전기공사기사 필기 2020년 4회 기출문제 정답 및 해설

1번

전기가열방식 중에서 고주파 유전가열의 응용으로 틀린 것은?

1. 목재의 건조

2. 비닐막 접착

3. 목재의 접착

4. 공구의 표면처리

정답 4번

해설. ④ 공구의 표면처리(표면 담금질)는 도체에 와전류를 일으키는 고주파 유도가열의 대표적 응용이다.
고주파 유전가열은 절연물(유전체)의 유전체 손실로 가열하므로 목재의 건조, 목재의 접착, 비닐막 접착 등 비금속 재료의 가열에 쓰인다.

2번

광전 소자의 구조와 동작에 대한 설명 중 틀린 것은?

1. 포토트랜지스터는 모든 빛에 감응하지 않으며, 일정 파장 범위 내의 빛에 감응한다.

2. 포토커플러는 전기적으로 절연되어 있지만 광학적으로 결합되어 있는 발광부와 수광부를 갖추고 있다.

3. 포토사이리스터는 빛에 의해 개방된 두 단자 사이를 도통시킬 수 있어 전류의 ON-OFF 제어에 쓰인다.

4. 포토다이오드는 일반적으로 포토트랜지스터에 비해 반응속도가 느리다.

정답 4번

해설. ④ 포토다이오드는 증폭 작용이 없는 대신 접합 용량이 작아 응답속도가 매우 빠르다. 포토트랜지스터는 광전류를 증폭하므로 감도는 크지만 응답이 느리다.
① 수광 소자는 재료에 따라 정해진 파장 범위에만 감응한다. ② 포토커플러는 발광부와 수광부가 전기적으로 절연·광학적으로 결합된 소자. ③ 포토사이리스터는 빛으로 턴온되어 ON-OFF 제어에 쓰인다.

3번

가로 30m, 세로 40m 되는 실내작업장에 광속이 2800 lm인 형광등 21개를 점등하였을 때, 이 작업장의 평균조도(lx)는 약 얼마인가? (단, 조명률은 0.4이고, 감광보상률이 1.5 이다.)

1. 17

2. 16

3. 13

4. 11

정답 3번

해설. ③ 풀이: 평균조도 E = FNU/(AD)
= 2800 × 21 × 0.4 / (30 × 40 × 1.5)
= 23520 / 1800 ≒ 13.07 → 약 13 lx
(F: 광속, N: 등수, U: 조명률, A: 면적, D: 감광보상률)

4번

직류 전동기의 속도제어법에서 정출력 제어에 속하는 것은?

1. 계자제어

2. 전압제어

3. 전기자 저항제어

4. 워드 레오나드 제어

정답 1번

해설. ① 계자제어는 계자전류(자속 φ)를 줄여 속도를 올리는 방식으로, 전기자 전류가 일정할 때 출력 P = EIₐ 가 거의 일정하므로 정출력 제어이다.
전압제어(워드 레오나드 방식 포함)는 자속이 일정하여 토크가 일정한 정토크 제어이고, 전기자 저항제어는 손실이 크고 효율이 나쁘다.

5번

2종의 금속이나 반도체를 접합하여 폐회로를 만들고 전류를 흘리면 각 접합점에서 열의 흡수 또는 발생이 일어나는 현상은?

1. 제벡(Seebeck) 효과

2. 펠티에(Peltier) 효과

3. 톰슨(Thomson) 효과

4. 핀치(Pinch) 효과

정답 2번

해설. ② 서로 다른 두 금속(반도체)의 접합부에 전류를 흘리면 전류 방향에 따라 한쪽 접합점은 열을 흡수하고 다른 쪽은 열을 발생하는 현상이 펠티에 효과이며, 전자냉동 등에 이용된다.
① 제벡 효과는 두 접합점의 온도차로 열기전력이 생기는 현상(열전대), ③ 톰슨 효과는 같은 금속 내 온도차가 있는 부분에 전류를 흘릴 때 열의 흡수·발생, ④ 핀치 효과는 전류가 흐르는 유체 도체가 수축하는 현상이다.

6번

풍압 500 mmAq, 풍량 0.5m³/s 인 송풍기용 전동기의 용량(kW)은 약 얼마인가? (단, 여유계수는 1.23, 팬의 효율은 0.6 이다.)

1. 5

2. 7

3. 9

4. 11

정답 1번

해설. ① 풀이: P = QHK / (102η) [kW] (Q: m³/s, H: mmAq)
= 0.5 × 500 × 1.23 / (102 × 0.6)
= 307.5 / 61.2 ≒ 5.02 → 약 5 kW
(1 mmAq = 1 kg/m² 이므로 P = 9.8QHK/(1000η) 로 풀어도 같은 값)

7번

다음 중 직접식 저항로가 아닌 것은?

1. 흑연화로

2. 카보런덤로

3. 지로식 전기로

4. 염욕로

정답 4번

해설. ④ 염욕로는 저항체(용융 염)에 전류를 흘려 발생한 열로 그 안에 넣은 피열물을 가열하는 간접식 저항로이다.
흑연화로, 카보런덤로, 지로식 전기로(알루미늄 제련 등)는 피열물 자체에 직접 전류를 흘려 가열하는 직접식 저항로이다.

8번

전기철도에서 궤도의 구성요소가 아닌 것은?

1. 침목

2. 레일

3. 캔트

4. 도상

정답 3번

해설. ③ 캔트(cant)는 곡선 구간에서 원심력에 의한 탈선·승차감 저하를 막기 위해 바깥쪽 레일을 안쪽보다 높게 하는 것으로, 궤도의 구성요소가 아니라 선로 선형의 요소이다.
궤도는 레일, 침목, 도상(자갈·콘크리트)의 3요소로 구성된다.

9번

금속의 화학적 성질로 틀린 것은?

1. 산화되기 쉽다.

2. 전자를 잃기 쉽고, 양이온이 되기 쉽다.

3. 이온화 경향이 클수록 산화되기 어렵다.

4. 산과 반응하고, 금속의 산화물은 염기성이다.

정답 3번

해설. ③ 이온화 경향이 큰 금속일수록 전자를 쉽게 잃어 양이온이 되므로 산화되기 쉽고, 그만큼 다른 물질을 환원시키는 힘(환원성)이 강하다. 따라서 '산화되기 어렵다'는 틀린 설명이다.
① 금속은 산화되기 쉽고, ② 전자를 잃어 양이온이 되기 쉬우며, ④ 일반적으로 산과 반응하여 수소를 내고 그 산화물은 염기성을 띤다.

10번

방전개시 전압과 관계되는 법칙은?

1. 스토크스의 법칙

2. 페닝의 법칙

3. 파센의 법칙

4. 탈보트의 법칙

정답 3번

해설. ③ 파센의 법칙: 평등 전계에서 기체의 방전개시(불꽃) 전압은 기체의 압력 p 와 전극 간격 d 의 곱(pd)의 함수이다.
① 스토크스의 법칙은 형광(발광 파장은 흡수 파장보다 길다)·점성 유체 속 구의 저항, ② 페닝 효과는 혼합 기체에서 준안정 원자에 의한 전리 촉진, ④ 탈보트의 법칙은 점멸 광의 밝기에 관한 법칙이다.

11번

케이블의 약호 중 EE의 품명은?

1. 미네랄 인슈레이션 케이블

2. 폴리에틸렌절연 비닐 시스케이블

3. 형광방전등용 비닐전선

4. 폴리에틸렌절연 폴리에틸렌 시스케이블

정답 4번

해설. ④ EE: 폴리에틸렌절연 폴리에틸렌 시스케이블. 앞 글자는 절연체, 뒤 글자는 시스 재료를 나타내며 E는 폴리에틸렌, V는 비닐이다.
① 미네랄 인슈레이션 케이블은 MI, ② 폴리에틸렌절연 비닐 시스케이블은 EV, ③ 형광방전등용 비닐전선은 FL 이다.

12번

변압기유로 쓰이는 절연유에 요구되는 특성이 아닌 것은?

1. 점도가 클 것

2. 절연내력이 클 것

3. 인화점이 높을 것

4. 비열이 커서 냉각 효과가 클 것

정답 1번

해설. ① 절연유는 대류에 의한 냉각 효과를 높이기 위해 점도가 낮아야 한다.
그 밖에 절연내력이 클 것, 인화점은 높고 응고점은 낮을 것, 비열·열전도율이 커서 냉각 효과가 클 것, 화학적으로 안정하고 산화·열화가 적을 것 등이 요구된다.

13번

가선 금구 중 완금에 특고압 전선의 조수가 3일 때 완금의 길이(mm)는?

1. 900

2. 1400

3. 1800

4. 2400

정답 4번

해설. ④ 배전용 완금의 표준 길이(mm)
· 전선 2조: 저압 900, 고압 1400, 특고압 1800
· 전선 3조: 저압 1400, 고압 1800, 특고압 2400
따라서 특고압 전선 3조이면 2400 mm 완금을 사용한다.

14번

콘크리트 매입 금속관 공사에 사용하는 금속관의 두께는 최소 몇 mm 이상이어야 하는가?

1. 1.0

2. 1.2

3. 1.5

4. 2.0

정답 2번

해설. ② KEC 232.12.2 에 따라 금속관공사에 쓰는 관의 두께는 콘크리트에 매입하는 것은 1.2 mm 이상, 그 밖의 것은 1 mm 이상으로 한다(이음매가 없는 길이 4 m 이하의 관을 건조·전개된 곳에 시설하는 경우 0.5 mm 까지 가능).

15번

옥내배선용 공구 중 리머의 사용 목적으로 옳은 것은?

1. 로크너트 또는 부싱을 견고히 조일 때

2. 커넥터 또는 터미널을 압착하는 공구

3. 금속관 절단에 따른 절단면 다듬기

4. 금속관의 굽힘

정답 3번

해설. ③ 리머(reamer)는 금속관을 쇠톱이나 커터로 자른 뒤 관 안쪽의 날카로운 절단면을 다듬어 전선 피복이 손상되지 않게 하는 공구이다.
① 로크너트 조임은 플라이어·렌치, ② 압착은 압착펜치(프레서 툴), ④ 금속관 굽힘은 히키(벤더)를 사용한다.

16번

박스에 금속관을 연결시키고자 할 때 박스의 노크아웃 지름이 금속관의 지름보다 큰 경우 박스에 사용되는 것은?

1. 링 리듀서

2. 엔트런스 캡

3. 부싱

4. 엘보우

정답 1번

해설. ① 링 리듀서는 박스의 노크아웃 구멍이 금속관보다 클 때 로크너트와 함께 끼워 구멍 크기를 줄여 관을 고정하는 부품이다.
② 엔트런스 캡은 인입구 관 끝에 빗물 침입 방지용, ③ 부싱은 관 끝에서 전선 피복 보호용, ④ 엘보우는 관을 직각으로 굽혀 접속할 때 쓴다.

17번

피뢰시스템의 인하도선 재료로 원형 단선으로 된 알루미늄을 쓰고자 한다. 해당 재료의 단면적(mm²)은 얼마 이상이어야 하는가? (단, KS C IEC 62561-2를 기준으로 한다.)

1. 20

2. 30

3. 40

4. 50

정답 4번

해설. ④ KS C IEC 62561-2(피뢰시스템 구성품-도체 및 접지극)에 따르면 수뢰도체·인하도선용 알루미늄 원형 단선의 최소 단면적은 50 mm² 이다(구리 원형 단선도 50 mm²).
KEC 152.2 는 인하도선 재료를 KS C IEC 62305-3 의 재료·형상·최소단면적 표에 따르도록 하고 있으며, 이 표의 값도 50 mm² 이다.

18번

300W 이상의 백열전구에 사용되는 베이스의 크기는?

1. E10

2. E17

3. E26

4. E39

정답 4번

해설. ④ 백열전구 베이스(에디슨 나사)는 숫자가 나사 지름(mm)이다. 300 W 이상의 대형 전구에는 E39(모굴 베이스)를 쓴다.
E26은 일반 가정용(보통 150 W 이하), E17은 소형(미니어처 크립톤 등), E10은 꼬마전구용이다.

19번

배전반 및 분전반을 넣은 함이 내아크성, 난연성의 합성수지로 되어 있을 때 함의 최소 두께(mm)는?

1. 1.2

2. 1.5

3. 1.8

4. 2.0

정답 2번

해설. ② 배전반·분전반을 넣는 함이 내아크성·난연성의 합성수지제일 때 두께는 1.5 mm 이상이어야 한다(강판제는 1.2 mm 이상). 합성수지는 강판보다 기계적 강도가 약하므로 더 두껍게 한다.
참고로 KEC 232.84 는 옥내 배·분전반이 불연성 또는 난연성이 있도록 시설할 것을 규정한다.

20번

조명기구나 소형전기기구에 전력을 공급하는 것으로 상점이나 백화점, 전시장 등에서 조명기구의 위치를 빈번하게 바꾸는 곳에 사용되는 것은?

1. 라이팅덕트

2. 다운라이트

3. 코퍼라이트

4. 스포트라이트

정답 1번

해설. ① 라이팅덕트는 덕트 전체가 도체 레일로 되어 있어 어느 위치에서나 플러그로 조명기구를 붙이고 옮길 수 있으므로 상점·백화점·전시장처럼 조명 위치를 자주 바꾸는 곳에 쓴다(KEC 232.71).
② 다운라이트·③ 코퍼라이트는 천장 매입형 건축화 조명, ④ 스포트라이트는 특정 부분을 집중 조사하는 조명기구이다.

21번

전력용콘덴서를 변전소에 설치할 때 직렬리액터를 설치하고자 한다. 직렬리액터의 용량을 결정하는 계산식은? (단, f₀는 전원의 기본주파수, C는 역률 개선용 콘덴서의 용량, L은 직렬리액터의 용량이다.)

1. L = 1/((2πf₀)²C)

2. L = 1/((5πf₀)²C)

3. L = 1/((6πf₀)²C)

4. L = 1/((10πf₀)²C)

정답 4번

해설. ④ 직렬리액터는 제5고조파를 제거하기 위해 제5고조파에서 직렬공진이 되도록 선정한다.
풀이: 5ω₀L = 1/(5ω₀C) → L = 1/((5ω₀)²C) = 1/((5 × 2πf₀)²C) = 1/((10πf₀)²C)
이론상 콘덴서 용량의 4 %이지만 주파수 변동 등을 고려해 실제로는 약 6 %를 설치한다.

22번

다음 중 송전선로의 역섬락을 방지하기 위한 대책으로 가장 알맞은 방법은?

1. 가공지선 설치

2. 피뢰기 설치

3. 매설지선 설치

4. 소호각 설치

정답 3번

해설. ③ 역섬락은 철탑이나 가공지선에 떨어진 뇌격 전류가 큰 탑각 접지저항을 흐르며 철탑 전위를 올려 철탑에서 전선으로 섬락하는 현상이므로, 매설지선을 설치해 탑각 접지저항을 낮추는 것이 가장 알맞은 대책이다.
① 가공지선은 직격뢰·유도뢰 차폐, ② 피뢰기는 기기 보호, ④ 소호각은 섬락 시 애자 보호용이다.

23번

증기 사이클에 대한 설명 중 틀린 것은?

1. 랭킨사이클의 열효율은 초기 온도 및 초기 압력이 높을수록 효율이 크다.

2. 재열사이클은 저압터빈에서 증기가 포화상태에 가까워졌을 때 증기를 다시 가열하여 고압터빈으로 보낸다.

3. 재생사이클은 증기 원동기 내에서 증기의 팽창 도중에 증기를 추출하여 급수를 예열한다.

4. 재열재생사이클은 재생사이클과 재열사이클을 조합하여 병용하는 방식이다.

정답 2번

해설. ② 재열사이클은 고압터빈에서 팽창하여 포화상태에 가까워진 증기를 보일러의 재열기로 다시 가열한 뒤 저압터빈으로 보내 팽창시킨다. 저압터빈 증기를 고압터빈으로 보낸다는 설명은 순서가 반대이다.
① 랭킨사이클은 초온·초압이 높고 배압이 낮을수록 효율이 높다. ③ 재생사이클은 추기로 급수를 예열한다. ④ 재열재생사이클은 두 방식을 함께 쓴다.

24번

배전선로의 3상 3선식 비접지 방식을 채용할 경우 나타나는 현상은?

1. 1선 지락 고장 시 고장 전류가 크다.

2. 1선 지락 고장 시 인접 통신선의 유도장해가 크다.

3. 고저압 혼촉고장 시 저압선의 전위상승이 크다.

4. 1선 지락 고장 시 건전상의 대지 전위상승이 크다.

정답 4번

해설. ④ 비접지 방식은 1선 지락 시 건전상의 대지 전위가 상전압의 √3배(선간전압)까지 상승하고, 간헐 아크 지락 시 이상전압이 생기기 쉽다.
반면 지락 전류는 대지 정전용량을 통한 충전전류뿐이어서 작고(①), 통신선 유도장해도 작다(②). 고저압 혼촉 시 저압선 전위 상승 문제는 변압기 중성점 접지로 대처하는 사항이다(③).

25번

파동임피던스 Z₁ = 500Ω인 선로에 파동임피던스 Z₂ = 1500Ω인 변압기가 접속되어 있다. 선로로부터 600kV의 전압파가 들어왔을 때, 접속점에서의 투과파 전압(kV)은?

1. 300

2. 600

3. 900

4. 1200

정답 3번

해설. ③ 풀이: 투과계수 γ = 2Z₂/(Z₁ + Z₂) = 2 × 1500/(500 + 1500) = 1.5
투과파 전압 = 1.5 × 600 = 900 kV
(반사계수 = (Z₂ − Z₁)/(Z₁ + Z₂) = 0.5 → 반사파 300 kV, 입사파 + 반사파 = 900 kV 와 일치)

26번

전력원선도에서 구할 수 없는 것은?

1. 송·수전할 수 있는 최대 전력

2. 필요한 전력을 보내기 위한 송·수전단 전압간의 상차각

3. 선로 손실과 송전 효율

4. 과도극한전력

정답 4번

해설. ④ 전력원선도는 송·수전단 전압과 선로정수로 정상상태의 전력 관계를 나타내므로 최대 전력(정태안정 극한전력), 필요한 상차각, 수전단 역률·조상설비 용량, 선로 손실과 송전 효율 등을 구할 수 있다.
과도극한전력은 고장 등 급격한 외란 시의 동특성과 관계되므로 전력원선도로 구할 수 없다.

27번

송배전선로의 고장전류 계산에서 영상 임피던스가 필요한 경우는?

1. 3상 단락 계산

2. 선간 단락 계산

3. 1선 지락 계산

4. 3선 단선 계산

정답 3번

해설. ③ 1선 지락 고장전류 Ig = 3Eₐ/(Z₀ + Z₁ + Z₂) 로 영상·정상·역상 임피던스가 모두 필요하다.
3상 단락은 정상 임피던스만, 선간 단락은 정상·역상 임피던스만 필요하며, 3선 단선은 고장전류 계산 대상이 아니다.

28번

송전전력, 송전거리, 전선로의 전력손실이 일정하고, 같은 재료의 전선을 사용한 경우 단상 2선식에 대한 3상 4선식의 1선당 전력비는 약 얼마인가? (단, 중성선은 외선과 같은 굵기이다.)

1. 0.7

2. 0.87

3. 0.94

4. 1.15

정답 2번

해설. ② 같은 선간전압 V, 역률 cosθ, 선전류 I 로 비교하면
단상 2선식 1선당 전력 = VIcosθ/2
3상 4선식 1선당 전력 = √3VIcosθ/4
비 = (√3/4)/(1/2) = √3/2 ≒ 0.87
(단상 3선식 1.33, 3상 3선식 1.15 와 함께 기억)

29번

66/22 kV, 2000 kVA 단상변압기 3대를 1뱅크로 운전하는 변전소로부터 전력을 공급받는 어떤 수전점에서의 3상단락전류는 약 몇 A 인가? (단, 변압기의 %리액턴스는 7 이고, 선로의 임피던스는 0 이다.)

1. 750

2. 1570

3. 1900

4. 2250

정답 4번

해설. ④ 풀이: 뱅크 용량 P = 3 × 2000 = 6000 kVA, 수전점 전압 22 kV
정격전류 Iₙ = P/(√3V) = 6000/(√3 × 22) ≒ 157.5 A
단락전류 Iₛ = (100/%X) × Iₙ = (100/7) × 157.5 ≒ 2250 A

30번

3상용 차단기의 정격 차단용량은?

1. √3 × 정격전압 × 정격차단전류

2. √3 × 정격전압 × 정격전류

3. 3 × 정격전압 × 정격차단전류

4. 3 × 정격전압 × 정격전류

정답 1번

해설. ① 3상 차단기의 정격 차단용량 Pₛ = √3 × 정격전압 × 정격차단전류 [MVA] 이다.
정격전류는 평상시 연속으로 흘릴 수 있는 전류이고, 차단용량은 차단할 수 있는 최대 단락전류(정격차단전류)로 정한다. 단상이면 √3 없이 정격전압 × 정격차단전류이다.

31번

다음 중 그 값이 항상 1 이상인 것은?

1. 부등률

2. 부하율

3. 수용률

4. 전압강하율

정답 1번

해설. ① 부등률 = 각 부하의 최대수용전력의 합 / 합성 최대수용전력 으로, 각 부하의 최대수요가 동시에 생기지 않으므로 항상 1 이상이다.
부하율(평균/최대)과 수용률(최대수용전력/설비용량)은 보통 1 이하이고, 전압강하율은 백분율로 작은 값이다.

32번

선간전압이 V(kV)이고 3상 정격용량이 P(kVA)인 전력계통에서 리액턴스가 X(ohm)라고 할 때, 이 리액턴스를 %리액턴스로 나타내면?

1. XP/(10V)

2. XP/(10V²)

3. XP/V²

4. 10V²/(XP)

정답 2번

해설. ② 풀이: %X = (Iₙₓ/E) × 100, Iₙ = P/(√3V)
단위를 맞추면(P: kVA, V: kV) %X = PX/(10V²)
검산: V = 100 kV, P = 10000 kVA, X = 10 Ω 이면 기준 임피던스 = V²/P = 10⁴/10 = 1000 Ω → %X = 10/1000 × 100 = 1 %, 식 PX/(10V²) = 10000 × 10/(10 × 10⁴) = 1 % 로 일치한다.

33번

전력계통을 연계시켜서 얻는 이득이 아닌 것은?

1. 배후 전력이 커져서 단락용량이 작아진다.

2. 부하 증가 시 종합첨두부하가 저감된다.

3. 공급 예비력이 절감된다.

4. 공급 신뢰도가 향상된다.

정답 1번

해설. ① 계통을 연계하면 배후 전력(전원 용량)이 커져 단락용량이 커지므로 차단기 용량을 늘려야 하는 단점이 생긴다.
연계의 이점: 부하 부등성으로 종합 첨두부하 저감(②), 공급 예비력 절감(③), 공급 신뢰도 향상(④), 경제적 운용 등.

34번

한류리액터를 사용하는 가장 큰 목적은?

1. 충전전류의 제한

2. 접지전류의 제한

3. 누설전류의 제한

4. 단락전류의 제한

정답 4번

해설. ④ 한류리액터는 선로에 직렬로 넣어 단락 고장 시 단락전류를 제한하여 차단기 용량을 줄이고 기기를 보호한다.
충전전류 억제 등은 분로리액터, 지락 아크 소호는 소호리액터, 제5고조파 제거는 직렬리액터의 역할이다.

35번

전원이 양단에 있는 환상선로의 단락보호에 사용되는 계전기는?

1. 방향거리 계전기

2. 부족전압 계전기

3. 선택접지 계전기

4. 부족전류 계전기

정답 1번

해설. ① 전원이 양단에 있는 환상(루프) 선로에서는 고장 방향과 고장점까지의 거리를 함께 판별해야 선택 차단이 되므로 방향거리 계전기를 사용한다.
방사상 선로는 과전류 계전기, 전원이 양단인 방사상 선로는 방향단락 계전기, 지락 보호는 선택접지 계전기를 쓴다.

36번

원자력발전소에서 비등수형 원자로에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 연료로 농축 우라늄을 사용한다.

2. 냉각재로 경수를 사용한다.

3. 물을 원자로 내에서 직접 비등시킨다.

4. 가압수형 원자로에 비해 노심의 출력밀도가 높다.

정답 4번

해설. ④ 비등수형 원자로(BWR)는 노 안에서 물을 직접 끓이므로 기포(보이드) 때문에 노심의 출력밀도가 가압수형(PWR)보다 낮다.
① 저농축 우라늄 연료, ② 감속재·냉각재로 경수 사용, ③ 노심에서 직접 증기를 만들어 증기발생기가 없고 터빈으로 바로 보내는 것이 BWR의 특징이다.

37번

개폐서지의 이상전압을 감쇄할 목적으로 설치하는 것은?

1. 단로기

2. 차단기

3. 리액터

4. 개폐저항기

정답 4번

해설. ④ 차단기 투입·개방 시 생기는 개폐서지를 줄이려면 차단기 접점에 병렬로 개폐저항기(투입·개방 저항)를 넣어 서지를 감쇄시킨다.
단로기는 무부하 회로 개폐용, 차단기는 고장전류 차단용이며, 리액터는 단락전류 제한·무효전력 조정용이다.

38번

반지름 0.6cm인 경동선을 사용하는 3상 1회선 송전선에서 선간거리를 2m로 정삼각형 배치할 경우, 각 선의 인덕턴스(mH/km)는 약 얼마인가?

1. 0.81

2. 1.21

3. 1.51

4. 1.81

정답 2번

해설. ② 풀이: 등가 선간거리 D = 2 m(정삼각형), 반지름 r = 0.6 cm = 0.006 m
L = 0.05 + 0.4605 log₁₀(D/r) [mH/km]
= 0.05 + 0.4605 × log₁₀(200/0.6)
= 0.05 + 0.4605 × 2.523 ≒ 1.21 mH/km

39번

수력발전소의 형식을 취수방법, 운용방법에 따라 분류할 수 있다. 다음 중 취수방법에 따른 분류가 아닌 것은?

1. 댐식

2. 수로식

3. 조정지식

4. 유역 변경식

정답 3번

해설. ③ 조정지식은 하루 중 부하 변동에 맞춰 물을 저류·조정하는 운용방법에 따른 분류이다(유입식, 조정지식, 저수지식, 양수식).
취수방법에 따른 분류: 수로식, 댐식, 댐수로식, 유역 변경식.

40번

부하의 역률을 개선할 경우 배전선로에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, 다른 조건은 동일하다.)

1. 설비용량의 여유 증가

2. 전압강하의 감소

3. 선로전류의 증가

4. 전력손실의 감소

정답 3번

해설. ③ 같은 유효전력을 보낼 때 역률을 개선하면 무효전류가 줄어 선로전류 I = P/(Vcosθ) 가 감소한다.
그 결과 전력손실(I²R) 감소(④), 전압강하 감소(②), 설비용량의 여유 증가(①), 전기요금 절감 효과가 있다.

41번

직류발전기를 병렬운전 할 때 균압모선이 필요한 직류기는?

1. 직권발전기, 분권발전기

2. 복권발전기, 직권발전기

3. 복권발전기, 분권발전기

4. 분권발전기, 단극발전기

정답 2번

해설. ② 직권 계자권선이 있는 발전기(직권·과복권)는 병렬운전 중 한 발전기의 전류가 늘면 그 계자 자속이 커져 기전력이 더 커지므로 부하 분담이 불안정해진다. 이를 막기 위해 직권 계자권선의 전기자 쪽 끝을 균압모선(균압선)으로 연결한다.
분권·단극 발전기는 균압모선이 필요 없다.

42번

3상 분권 정류자전동기에 속하는 것은?

1. 톰슨 전동기

2. 데리 전동기

3. 시라게 전동기

4. 애트킨슨 전동기

정답 3번

해설. ③ 시라게(Schrage) 전동기는 회전자에 1차 권선을 둔 3상 분권 정류자전동기로, 브러시 이동으로 속도 제어와 역률 개선이 가능하다.
톰슨·데리·애트킨슨 전동기는 모두 단상 반발전동기의 종류이다.

43번

3상 유도전동기의 기계적 출력 P(kW), 회전수 N(rpm)인 전동기의 토크(N·m)는?

1. 0.46 × P/N

2. 0.855 × P/N

3. 975 × P/N

4. 9549.3 × P/N

정답 4번

해설. ④ 풀이: T = P/ω = P/(2πN/60), P 가 kW 이면
T = 60 × 1000P/(2πN) = 9549.3 × P/N [N·m]
(kg·m 단위로 나타내면 T = 975 × P/N [kg·m] 로, 9.8 로 나누면 같다.)

44번

단권변압기에서 1차 전압 100V, 2차 전압 110V인 단권변압기의 자기용량과 부하용량의 비는?

1. 1/10

2. 1/11

3. 10

4. 11

정답 2번

해설. ② 풀이: 자기용량/부하용량 = (Vₕ − Vₗ)/Vₕ
= (110 − 100)/110 = 10/110 = 1/11
(단권변압기는 직렬권선 부분만 자기용량을 가지므로 승압비가 작을수록 자기용량이 작아 경제적이다.)

45번

전부하로 운전하고 있는 50Hz, 4극의 권선형 유도전동기가 있다. 전부하에서 속도를 1440 rpm에서 1000 rpm으로 변화시키자면 2차에 약 몇 Ω 의 저항을 넣어야 하는가? (단, 2차 저항은 0.02Ω 이다.)

1. 0.147

2. 0.18

3. 0.02

4. 0.024

정답 1번

해설. ① 풀이: Nₛ = 120f/p = 120 × 50/4 = 1500 rpm
s₁ = (1500 − 1440)/1500 = 0.04, s₂ = (1500 − 1000)/1500 = 1/3
비례추이: r₂/s₁ = (r₂ + R)/s₂ → R = r₂(s₂/s₁ − 1)
= 0.02 × (8.33 − 1) ≒ 0.147 Ω

46번

4극, 중권, 총 도체 수 500, 극당 자속이 0.01 Wb인 직류발전기가 100V의 기전력을 발생시키는데 필요한 회전수는 몇 rpm 인가?

1. 800

2. 1000

3. 1200

4. 1600

정답 3번

해설. ③ 풀이: E = pZφN/(60a), 중권이므로 a = p = 4
N = 60aE/(pZφ) = 60 × 4 × 100/(4 × 500 × 0.01)
= 24000/20 = 1200 rpm

47번

취급이 간단하고 기동시간이 짧아서 섬과 같이 전력계통에서 고립된 지역, 선박 등에 사용되는 소용량 전원용 발전기는?

1. 터빈 발전기

2. 엔진 발전기

3. 수차 발전기

4. 초전도 발전기

정답 2번

해설. ② 엔진(디젤) 발전기는 취급이 간단하고 기동·정지가 빨라 섬, 선박, 비상용 등 계통에서 고립된 곳의 소용량 전원으로 쓰인다.
터빈 발전기는 대용량 화력·원자력용, 수차 발전기는 수력용이며, 초전도 발전기는 실용화 연구 단계이다.

48번

포화되지 않은 직류발전기의 회전수가 4배로 증가되었을 때 기전력을 전과 같은 값으로 하려면 자속을 속도 변화 전에 비해 얼마로 하여야 하는가?

1. 1/2

2. 1/3

3. 1/4

4. 1/8

정답 3번

해설. ③ 풀이: 직류발전기의 기전력 E = kφN (k = pZ/(60a)) 이므로, E 를 일정하게 하려면 φN = 일정, 즉 자속은 회전수에 반비례해야 한다.
φ₂ = φ₁ × N₁/N₂ = φ₁ × 1/4
따라서 회전수가 4배가 되면 자속을 1/4 로 줄여야 한다(포화되지 않았으므로 계자전류도 1/4).

49번

동기기의 안정도를 증진시키는 방법이 아닌 것은?

1. 단락비를 크게 할 것

2. 속응여자방식을 채용할 것

3. 정상 리액턴스를 크게 할 것

4. 영상 및 역상 임피던스를 크게 할 것

정답 3번

해설. ③ 안정도를 높이려면 동기(정상) 리액턴스를 작게 해야 한다(최대 전력 P = EV/X 증가).
그 밖에 단락비를 크게(①), 속응여자방식 채용(②), 영상·역상 임피던스를 크게(④), 회전자 관성(플라이휠 효과)을 크게, 조속기 동작을 신속하게 한다.

50번

동기발전기 단절권의 특징이 아닌 것은?

1. 코일 간격이 극 간격보다 작다.

2. 전절권에 비해 합성 유기 기전력이 증가한다.

3. 전절권에 비해 코일 단이 짧게 되므로 재료가 절약된다.

4. 고조파를 제거해서 전절권에 비해 기전력의 파형이 좋아진다.

정답 2번

해설. ② 단절권은 코일 간격이 극 간격보다 짧아 단절계수 kₚ = sin(βπ/2) < 1 이므로 합성 유기 기전력은 전절권보다 감소한다.
①·③ 코일 간격이 짧아 코일 단이 짧아지고 동량이 절약되며, ④ 특정 고조파를 제거하여 기전력 파형이 좋아지는 것이 장점이다.

51번

동기발전기의 단자부근에서 단락 시 단락전류는?

1. 서서히 증가하여 큰 전류가 흐른다.

2. 처음부터 일정한 큰 전류가 흐른다.

3. 무시할 정도의 작은 전류가 흐른다.

4. 단락된 순간은 크나, 점차 감소한다.

정답 4번

해설. ④ 단락 순간에는 전기자 반작용이 늦게 나타나 누설 리액턴스만으로 전류가 제한되므로 큰 돌발 단락전류가 흐르고, 이후 전기자 반작용이 생기면 동기 리액턴스로 제한되어 점차 감소해 지속 단락전류가 된다.

52번

6상 반파정류회로에서 297V의 직류전압을 얻기 위한 입력측 각 상전압은 약 몇 V 인가? (단, 부하는 순수 저항부하이다.)

1. 110

2. 220

3. 380

4. 440

정답 2번

해설. ② 풀이: m상 반파정류의 직류전압 Ed = √2E × (m/π) × sin(π/m)
6상이면 Ed = √2E × (6/π) × sin30° ≒ 1.35E
E = 297/1.35 ≒ 220 V

53번

권선형 유도전동기 2대를 직렬종속으로 운전하는 경우 그 동기속도는 어떤 전동기의 속도와 같은가?

1. 두 전동기 중 적은 극수를 갖는 전동기

2. 두 전동기 중 많은 극수를 갖는 전동기

3. 두 전동기의 극수의 합과 같은 극수를 갖는 전동기

4. 두 전동기의 극수의 합의 평균과 같은 극수를 갖는 전동기

정답 3번

해설. ③ 직렬종속법은 한 전동기의 2차 출력을 다른 전동기의 1차에 공급하는 방식으로, 동기속도 N = 120f/(p₁ + p₂) 가 된다. 즉 두 전동기 극수의 합과 같은 극수를 가진 전동기의 속도와 같다.
차동종속이면 N = 120f/(p₁ − p₂), 병렬종속이면 N = 2 × 120f/(p₁ + p₂) 이다.

54번

GTO 사이리스터의 특징으로 틀린 것은?

1. 각 단자의 명칭은 SCR 사이리스터와 같다.

2. 온(On) 상태에서는 양방향 전류특성을 보인다.

3. 온(On) 드롭(Drop)은 약 2~4V가 되어 SCR 사이리스터 보다 약간 크다.

4. 오프(Off) 상태에서는 SCR 사이리스터처럼 양방향 전압저지능력을 갖고 있다.

정답 2번

해설. ② GTO는 게이트 신호로 턴온과 턴오프가 모두 가능한 역저지 3단자 사이리스터로, 온 상태에서는 SCR처럼 애노드→캐소드 한 방향으로만 전류가 흐른다(단방향).
① 단자는 애노드·캐소드·게이트, ③ 온 전압강하는 SCR보다 약간 크며, ④ 오프 상태에서는 양방향 전압 저지 능력이 있다.

55번

직류기의 권선을 단중 파권으로 감으면 어떻게 되는가?

1. 저압 대전류용 권선이다.

2. 균압환을 연결해야 한다.

3. 내부 병렬 회로수가 극수만큼 생긴다.

4. 전기자 병렬 회로수가 극수에 관계없이 언제나 2 이다.

정답 4번

해설. ④ 단중 파권은 극수와 관계없이 병렬 회로수 a = 2 이다.
따라서 전류 통로가 적어 고전압 소전류용에 알맞고, 균압환이 필요 없다. 병렬 회로수가 극수와 같고(a = p) 균압환이 필요한 저전압 대전류용 권선은 중권이다.

56번

210/105V의 변압기를 그림과 같이 결선하고 고압측에 200V의 전압을 가하면 전압계의 지시는 몇 V 인가? (단, 변압기는 가극성이다.)

1. 100

2. 200

3. 300

4. 400

정답 3번

해설. ③ 권수비 a = 210/105 = 2 이므로 고압측 200 V 를 가하면 저압측 전압 V₂ = 200/2 = 100 V.
가극성 변압기에서 V 와 v 를 연결하고 U-u 사이에 전압계를 연결하면 1·2차 전압이 더해진다.
지시값 = V₁ + V₂ = 200 + 100 = 300 V (감극성이면 200 − 100 = 100 V)

57번

단면적 10cm² 인 철심에 200회의 권선을 감고, 이 권선에 60Hz, 60V인 교류전압을 인가하였을 때, 철심의 최대자속밀도는 약 몇 Wb/m² 인가?

1. 1.126 × 10⁻³

2. 1.126

3. 2.252 × 10⁻³

4. 2.252

정답 2번

해설. ② 풀이: E = 4.44fNBₘₐ 에서
Bₘ = E/(4.44fNA) = 60/(4.44 × 60 × 200 × 10 × 10⁻⁴)
= 60/53.28 ≒ 1.126 Wb/m²
(단면적 10 cm² = 10 × 10⁻⁴ m²)

58번

2상 교류 서보모터를 구동하는데 필요한 2상전압을 얻는 방법으로 널리 쓰이는 방법은?

1. 2상 전원을 직접 이용하는 방법

2. 환상 결선 변압기를 이용하는 방법

3. 여자권선에 리액터를 삽입하는 방법

4. 증폭기 내에서 위상을 조정하는 방법

정답 4번

해설. ④ 2상 서보모터는 기준(여자) 권선에는 전원 전압을 직접 가하고, 제어 권선에는 서보 증폭기의 출력을 가하는데, 증폭기 내에서 위상을 90° 조정하여 두 권선 전압이 2상 전압이 되게 하는 방법이 널리 쓰인다.
2상 전원을 따로 두거나 리액터·콘덴서로 위상을 바꾸는 방법은 제어성이 떨어진다.

59번

3상 변압기의 병렬운전 조건으로 틀린 것은?

1. 각 군의 임피던스가 용량에 비례할 것

2. 각 변압기의 백분율 임피던스 강하가 같을 것

3. 각 변압기의 권수비가 같고 1차와 2차의 정격전압이 같을 것

4. 각 변압기의 상회전 방향 및 1차와 2차 선간전압의 위상 변위가 같을 것

정답 1번

해설. ① 병렬운전 시 부하는 누설 임피던스에 반비례하여 분담되므로, 각 변압기의 임피던스는 정격용량에 반비례해야 용량에 비례한 부하 분담이 된다.
② %임피던스 강하가 같을 것, ③ 권수비·정격전압이 같을 것, ④ 3상은 상회전 방향과 위상 변위가 같을 것, 그 밖에 극성이 같고 저항과 리액턴스의 비가 같을 것.

60번

전력의 일부를 전원측에 반환할 수 있는 유도전동기의 속도제어법은?

1. 극수 변환법

2. 크레머 방식

3. 2차 저항 가감법

4. 세르비우스 방식

정답 4번

해설. ④ 세르비우스 방식은 권선형 유도전동기의 2차 슬립 전력을 정류한 뒤 인버터로 교류로 바꾸어 전원측에 반환하는 속도제어법이다.
② 크레머 방식은 2차 슬립 전력을 직류전동기로 기계적 동력으로 바꾸어 축에 되돌린다. ③ 2차 저항법은 슬립 전력을 저항에서 열로 소비하고, ① 극수 변환은 단계적 속도제어이다.

61번

RL 직렬회로에 순시치 전압 v(t) = 20 + 100sinωt + 40sin(3ωt+60°) + 40sin5ωt(V)를 가할 때 제5고조파 전류의 실효값 크기는 약 몇 A 인가? (단, R = 4Ω, ωL = 1Ω 이다.)

1. 4.4

2. 5.66

3. 6.25

4. 8.0

정답 1번

해설. ① 풀이: 제5고조파 전압 실효값 V₅ = 40/√2 ≒ 28.28 V
제5고조파 임피던스 Z₅ = √(R² + (5ωL)²) = √(4² + 5²) = √41 ≒ 6.40 Ω
I₅ = V₅/Z₅ = 28.28/6.40 ≒ 4.4 A

62번

회로의 단자 a와 b 사이에 나타나는 전압 Vab는 몇 V 인가?

1. 3

2. 9

3. 10

4. 12

정답 3번

해설. ③ 풀이(밀만의 정리): 두 가지 모두 + 극이 a 쪽이므로
Vab = (E₁/R₁ + E₂/R₂)/(1/R₁ + 1/R₂)
= (9/3 + 12/6)/(1/3 + 1/6) = 5/0.5 = 10 V
(중첩으로 풀어도 순환전류 (12 − 9)/9 = 1/3 A, Vab = 9 + 3 × 1/3 = 10 V)

63번

그림과 같은 회로의 구동점 임피던스(Ω)는?

1. 2(2s + 1)/(2s² + s + 2)

2. (2s² + s − 2)/(−2(2s + 1))

3. −2(2s + 1)/(2s² + s − 2)

4. (2s² + s + 2)/(2(2s + 1))

정답 1번

해설. ① 풀이: 1/2 F 커패시터의 임피던스 = 1/(Cs) = 2/s, 직렬 가지 = 1 + 2s
Z(s) = (2/s)(1 + 2s)/(2/s + 1 + 2s)
분모·분자에 s 를 곱하면 Z(s) = 2(2s + 1)/(2s² + s + 2) [Ω]

64번

대칭 3상 전압이 공급되는 3상 유도전동기에서 그림과 같이 계기를 접속하였을 때 각 계기의 지시는 다음과 같다. 유도전동기의 역률은 약 얼마인가?
전력계(W₁): 2.84kW, 전력계(W₂): 6.00kW, 전압계(V): 200V, 전류계(A): 30A

1. 0.70

2. 0.75

3. 0.80

4. 0.85

정답 4번

해설. ④ 풀이(2전력계법): 유효전력 P = W₁ + W₂ = 2.84 + 6.00 = 8.84 kW
피상전력 S = √3VI = √3 × 200 × 30 ≒ 10.39 kVA
역률 cosθ = P/S = 8.84/10.39 ≒ 0.85

65번

△결선으로 운전 중인 3상 변압기에서 하나의 변압기 고장에 의해 V결선으로 운전하는 경우, V결선으로 공급할 수 있는 전력은 고장 전 △결선으로 공급할 수 있는 전력에 비해 약 몇 % 인가?

1. 86.6

2. 75.0

3. 66.7

4. 57.7

정답 4번

해설. ④ 풀이: 변압기 1대 용량을 P 라 하면 △결선 출력 = 3P, V결선 출력 = √3P
출력비 = √3P/3P = 1/√3 ≒ 0.577 → 57.7 %
(V결선 변압기의 이용률은 √3/2 ≒ 86.6 %)

66번

그림의 교류 브리지 회로가 평형이 되는 조건은?

1. L = R₁R₂/C

2. L = C/(R₁R₂)

3. L = R₁R₂C

4. L = (R₂/R₁)C

정답 3번

해설. ③ 브리지 평형 조건은 마주 보는 변의 임피던스 곱이 같은 것이다.
a-c 변 R₁ 과 d-b 변 R₂, a-d 변 jωL 과 c-b 변 1/(jωC) 가 마주 보므로
R₁R₂ = jωL × 1/(jωC) = L/C
∴ L = R₁R₂C

67번

불평형 3상 전류 Ia = 25 + j4(A), Ib = −18 − j16(A), Ic = 7 + j15(A) 일 때 영상전류 I₀(A)는?

1. 2.67 + j

2. 2.67 + j2

3. 4.67 + j

4. 4.67 + j2

정답 3번

해설. ③ 풀이: I₀ = (Ia + Ib + Ic)/3
실수부: 25 − 18 + 7 = 14, 허수부: 4 − 16 + 15 = 3
I₀ = (14 + j3)/3 ≒ 4.67 + j1 A

68번

f(t) = tⁿ의 라플라스 변환 식은?

1. n/sⁿ

2. (n + 1)/sⁿ⁺¹

3. n!/sⁿ⁺¹

4. (n + 1)/s^(n!)

정답 3번

해설. ③ ℒ[tⁿ] = ∫₀^∞ tⁿe⁻ˢᵗ dt = n!/sⁿ⁺¹ 이다.
예: ℒ[1] = 1/s, ℒ[t] = 1/s², ℒ[t²] = 2/s³, ℒ[t³] = 6/s⁴ 로 규칙을 확인할 수 있다(부분적분을 반복하면 n! 이 생긴다).

69번

4단자 정수 A, B, C, D 중에서 전압이득의 차원을 가진 정수는?

1. A

2. B

3. C

4. D

정답 1번

해설. ① 4단자 방정식 V₁ = AV₂ + BI₂, I₁ = CV₂ + DI₂ 에서
A = V₁/V₂ (I₂ = 0) → 전압비(전압이득의 차원, 무차원)
B = V₁/I₂ → 임피던스 차원, C = I₁/V₂ → 어드미턴스 차원, D = I₁/I₂ → 전류비(전류이득)

70번

분포정수회로에서 직렬 임피던스를 Z, 병렬어드미턴스를 Y라 할 때, 선로의 특성임피던스 Zc는?

1. ZY

2. √(ZY)

3. √(Y/Z)

4. √(Z/Y)

정답 4번

해설. ④ 특성임피던스 Zc = √(Z/Y) = √((R + jωL)/(G + jωC)) [Ω] 이다.
√(ZY) 는 전파정수 γ = √((R + jωL)(G + jωC)) 이다. 무손실 선로이면 Zc = √(L/C) 가 된다.

71번

e(t)의 z변환을 E(z)라고 했을 때 e(t)의 초기값 e(0)는?

1. lim(z→1) E(z)

2. lim(z→∞) E(z)

3. lim(z→1) (1 − z⁻¹)E(z)

4. lim(z→∞) (1 − z⁻¹)E(z)

정답 2번

해설. ② z변환의 초기값 정리: e(0) = lim(z→∞) E(z)
최종값 정리: e(∞) = lim(z→1) (1 − z⁻¹)E(z)
(라플라스 변환의 초기값 lim(s→∞) sF(s), 최종값 lim(s→0) sF(s) 에 대응)

72번

폐루프 시스템에서 응답의 잔류 편차 또는 정상상태오차를 제거하기 위한 제어 기법은?

1. 비례 제어

2. 적분 제어

3. 미분 제어

4. on-off 제어

정답 2번

해설. ② 적분 제어(I 동작)는 편차를 누적하여 조작량을 만들므로 편차가 남아 있는 한 출력이 계속 변해 잔류편차(오프셋, 정상상태오차)를 없앤다.
① 비례 제어는 잔류편차가 남고, ③ 미분 제어는 편차 변화율에 대응해 과도 특성(오버슈트)을 개선하며, ④ on-off 제어는 사이클링(오프셋)이 생긴다.

73번

근궤적의 성질 중 틀린 것은?

1. 근궤적은 실수축을 기준으로 대칭이다.

2. 점근선은 허수축 상에서 교차한다.

3. 근궤적의 가지 수는 특성방정식의 차수와 같다.

4. 근궤적은 개루프 전달함수의 극점으로부터 출발한다.

정답 2번

해설. ② 점근선은 실수축 위의 한 점(σ = (Σ극점 − Σ영점)/(P − Z))에서 교차한다. 허수축과 만나는 점은 안정 한계(임계 이득)를 나타내는 점이다.
① 근궤적은 실수축에 대칭, ③ 가지 수는 특성방정식의 차수(극점 수와 영점 수 중 큰 것)와 같고, ④ 개루프 전달함수의 극점(K = 0)에서 출발해 영점(K = ∞)에서 끝난다.

74번

Routh-Hurwitz 안정도 판별법을 이용하여 특성방정식이 s³ + 3s² + 3s + 1 + K = 0 으로 주어진 제어시스템이 안정하기 위한 K의 범위를 구하면?

1. -1 ≤ K ＜ 8

2. -1 ＜ K ≤ 8

3. -1 ＜ K ＜ 8

4. K ＜ -1 또는 K ＞ 8

정답 3번

해설. ③ 풀이: 라우스 표
s³: 1, 3
s²: 3, 1 + K
s¹: (3 × 3 − (1 + K))/3 = (8 − K)/3
s⁰: 1 + K
제1열이 모두 양이어야 하므로 8 − K > 0, 1 + K > 0 → −1 < K < 8
(K = 8 이면 s¹ 행이 0 이 되어 임계안정, K = −1 이면 원점에 근)

75번

그림의 신호 흐름 선도에서 C(s)/R(s)는?

1. −2/5

2. −6/19

3. −12/29

4. −12/37

정답 2번

해설. ② 풀이(메이슨 공식): 전향경로 이득 G₁ = 1 × 3 × 4 × 1 = 12
루프 L₁ = 3 × 5 = 15, L₂ = 4 × 6 = 24 (두 루프는 가운데 마디를 공유하여 서로 접촉)
Δ = 1 − (L₁ + L₂) = 1 − 39 = −38, 경로가 모든 루프에 접촉하므로 Δ₁ = 1
C/R = 12/(−38) = −6/19

76번

그림과 같은 블록선도의 제어시스템에서 속도 편차 상수 Kᵥ는 얼마인가?

1. 0

2. 0.5

3. 2

4. ∞

정답 3번

해설. ③ 풀이: 개루프 전달함수 G(s) = (s + 2)/(s + 4) × 4/(s(s + 1)) (단위 피드백, 1형 시스템)
Kᵥ = lim(s→0) sG(s) = lim(s→0) 4(s + 2)/((s + 4)(s + 1))
= (4 × 2)/(4 × 1) = 2

77번

시스템행렬 A가 다음과 같을 때 상태천이행렬을 구하면? (단, 행렬은 [1행 ; 2행] 형식으로 나타내며, 같은 행의 원소는 쉼표로 구분한다.)
A = [0, 1 ; −2, −3]

1. [2eᵗ − e²ᵗ, −eᵗ + e²ᵗ ; 2eᵗ − 2e²ᵗ, −eᵗ − 2e²ᵗ]

2. [2eᵗ − e⁻²ᵗ, eᵗ − e⁻²ᵗ ; −2eᵗ + 2e⁻²ᵗ, −e⁻ᵗ − 2e²ᵗ]

3. [2e⁻ᵗ − e⁻²ᵗ, −e⁻ᵗ + e⁻²ᵗ ; 2e⁻ᵗ − 2e⁻²ᵗ, −e⁻ᵗ − 2e⁻²ᵗ]

4. [2e⁻ᵗ − e⁻²ᵗ, e⁻ᵗ − e⁻²ᵗ ; −2e⁻ᵗ + 2e⁻²ᵗ, −e⁻ᵗ + 2e⁻²ᵗ]

정답 4번

해설. ④ 풀이: Φ(t) = ℒ⁻¹[(sI − A)⁻¹]
sI − A = [s, −1 ; 2, s + 3], 행렬식 = s² + 3s + 2 = (s + 1)(s + 2)
(sI − A)⁻¹ = [s + 3, 1 ; −2, s] / ((s + 1)(s + 2))
부분분수 후 역변환: Φ₁₁ = 2e⁻ᵗ − e⁻²ᵗ, Φ₁₂ = e⁻ᵗ − e⁻²ᵗ, Φ₂₁ = −2e⁻ᵗ + 2e⁻²ᵗ, Φ₂₂ = −e⁻ᵗ + 2e⁻²ᵗ
(검산: Φ(0) = 단위행렬)

78번

다음 논리식을 간단히 한 것은? (단, 문자 위의 줄은 부정(NOT)을 뜻한다.)
Y = ĀBCD̄ + ĀBCD + ĀB̄CD̄ + ĀB̄CD

1. Y = ĀC

2. Y = AC̄

3. Y = AB

4. Y = BC

정답 1번

해설. ① 풀이: 네 항 모두 Ā 와 C 를 공통으로 가진다.
Y = ĀC(BD̄ + BD + B̄D̄ + B̄D)
= ĀC{B(D̄ + D) + B̄(D̄ + D)} = ĀC(B + B̄) = ĀC

79번

전달함수가 G(s) = 10/(s² + 3s + 2) 으로 표현되는 제어시스템에서 직류 이득은 얼마인가?

1. 1

2. 2

3. 3

4. 5

정답 4번

해설. ④ 직류 이득은 주파수 0(s = 0)에서의 이득이다.
G(0) = 10/(0 + 0 + 2) = 5
(단위 계단 입력에 대한 정상상태 출력의 크기와 같으며, 최종값 정리 lim(s→0) s × G(s) × 1/s = G(0) 로도 구할 수 있다.)

80번

전달함수가 C(s)/R(s) = 25/(s² + 6s + 25) 인 2차 제어시스템의 감쇠 진동 주파수(ωd)는 몇 rad/sec 인가?

1. 3

2. 4

3. 5

4. 6

정답 2번

해설. ② 풀이: 표준형 ωn²/(s² + 2ζωₙₛ + ωn²) 와 비교
ωn² = 25 → ωn = 5 rad/s, 2ζωₙ = 6 → ζ = 0.6
ωd = ωn√(1 − ζ²) = 5 × √(1 − 0.36) = 5 × 0.8 = 4 rad/s

81번

버스 덕트 공사에 의한 저압 옥내배선 시설공사에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 덕트(환기형의 것을 제외)의 끝부분은 막지말 것

2. 덕트는 211과 140에 준하여 접지공사를 할 것

3. 덕트(환기형의 것을 제외)의 내부에 먼지가 침입하지 아니하도록 할 것

4. 덕트를 조영재에 붙이는 경우에는 덕트의 지지점 간의 거리를 3m 이하로 하고 또한 견고하게 붙일 것

정답 1번

해설. ① KEC 232.61.1 에 따라 덕트(환기형 제외)의 끝부분은 막아야 한다.
그 밖에 덕트 상호 간 및 전선 상호 간은 견고하고 전기적으로 완전하게 접속, 조영재에 붙이는 경우 지지점 간 거리 3 m(취급자 외 출입 불가 장소에서 수직으로 붙이면 6 m) 이하, 덕트(환기형 제외) 내부에 먼지 침입 방지, 덕트는 211과 140에 준하여 접지공사를 한다.
※ 현행 KEC 232.61 기준에 맞게 보기를 고쳤다.

82번

다음 ( ) 에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

전차선로는 무선설비의 기능에 계속적이고 또한 중대한 장해를 주는 ( )가 생길 우려가 있는 경우에는 이를 방지하도록 시설하여야 한다.

1. 전자파

2. 혼촉

3. 단락

4. 정전기

정답 1번

해설. ① KEC 461.6(전자파 장해의 방지)에 따라 전차선로는 무선설비의 기능에 계속적이고 또한 중대한 장해를 주는 전자파가 생길 우려가 있는 경우에는 이를 방지하도록 시설하여야 한다.
전자파 방사성 방해 허용기준은 궤도중심선에서 10 m 떨어진 지점에서 측정한다.
※ 현행 KEC 461.6 기준에 맞게 보기를 고쳤다.

83번

고압 가공전선로에 사용하는 가공지선은 지름 몇 mm 이상의 나경동선을 사용하여야 하는가?

1. 2.6

2. 3.0

3. 4.0

4. 5.0

정답 3번

해설. ③ KEC 332.6 에 따라 고압 가공전선로에 사용하는 가공지선은 인장강도 5.26 kN 이상의 것 또는 지름 4 mm 이상의 나경동선을 사용한다.
(특고압 가공전선로의 가공지선은 인장강도 8.01 kN 이상 또는 지름 5 mm 이상의 나경동선)

84번

금속제 외함을 가진 저압의 기계기구로서 사람이 쉽게 접촉될 우려가 있는 곳에 시설하는 경우 전기를 공급받는 전로에 지락이 생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 설치하여야 하는 기계기구의 사용전압이 몇 V를 초과하는 경우인가?

1. 30

2. 50

3. 100

4. 150

정답 2번

해설. ② KEC 211.2.4 에 따라 금속제 외함을 가지는 사용전압이 50 V를 초과하는 저압의 기계기구로서 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 것에 전기를 공급하는 전로에는 누전차단기를 시설한다.
다만 건조한 곳, 대지전압 150 V 이하 기계기구를 물기 없는 곳에 시설, 이중절연구조 등은 제외된다.

85번

사람이 상시 통행하는 터널 안의 배선(전기기계기구 안의 배선, 관등회로의 배선 및 소세력 회로의 전선은 제외)의 시설기준에 적합하지 않은 것은? (단, 사용전압이 저압의 것에 한한다.)

1. 합성수지관 공사로 시설하였다.

2. 공칭단면적 2.5mm² 의 연동선을 사용하였다.

3. 애자사용공사 시 전선의 높이는 노면상 2m로 시설하였다.

4. 전로에는 터널의 입구 가까운 곳에 전용개폐기를 시설하였다.

정답 3번

해설. ③ KEC 242.7.1 에 따라 애자공사로 시설하는 경우 전선은 노면상 2.5 m 이상의 높이로 하여야 하므로 2 m 는 부적합하다.
전선은 공칭단면적 2.5 mm² 연동선 이상의 절연전선(OW·DV 제외)을 쓰고, 케이블·합성수지관·금속관 공사 등도 가능하며, 전로에는 터널 입구 가까운 곳에 전용 개폐기를 시설한다.

86번

과전류차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압전로에 사용하는 비포장 퓨즈는 정격전류 2배 전류 시 몇 분안에 용단되어야 하는가?

1. 1분

2. 2분

3. 5분

4. 10분

정답 2번

해설. ② KEC 341.10 에 따라 고압전로에 사용하는 비포장 퓨즈는 정격전류의 1.25배의 전류에 견디고, 2배의 전류로 2분 안에 용단되어야 한다.
포장 퓨즈는 정격전류의 1.3배에 견디고 2배의 전류로 120분 안에 용단되는 것(또는 고압전류제한퓨즈)이어야 한다.

87번

옥내에 시설하는 저압전선에 나전선을 사용할 수 있는 경우는?

1. 버스덕트 공사에 의하여 시설하는 경우

2. 금속덕트 공사에 의하여 시설하는 경우

3. 합성수지관 공사에 의하여 시설하는 경우

4. 후강전선관 공사에 의하여 시설하는 경우

정답 1번

해설. ① KEC 231.4 에 따라 옥내 저압전선에는 나전선을 사용할 수 없으나 버스덕트공사, 라이팅덕트공사, 접촉전선, 애자공사로 전개된 곳에 시설하는 전기로용 전선·피복 절연물이 부식하는 장소의 전선·취급자 외 출입 불가 장소의 전선은 예외이다.
금속덕트·합성수지관·금속관(후강전선관) 공사는 절연전선을 사용해야 한다.

88번

제2종 특고압 보안공사 시 지지물로 사용하는 철탑의 지지물 간 거리(경간)를 400m 초과로 하려면 몇 mm² 이상의 경동연선을 사용하여야 하는가?

1. 38

2. 55

3. 82

4. 95

정답 4번

해설. ④ KEC 333.22 에 따라 제2종 특고압 보안공사의 지지물 간 거리는 목주·A종 100 m, B종 200 m, 철탑 400 m(단주 300 m) 이하로 한다.
다만 인장강도 38.05 kN 이상의 연선 또는 단면적 95 mm² 이상인 경동연선을 사용하고 지지물에 B종 철주·B종 철근 콘크리트주 또는 철탑을 사용하는 경우에는 이 제한을 받지 않는다.

89번

케이블 트레이공사에 사용하는 케이블 트레이에 대한 기준으로 틀린 것은?

1. 안전율은 1.5 이상으로 하여야 한다.

2. 비금속제 케이블 트레이는 수밀성 재료의 것이어야 한다.

3. 금속제 케이블 트레이 계통은 기계적 및 전기적으로 완전하게 접속하여야 한다.

4. 금속재의 것은 방식처리를 한 것이거나 내식성 재료의 것이어야 한다.

정답 2번

해설. ② KEC 232.41.2 에 따라 비금속제 케이블 트레이는 난연성 재료의 것이어야 한다(수밀성 아님).
① 안전율 1.5 이상, ③ 금속제 케이블트레이시스템은 기계적·전기적으로 완전하게 접속하고 금속제 트레이는 211과 140에 준하여 접지, ④ 금속재의 것은 방식처리 또는 내식성 재료일 것.
※ 현행 KEC 232.41 기준에 맞게 보기를 고쳤다.

90번

지중전선로에 사용하는 지중함의 시설기준으로 틀린 것은?

1. 지중함은 견고하고 차량 기타 중량물의 압력에 견디는 구조일 것

2. 지중함은 그 안의 고인 물을 제거할 수 있는 구조로 되어있을 것

3. 지중함의 뚜껑은 시설자 이외의 자가 쉽게 열 수 없도록 시설할 것

4. 폭발성의 가스가 침입할 우려가 있는 것에 시설하는 지중함으로서 그 크기가 0.5m³ 이상인 것에는 통풍장치 기타 가스를 방산시키기 위한 적당한 장치를 시설할 것

정답 4번

해설. ④ KEC 334.2 에 따라 폭발성 또는 연소성의 가스가 침입할 우려가 있는 곳에 시설하는 지중함으로서 크기가 1 m³ 이상인 것에 통풍장치 기타 가스 방산 장치를 시설한다(0.5 m³ 아님).
①·②·③ 은 KEC 334.2 의 규정 그대로이다(견고·중량물 압력에 견디는 구조, 고인 물 제거 구조, 뚜껑은 시설자 외 쉽게 열 수 없게).

91번

그림은 전력선 반송통신용 결합장치의 보안장치이다. 여기에서 CC는 어떤 커패시터인가?

1. 결합 커패시터

2. 전력용 커패시터

3. 정류용 커패시터

4. 축전용 커패시터

정답 1번

해설. ① KEC 362.11 의 전력선 반송 통신용 결합장치 보안장치 그림에서 CC는 결합커패시터(결합안테나 포함)이다.
그 밖에 CF: 결합필터, DR: 배류선륜(2 A 이상), L₁: 교류 300 V 이하에서 동작하는 피뢰기, L₂: 1.3 kV 초과 1.6 kV 이하 방전갭, L₃: 2 kV 초과 3 kV 이하 구상 방전갭, S: 접지용 개폐기, F: 10 A 이하 포장퓨즈, FD: 동축케이블, E: 접지이다.

92번

가공전선로의 지지물에 하중이 가하여지는 경우에 그 하중을 받는 지지물의 기초 안전율은 얼마 이상이어야 하는가? (단, 이상 시 상정하중은 무관)

1. 1.5

2. 2.0

3. 2.5

4. 3.0

정답 2번

해설. ② KEC 331.7 에 따라 가공전선로 지지물의 기초 안전율은 2 이상이어야 한다.
다만 이상 시 상정하중이 가하여지는 철탑의 기초는 1.33 이상이며, 일정 길이·설계하중 이하의 철근 콘크리트주·목주 등을 규정된 깊이 이상으로 묻는 경우에는 적용하지 않는다.

93번

다리(교량)의 윗면에 시설하는 고압 전선로는 전선의 높이를 다리의 노면상 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

1. 3

2. 4

3. 5

4. 6

정답 3번

해설. ③ KEC 335.6 에 따라 다리의 윗면에 시설하는 고압 전선로는 전선의 높이를 다리의 노면상 5 m 이상으로 하고, 전선은 케이블을 사용한다(철도·궤도 전용 다리는 인장강도 5.26 kN 이상 또는 지름 4 mm 이상 경동선 가능).
저압 전선로도 다리 윗면은 노면상 5 m 이상이다.

94번

발전소에서 계측하는 장치를 시설하여야 하는 사항에 해당하지 않는 것은?

1. 특고압용 변압기의 온도

2. 발전기의 회전수 및 주파수

3. 발전기의 전압 및 전류 또는 전력

4. 발전기의 베어링(수중 메탈을 제외한다) 및 고정자의 온도

정답 2번

해설. ② KEC 351.6 에 따라 발전소에서 계측할 사항: 발전기·연료전지·태양전지 모듈의 전압 및 전류 또는 전력, 발전기의 베어링(수중 메탈 제외) 및 고정자의 온도, 정격출력 10,000 kW 초과 증기터빈 발전기의 진동 진폭, 주요 변압기의 전압 및 전류 또는 전력, 특고압용 변압기의 온도.
발전기의 회전수 및 주파수는 해당하지 않는다.

95번

수소냉각식 발전기 및 이에 부속하는 수소냉각장치의 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 발전기안의 수소의 밀도를 계측하는 장치를 시설할 것

2. 발전기안의 수소의 순도가 85% 이하로 저하한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것

3. 발전기안의 수소의 압력을 계측하는 장치 및 그 압력이 현저히 변동한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것

4. 발전기는 기밀구조의 것이고 또한 수소가 대기압에서 폭발하는 경우에 생기는 압력에 견디는 강도를 가지는 것일 것

정답 1번

해설. ① KEC 351.10 에 수소의 밀도를 계측하는 규정은 없고, 수소의 온도를 계측하는 장치를 시설하여야 한다.
② 수소 순도 85 % 이하 저하 시 경보, ③ 수소 압력 계측 및 현저한 변동 시 경보, ④ 기밀구조이고 수소가 대기압에서 폭발할 때 생기는 압력에 견디는 강도일 것은 모두 맞는 규정이다.

96번

사용전압이 35000V 이하인 특고압 가공전선과 가공약전류 전선을 동일 지지물에 시설하는 경우, 특고압 가공전선로의 보안공사로 적합한 것은?

1. 고압 보안공사

2. 제1종 특고압 보안공사

3. 제2종 특고압 보안공사

4. 제3종 특고압 보안공사

정답 3번

해설. ③ KEC 333.19 에 따라 사용전압이 35 kV 이하인 특고압 가공전선과 가공약전류전선 등을 동일 지지물에 시설하는 경우 특고압 가공전선로는 제2종 특고압 보안공사에 의한다.
또한 특고압 가공전선은 가공약전류전선 등의 위에 별개의 완금류로 시설하고, 두 전선 사이의 간격은 2 m(케이블이면 0.5 m) 이상으로 한다.

97번

목장에서 가축의 탈출을 방지하기 위하여 전기울타리를 시설하는 경우 전선은 인장강도가 몇 kN 이상의 것이어야 하는가?

1. 1.38

2. 2.78

3. 4.43

4. 5.93

정답 1번

해설. ① KEC 241.1.3 에 따라 전기울타리의 전선은 인장강도 1.38 kN 이상의 것 또는 지름 2 mm 이상의 경동선이어야 한다.
그 밖에 전원장치에 공급하는 전로의 사용전압은 250 V 이하, 전선과 기둥 사이 간격 25 mm 이상, 전선과 다른 시설물·수목과의 간격 0.3 m 이상으로 한다.

98번

사용전압이 특고압인 전기집진장치에 전원을 공급하기 위해 케이블을 사람이 접촉할 우려가 없도록 시설하는 경우, 방식케이블 이외의 케이블의 피복에 사용하는 금속체에는 어떤 접지공사를 하여야 하는가?

1. 접지공사를 생략할 수 있다.

2. 변압기 중성점 접지(142.5)의 규정에 준한 접지공사

3. 접지시스템(140)의 규정에 준한 접지공사

4. 피뢰시스템(150)의 규정에 준한 접지공사

정답 3번

해설. ③ KEC 241.9.4 에 따라 전기집진 응용장치의 금속제 외함, 케이블을 넣은 방호장치의 금속제 부분 및 방식케이블 이외의 케이블의 피복에 사용하는 금속체에는 140(접지시스템)의 규정에 준하여 접지공사를 하여야 한다.
변압기 중성점 접지나 피뢰시스템 접지는 해당하지 않으며, 접지를 생략할 수 있다는 규정도 없다.
※ 현행 KEC 241.9.4 기준에 맞게 보기를 고쳤다.

99번

저압의 전선로 중 절연부분의 전선과 대지간의 절연저항은 사용전압에 대한 누설전류가 최대 공급전류의 얼마를 넘지 않도록 유지하여야 하는가?

1. 1/1000

2. 1/2000

3. 1/3000

4. 1/4000

정답 2번

해설. ② 전기설비기술기준 제27조 제3항에 따라 저압전선로 중 절연 부분의 전선과 대지 사이 및 전선의 심선 상호 간의 절연저항은 사용전압에 대한 누설전류가 최대 공급전류의 1/2000 을 넘지 않도록 하여야 한다.
누설전류가 크면 감전·화재와 전력 손실의 원인이 되므로 이 한도 이내로 절연성능을 유지한다.

100번

최대사용전압이 7kV를 초과하는 회전기의 절연내력 시험은 최대사용전압의 몇 배의 전압(10500V 미만으로 되는 경우에는 10500V)에서 10분간 견디어야 하는가?

1. 0.92

2. 1

3. 1.1

4. 1.25

정답 4번

해설. ④ KEC 133(회전기 및 정류기의 절연내력)에 따라 최대사용전압 7 kV 초과 회전기는 최대사용전압의 1.25배의 전압(10.5 kV 미만이면 10.5 kV)을 권선과 대지 사이에 연속하여 10분간 가하여 견디어야 한다.
7 kV 이하는 1.5배(최저 500 V)이며, 교류 회전기는 이 시험전압의 1.6배 직류전압으로 시험할 수도 있다.

전기공사기사 필기 2020년 4회 기출문제

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