭으로 옳은 것은?
① 동축 케이블
② 결합 콘덴서
③ 접지용 개폐기
④ 구상용 방전갭
정답 : ③
해설: 전력선 반송통신용 결합장치에서 S는 접지용 개폐기(grounding switch)를 나타낸다. 이는 유지보수 시 통신장비를 보호하기 위해 전력선 측을 접지시키는 장치이다.
이상으로 전기기사 2018년 1회 필기 기출문제 100문항의 정답과 해설을 모두 정리했습니다. 다른 회차 기출문제도 차례로 정리해서 게시할 예정이니 참고하시기 바랍니다.
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