아낌없이 주는 나무

【케이블 트렁킹 시스템 (합성수지 몰드, 금속몰드 공사) 】

가. 합성수지 몰드 공사

  ① 전선은 절연전선을 사용해야 한다. (옥외용 비닐절연전선은 제외한다)

   ※ 나전선을 사용할 수 있는 경우

    ⊙ 애자사용공사에 의한 전개된 장소에 시설하는 경우

    ⊙ 전기로용 전선

    ⊙ 일반인이 출입하기 어려운 장소

    ⊙ 전선피복이 부식할 수 없는 장소 (축전기실 등)

    ⊙ 버스턱트, 라이팅 덕트, 접촉전선, 전차용 전선 등

  ② 합성수지 몰드 안에서는 접속점이 없어야 한다.

  ③ 합성수지 몰드의 홈의 폭 및 깊이가 3.5[cm] 이하여야 하고, 두께는 2[㎜]이상

      이어야 한다.

   ▣ 두께는 2 [㎜] 이상

   ▣ 홈의 폭 및 깊이 : 3.5 [cm] 이하 = 35 [㎜] 이하

     ※ 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없게 시설한 경우에는 폭은 5[cm] 이하, 두께는 1[㎜]

        이상으로 해야 한다.

​

나. 금속 몰드

  ① 전선은 절연전선을 사용해야 한다. (옥외용 비닐절연전선은 제외)

  ② 금속몰드 안에서는 접속점이 없도록 해야 한다.

​

예제 1. 합성수지 몰드 공사에서 홈의 폭 및 깊이가 3.5 [cm] 이하여야 하지만 사람이

   쉽게 접촉할 우려가 없도록 시설하는 경우에는 홈의 폭이 몇 [cm] 이아이어야

   하는가 ? 5 [cm]

​

예제 2. 합성수지 몰드 공사에 의한 저압 옥내배선은 다음과 같이 시설해야 한다.

   옳지 않은 것은 ? ④

  ① 합성수지 몰드는 홈의 폭 및 깊이가 3.5[cm] 이하여야 한다.

  ② 전선으로는 옥외용 비닐절연전선을 사용할 수 없다.

  ③ 사람이 접촉할 우려가 없도록 시설하는 경우에는 폭이 5 [cm] 이하여야 한다.

  ④ 합성수지 몰드 안에는 전선의 접속점이 있어도 무방하다.

​

다. 금속덕트 공사 : 전선이 지나가는 통로

① 전선은 절연전선을 사용한다. (옥외용 비닐절연전선은 제외)

② 금속덕트 내에서 전선의 단면적 (전선피복을 포함한 단면적)은 덕트 내부 단면적의

    20[%] 이하여야 한다.

  ※ 전광표시장치, 기타 이와 유사한 제어회로 등은 50[%] 이하이어야 한다.

​

③ 금속덕트 안에서는 전선의 접속점이 없도록 해야 한다.

④ 금속덕트 공사에 사용하는 금속덕트는 다음에 적합하여야 한다.

  ▣ 폭 : 4 [cm] 이하, 두께 1.2 [㎜] 이상인 철판 또한 이와 동등 이상의 기계적 강도를

      지닌 것으로 견고하게 제작한 것일 것

⑤ 덕트 안쪽면은 전선의 피복을 손상시키는 돌기가 없을 것

⑥ 덕트의 안쪽 면 및 바깥 면은 산화방지를 위하여 아연 도금 또는 이와 동등 이상의

    효과를 가지는 도금을 한 것일 것

   ※ 산화방지 ⇒ 아연도금

⑦ 덕트 상호간은 견고하고 전기적으로 완전하게 접속한다.

⑧ 덕트를 조영재에 붙이는 경우 덕트 지지점간의 간격을 3[m] 이하로 하고 견고하게

    붙일 것

  ※ 취급자 이외의 자가 출입할 수 없도록 설계한 곳에서 수직으로 붙이는 경우에서는

     6[m] 이하여야 한다.

    ▣ 수직으로 붙이는 경우 : 6 [m] 이하

⑨ 덕트 전체와 구분하여 뚜껑을 철치하는 경우에는 뚜껑이 쉽게 열리지 않게 한다.

⑩ 덕트의 끝부분은 막을 것

⑪ 덕트 안에는 먼지가 침입하지 않도록 한다.

⑫ 덕트는 물이 고이는 낮은 곳을 만들지 않도록 한다.

⑬ 금속덕트는 접지공사를 해야 한다.

​

예제 1. 제어회로의 절연전선은 금속덕트 공사에 의해 시설하려 한다. 절연 피복을

   포함한 전선의 단면적은 덕트 면적의 몇 [%] 이하이어야 하는가 ? 50[%] 이하

​

예제 2. 전광표시장치 회로의 배선을 금속덕트 공사에 의하여 시설하려 한다. 절연피복을

   포함한 전선의 단면적은 덕트 면적의 몇 [%] 이하이어야 하는가 ? 50 [%]

​

예제 3. 금속덕트 공사에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 ? ①

  ① 덕트 종단부를 개방할 것

  ② 덕트 내부에는 돌기가 없어야 한다.

  ③ 덕트 내부에는 산화방지를 위해 아연도금을 한다.

  ④ 분기점 이외에서는 전선을 접속하지 말 것

​

예제 4. 금속덕트에 의한 저압 옥내 배선 공사중 적합하지 않은 것은 ? ③

  ① 금속덕트 내의 전선의 단면적은 금속덕트 단면적의 20[%] 이하여야 한다.

  ② 덕트 상호간은 견고하고 전기적으로 완전하게 접속하여야 한다.

  ③ 덕트를 조영재에 붙이는 경우 덕트 지지점간의 거리는 4 [m] 이하여야 한다.

  ④ 덕트 폭은 4 [cm] 이하여야 한다.

​

라. 플로어 덕트 (Floor duct)

① 전선은 절연전선을 사용한다. (옥외용 비닐절연전선은 제외한다)

② 전선은 연선을 사용한다.

   ▣ 단 선 : 동선은 10 [㎟] 이하, 알루미늄선 : 16 [㎟]

③ 플로어 덕트 안에는 전선의 접속점이 없도록 할 것

④ 덕트 끝 부분은 막아야 한다.

⑤ 금속덕트는 규정에 준하는 접지공사를 한다.

​

예제 1. 플로어 덕트 공사에 의한 저압 옥내배선에서 단선을 사용하여도 되는 전선의

   단면적은 최대 몇 [㎟] 이하여야 하는가 ? 단, 전선은 동선이다. 10 [㎟] 이하

【 금속관 공사 】

​

① 전선은 절연전선을 사용한다. (옥외용 비닐절연전선은 제외한다)

② 연선을 사용한다. (단, 가는 전선은 사용가능하다)

   ▣ 단선 : 동선 : 10 [㎟] 이하

               알루미늄선 : 16 [㎟] 이하

③ 전선은 관 안에서 접속점이 없어야 한다.

④ 관의 끝 부분 및 안쪽면은 전선의 피복을 손상하지 않도록 매끄러워야 한다.

⑤ 관의 두께는 다음에 의할 것

   ▣ 콘크리트 매설용 : 1.2 [㎜] 이상

   ▣ 그 이외의 것 : 1 [㎜] 이상

​

⑥ 관의 끝부분은 전선의 피복을 손상하지 않도록 적당한 곳에 부싱을 설치할 것

⑦ 습기가 많거나 물기가 있는 장소에는 방습장치를 한다.

⑧ 금속관에는 규정에 준하는 접지공사를 해야 한다.

   ※ 표면이 금속으로 되어 있는 것은 반드시 접지 공사를 해야 한다.

​

예제 1. 금속관공사를 콘크리트에 매설하는 경우 금속관 두께는 몇 [㎜] 이상이어야

   하는가 ? 1.2 [㎜] 이상

​

예제 2. 금속관 공사를 콘크리트에 매설하여 시설하려고 한다. 관의 두께는 몇 [㎜] 이상

   이어야 하는가 ? 1.2 [㎜] 이상

​

예제 3. 금속관 공사에서 절연부싱을 사용하는 가장 주된 목적은 ?

   ④ 전선 피복의 손상을 방지하기 위하여

​

예제 4. 옥내배선의 사용전압이 200[V]인 경우에 이를 금속관 공사에 의하여 시설하려고

   한다. 다음 중 옥내 배선의 시설로서 옳은 것은 ? ④

  ① 전선은 경동선으로 지름 16[㎜] 이하의 단선을 사용하였다.

  ② 전선은 옥외용 비닐 절연전선을 사용하였다.

  ③ 콘크리트에 매설하는 금속관의 두께는 1[㎜] 로 하였다.

  ④ 금속관에는 규정에 준하는 접지공사를 하였다.

​

예제 5. 금속관 배선에 의한 저압 옥내 배선에 사용할 수 없는 전선은 ?

  ② 옥외용 비닐 절연전선

​

예제 6. 저압 옥내배선을 금속관 공사에 의하여 시설하는 경우에 대한 설명중 옳은 것은 ?

   답 : ③

  ① 전선으로 옥외용 비닐 절연전선을 사용하였다.

  ② 전선은 굵기에 관계없이 연선을 사용하였다.

  ③ 콘크리트에 매설하는 금속관의 두께는 1.2[㎜] 이상으로 하였다.

  ④ 금속관 안에는 접속점이 없도록 하였다.

​

【 금속제 가요전선관 공사 】

​

① 전선은 절연전선을 사용한다. (옥외용 비닐절연전선은 제외한다)

② 전선은 연선일 것 (다만, 전선의 단면적이 10 [㎟] 이하, 알루미늄은 16[㎟] 이하인 경우

    에는 그러하지 아니하다.

③ 전선은 관 안에서는 접속점이 없어야 한다.

④ 가요전선관은 2종 가요전선관일 것 ※ 1종 가요전선관은 튼튼하지 않다.

   ▣ 관 안쪽면은 전선의 피복이 손상되지 않게 매끈할 것

⑤ 2종 금속제 가요전선관을 사용하는 경우에 습기가 많은 장소에는 비닐 피복 2종 가요

   전선관을 사용한 것 (※ 비닐피복 : 결로 방지, 습기 방지)

​

예제 1. 모양변경 또는 배치변경 등 전기 배선이 변경되는 장소에 쉽게 응할 수 있게 마련된

   저압 옥내배선 공사는 ? 가요전선관 공사

​

예제 2. 저압 옥내배선에 가요전선관공사로 시설하려 한다. 가요전선관에 설치할 전선을

   단선을 사용하려 한다면 그 단면적은 최대 몇 [㎟] 이하여야 하는가 ? 단, 전선은 알루미

   늄선이 아니라고 한다. ④ 10 [㎟]

​

예제 3. 가요전선관 공사에 의한 저압옥내배선을 다음과 같이 표현하였다. 옳은 것은 ? ③

  ① 옥외용 비닐 절연전선을 사용하였다.

  ② 지름 25 [㎟] 이하의 단선을 사용하였다.

  ③ 2종 금속제 가요전선관을 사용하였다.

  ④ 가요전선관 안에 접속점이 있도록 하였다.

​

예제 4. 가요전선관 공사에 의한 저압 옥내 배선에 대한 설명으로 틀린 것은 ? ①

  ① 전선은 옥외용 비닐 절연전선을 사용하였다.

  ② 전선은 연선을 사용해야 하지만, 동선은 10 [㎟] 이하, 알루미늄선은 16[㎟] 이하의

      단선을 사용할 수 있다.

  ③ 가요전선관을 습기가 많거나 물기가 있는 곳에 시설하는 경우에 비닐피복 2종 가요

      전선관을 사용해야 한다.

  ④ 가요전선관 내에 접속점이 없도록 한다.

​

예제 5. 금속제 가요전선관에 의한 저압 옥내 배선공사의 시설기준에 대한 설명으로

   틀린 것은 ? ③

  ① 가요 전선관 안에는 접속점이 없도록 하였다.

  ② 옥외용 비닐 절연전선을 제외한 절연전선을 사용하였다.

  ③ 점검할 수 없는 은폐장소에 1종 가요전선관을 사용할 수 있다.

  ④ 2종 금속제 가요전선관을 사용하는 경우에 습기가 많은 곳에 시설하는 경우에는

      비닐 피복 가요전선관이어야 한다.

​

​

예제1 : V = 3x2y - y3z2 일 때 grad 의 점 (-1, -2, -1)에서의 값은 ?

 ※ 전위 경도를 구하라는 문제로서 grad는 편미분을 하라는 의미이다.

    따라서 먼저 전위 V에 대하여 편미분을 하게 되고

    편미분을 하고 난 후에 한점의 좌표값을 넣어 계산을 하면 된다.

   ▣ 전위 V에 대하여 편미분을 하였다. 전위 V를 x, y, z 축에 대하여 편미분을 하였다.

  ※ 위에서 편미분한 식에 대하여 점의 좌표값을 대입하여 최종값을 산정하였다.

예제2 : 전위함수 V = 2x+5yz+3 일 때 점 (2,1,0) 에서의 전계의 세기는 ?

  ※ 먼저 숙지해야 할 사항 : 전계의 세기 " E = - grad V " 이다.

     전계의 세기는 마이너스(-) 전위경도 이므로 전위함수에 대하여

     우선 편미분을 하게 된다. grad는 경도, 기울기를 의미하며 연산자는

     편미분 연산자 즉 ▽을 적용하게 된다.

【 벡터의 발산 】 ⇒ div, ▽ · (나블라 도트)

▣ 발산은 기호로 div 즉 diversions를 말하며 연산기호는 ▽· 이다.

    발산은 편미분 연산자와 내적의 합성으로 결과값은 스칼라값이 된다.​

▣ 발산의 계산, 산정방법

 ① 어떤 벡터 A가 있을 때 div A (▽·) 가 있을 때는

 ② 단위 체적당 발산하는 전기력선의 수를 계산하는 것임

     A = Axi + Ayj + Azk 에 대하여 발산(div A), ▽· 를 구하라.

    ※ ▽· 는 계산 대상과 편미분 연산자를 내적하라는 의미로 보면 된다.

    ※ · (도트) 내적은 같은 성분끼리의 내적만 존재한다.

  ※ 내적의 곱은 스칼라값으로 나온다.

      ⇒ i, j, k 가 없다.

​

예제1. 벡터 A = x2i + y2j + z2k 일 때 점 (1,2,3) 에서 발산을 구하시오.

    ※ 발산 : div = ▽· ⇒ ▽ · A

▣ 발산 div를 구하라는 말은 계산 대상과 편미분 연산자를 내적하라는 말이다.

    따라서 편미분 연산자 ▽과 벡터 A를 내적하게 된다.

예제2. 전계 E = 3x2i + 2xy2j + x2yzk 일 때 div E를 구하라.

     div = 발산 = ▽ · E

 ▣ 전계의 발산을 구하는 것은 전계를 편미분 연산자 ▽와 내적하라는 말이다.

  ※ 한점이 주어지면 점 (1,2,3)을 위 식에 넣어서 계산하면 된다.

​

【 벡터의 회전 】 rot, curl ⇒ ▽ × (나블라 크로스)

  ① 어떤 벡터 A = Axi + Ayj + Azk 일 때

  ② rot A = curl A = ▽ × A

     ※ 외적의 결과는 벡터이다. i, j, k 가 있어야 한다.

rot, curl는 벡터의 회전값을 구하는 것으로 이는 벡터의 외적값을 구하는 것이다.

외적은 값은 성분끼리의 값은 "0"이므로 자신과 같은 성분값은 계산하지 않고

자신과 다른 성분의 값으로 연산을 하게 된다. x축 성분의 값을 계산하는 경우에는

rot와 curl 값을 구하는 방법은 ①방향으로 곱한 다음에 이를 ②방향으로 곱한 값을

빼주는 방식을 산정을 하게 된다.

예제 1. 벡터 A = xyi + yzj + zxk 일 때 점 (4, 5, 3)에서의 ▽×A를 구하시오.

  ▽ × 는 curl, rot 를 구하라는 말로 이는 편미분 연산자 ▽과 계산 대상자를

   외적하라는 말이다. 외적을 할 때에는 성분이 같은 경우에는 결과 값이

   '0'이 되므로 성분이 다른 값을 계산하게 된다.

예제2. 벡터 A = xyz2i + xyzj + x2yzk 일 때 rot A를 구하면 ?

   ※ rot A = ▽ × A

rot 을 구하라는 의미는 편미분 연산자 ▽과 계산 대상을 벡터 외적하라는 의미이다.

외적을 할 때에는 성분이 같은 경우에는 결과 값이 '0'이 되므로 성분이 다른 값을

계산하게 되고 결과값은 벡터로 표시되게 된다.  

【 종합정리 】

  ※ ▽ : 나블라, 델 - 편미분하라.

      div 발산 = ▽· ⇒ 같은 성분 끼리만 내적한다.

  ※ i, j, k 가 없다.

     rot = curl = ▽ × ⇒ 다른 성분끼리 외적한다.

  ※ i, j, k 가 붙는다.

​

【 옥내 배선 공사 】

​

1. 케이블 공사

2. 금속관 공사

3. 합성수지관 공사

4. 가요전선관 공사

5. 애자 공사

   ※ 케 - 금 - 합 - 가 - 애 ⇒ 순위 : 가장 좋은 공사 순서

① 위 5가지 공사는 저압 옥내배선에서 모든 곳에 사용할 수 있다.

   * 장소와 전압이 얼마이든지 간에 사용할 수 있다. 다만, 애자사용공사는 점검할 수

     없는 은폐장소 (예: 천장속 콘크리트 구조물)에는 사용할 수 없다.

② 케이블공사(1)와 애자사용공사(5)는 고압에서도 사용할 수 있다.

③ 케이블공사(1)는 특고압에서도 사용할 수 있다.

④ 케이블공사(1), 금속관 공사(2), 합성수지관공사(3)는 특수장소(화재,폭발 우려)에서

    도 사용할 수 있다.

   ※ 출제문제에서 ~ 할 수 있는 공사는 ? 으로 물으면 ~ 할 수 있다는 좋은 것을 말하니까

      좋은 공사 순서로 고르면 된다.

      반면, ~ 할 수 없는 공사는 ? 으로 물으면 ~ 할 수 없다는 나쁜 것을 말하니까

      나쁘니까 못하므로 뒤순서 부터 고르면 된다.

​

1. 케이블 공사

  ▣ 케이블 구조

2. 금속관 공사 : 금속재질로 된 관 공사

3. 합성수지관 공사 : 플라스틱 재질로 된 관 공사 (잘 휘어지지 않는다)

4. 가요전선관 공사 : 금속, 플라스틱은 잘 휘지 않는데 이를 잘 휘게 만든 관 공사

5. 애자 사용 공사

6. 전선관시스템 : 금속관, 합성수지관, 가요전선관 등을 사용하는 배선공사

7. 트렁킹시스템 : (트렁크 : 자동차 트렁크 연상 - 열고 닫음)

   ⊙ 합성수지 몰드 공사, 금속 몰드 공사 등을 일컬는 말

​

1. 합성수지관 공사

  가. 사용전선 : 절연전선 (피복전선), 옥외용 비닐 절연전선은 제외

  나. 전선은 "연선"을 사용할 것

   다만, 다음의 어느 하나에 해당하는 경우는 그러하지 아니하다.

     ※ 단선 사용이 가능하다.

① 구리(동)선으로 단면적 10[㎟] 이하인 경우, 알루미늄선은 단면적 16 [㎟] 이하인 경우

   ※ 단선 사용 ⊙ 구리(동) : 10 [㎟] 이하

    ⊙ 알루미늄 : 16 [㎟] 이하

다. 합성수지관 안에서는 접속점이 없도록 시설할 것

라. 중량물의 압력 또는 현저한 기계적 충격을 받을 우려가 없도록 시설할 것

마. 관의 두께는 2[㎜] 이상이어야 한다.

바. 관 상호간 및 박스와는 관을 삽입하는 깊이를 관 바깥 지름의 1.2배 이상으로 한다.

     단, 접착제를 사용하는 경우에는 0.8배 이상으로 한다.

사. 관의 지지점간의 거리는(새들사이 거리) 1.5[m] 이하로 시설한다.

자. 습기가 많은 장소 또는 물기가 있는 장소에 시설하는 경우에는 방습장치를 해야 한다.

​

예제1. 저압 옥내 배선을 합성수지관 공사에 의하여 시설하는 경우 사용할 수 있는 단선

   (동선)은 최대 몇 [㎟] 인가 ? 10 [㎟]

​

예제2. 저압 옥내 배선을 합성수지관 공사에 의하여 시설하는 경우 사용할 수 있는 단선(동

   선)은 몇 [㎟] 이하 인가 ? 10 [㎟]

​

예제3. 합성수지관 공사를 할 때 관 상호간과 박스와의 접속은 관을 삽입하는 깊이를 관

   바깥 지름의 몇 배로 해야 하는가 ? 1.2 배

​

예제 4. 합성수지관 공사시 관의 지지점간 거리는 몇 [m] 이하로 하여야 하는가 ? 1.5[m]

​

예제 5. 합성수지관 공사에 의한 저압 옥내 배선에 대한 설명으로 옳은 것은 ? ③

   ① 합성수지관 내에 전선의 접속점이 있어도 된다.

   ② 전선은 반드시 옥외용 전선을 사용해야 한다.

   ③ 기계적 충격을 받을 우려가 없도록 시설한다.

   ④ 관의 지지점간의 거리를 3[m] 이하로 한다.

​

예제 6. 합성수지관에 의한 저압 옥내배선의 시설방법중 틀린 것은 ? ①

   ① 관의 지지점간 거리를 1.2[m] 이내로 한다.

   ② 박스 기타의 부속품을 습기가 많은 장소에 시설하는 경우 방습장치를 한다.

   ③ 사용전선은 절연전선을 사용한다.

   ④ 합성수지관 내에서는 전선의 접속점이 없도록 한다.

​

예제 7. 합성수지관 공사에 의한 저압 옥내배선의 시설기준으로 옳지 않은 것은 ? ②

   ① 습기가 많은 곳에는 방습장치를 하였다.

   ② 전선은 옥외용 비닐 절연전선을 사용하였다.

   ③ 전선은 연선을 사용하였다.

   ④ 관의 지지점간 거리를 1.5[m]로 하였다.

​

예제 8. 합성수지관 공사에 대한 설명으로 옳은 것은 ? ③

   ① 합성수지관 안에 전선의 접속점이 있어야 한다.

   ② 전선은 반드시 옥외용 비닐 절연전선을 사용해야 한다.

   ③ 합성수지관 내에 10 [㎟] 이하의 단선(동선)을 사용할 수 있다.

   ④ 합성수지관의 지지점간 거리는 3[m]로 하였다.

​

​

1. 저압 옥내 배선

​

가. 저압 옥내 배선의 전선은 단면적 2.5[㎜] 이상의 연동선 또는 이와 동등 이상의 강도

    및 굵기의 것을 사용할 것

   ▣ 연동선 : 2.5 [㎜] 이상

   ※ 연동선은 도전율이 100[%] 이고 가요성이 좋으며 기계적 강도도 괜찮고 가격도

      저렴하여 옥내 배선에서 주로 사용된다.

​

나. 저압옥내 배선이 400[V] 이하인 경우로 다음 중 어느 하나에 해당하는 경우에는

    위 사항(굵기 2.5[㎟] 이상)을 적용하지 아니할 수 있다.

​

① 전관표시장치, 기타 이와 유사한 장치 및 제어회로 등에 사용하는 배선에 단면적

    1.5 [㎟] 이상의 연동선을 사용하고 이를 합성수지관, 금속관, 금속몰드, 금속덕트,

    플로어덕트 또는 셀룰러 덕트 공사에 의해 시설하는 경우

   ▣ 연동선 : 1.5 [㎟] 이상

​

② 전광표시장치 기타 이와 유사한 장치 또는 제어회로 배선 등에 단면적 0.75[㎟] 이상인

    다심 케이블 또는 다심 캡타이어케이블로 시설하는 경우

   ▣ 다심 케이블, 캡타이어 케이블 : 0.75 [㎟] 이상

​

③ 진열장 (쇼윈도우, 쇼케이스) + 이동전선, 전구선의 경우

   ▣ 코드 또는 캡타이어 케이블 : 0.75 [㎟] 이상

​

예제 1. 저압 옥내배선은 일반적인 경우 단면적 몇 [㎟] 이상의 연동선이거나 이와 동등

   이상의 세기 및 굵기의 것을 사용해야 하는가 ? 2.5 [㎟]

​

예제 2. 사용전압이 440[V]인 저압 옥내배선 용 전선으로 연동선을 사용한다면 그 굵기는

   단면적은 몇 [㎟] 이상이어야 하는가 ? 2.5 [㎟]

​

예제 3. 저압 옥내 배선의 사용전압이 220[V]인 전광표시장치를 금속관 공사로 시공하였

   다. 여기서 사용되는 배선은 최소 몇 [㎟] 이상의 연동선을 사용해야 하는가 ? 1.5 [㎟]

​

2. 나전선의 사용제한 : 나전선 - 피복이 없는 전선

​

가. 옥내에 시설하는 저압전선에는 나전선을 사용해서는 안된다. 다만, 다음 중 어느 하나

    에 해당하는 경우에는 그러하지 아니하다.

  ▣ 나전선 사용이 가능한 경우

   ① 애자 공사에 의하여 전개된 곳에 다음의 전선으로 시설하는 경우

    ⊙ 애자공사 : 전개된 장소

    ⊙ 전기로용 전선 : 고열 등으로 피복이 녹아 내리므로 피복전선을 사용할 필요가 없음

​

② 전선의 피복 절연물이 부식하는 장소 : 축전지실 전선

③ 취급자 이외의 자가 출입할 수 없도록 설계된 장소

③ 버스덕트 공사

④ 라이팅 덕트 공사

⑤ 접촉전선

   ▣ "이동용 기중기", 유희용 자동차, 전차선

​

예제 1. 옥내에 시설하는 저압전선으로 나전선을 사용할 수 있는 것은 ?

   ③ 버스덕트 - 구리막대(나전선)

​

예제2. 다음 공사에 의한 저압 옥내 배선공사 중 사용전선이 반드시 절연전선이 아니어도

   상관없는 것은 ? ③ 버스덕트

​

예제3. 다음 옥내 배선에 있어서 나전선을 사용할 수 없는 것은 ? ④

   ① 전기로용 전선 ② 축전지실 전선 ③ 이동 기중기용 전선 ④ 합성수지 몰드용 전선

​

예제4. 옥내에 시설하는 저압 전선으로 나전선을 절대로 사용할 수 없는 것은 ? ③

   ① 애자 사용공사 ② 이동기중기용 전선 ③ 합성수지몰드 공사 ④ 버스덕트 공사

​

예제5. 저압 옥내 배선 전선으로 나전선이 허용되지 않는 것은 ? ④

   ① 라이팅 덕트 공사 ② 버스덕트 공사 ③ 애자사용공사로 전개된 곳에 시설하는 경우

   ④ 금속관 공사

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예제 6. 옥내에 시설하는 저압전선으로 나전선을 사용해서는 않되는 것은 ? ①

   ① 금속덕트 ② 버스덕트 ③ 이동 기중기용 전선 ④ 전개된 곳에 애자사용 공사

1. 전기력선

  ▣ 전기력선

   ⊙ 전계(E)내에서 단위 정전하 (+1[c])을 놓았을 때 이 단위 정전하가 받는

       힘의 방향을 시각적으로 표현하기 위하여 가상한 선을 말한다.

가. 전기력선의 성질

 ① 전기력선은 양전하에서 시작하여 음전하에서 끝난다.

② 전하가 없는 곳에서는 전기력선의 발생과 소멸은 없다. (즉, 연속적이다)

③ 전기력선은 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 향한다.

④ 두 전기력선은 서로 교차하지 않는다.

⑤ 전기력선은 그 자신만으로 폐곡선이 되지 않는다.

⑥ Q[C] 의 전하에서는 Q/εo 개의 전기력선이 나온다.

⑦ 전기력선의 밀도

  ⊙ 어느 점에서의 전기력선의 밀도를 그 점의 전계의 세기로 정의한다.

  ⊙ 전기력선이 어느 공간에 +1[C]의 양전하를 놓았을 때 받는 힘을 나타내기 위한 선이므로

      이러한 전기력선이 얼마나 많이 있는지 적게 있는지를 나타내는 밀도는 전계의 세기를

      나타낸다는 것은 당연한 말이다.

나. 전기력선의 방향

  ▣ 어느 점에서의 전기력선의 접선 방향을 그 점에서의 전계(E)의 방향으로 정의

    ※ 접선 : 수평방향, 법선 : 수직방향

⑨ 전기력선은 등전위면과 수직이다.

⑩ 전기력선은 도체 표면에 수직으로 출입한다.

⑪ 도체 내부에는 전기력선이 존재하지 않는다.

​

2. 등전위면

​1. 등전위면

  ▣ 전계내에서 전위가 같은 점을 연결하여 얻어지는 면

    ⊙ 점전하로 부터 받는 힘의 세기는 그 점전하로 부터 거리의 제곱에 반비례하므로

       등전위면은 점전하로 부터 같은 거리에 위치하게 된다.

가. 등전위면의 성질

  ① 서로 다른 전위를 가진 등전위면은 교차하지 않는다.

  ② 등전위면과 전기력선은 반드시 수직으로 교차한다.

  ③ 전기력선은 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 향한다.

  ④ 등전위면은 폐곡면이다.

  ⑤ 등전위면을 따라 전하를 운반하는데 필요한 일은 영"0"이다.

3. 대전된 도체의 성질

​

① 대전된 도체의 전하는 도체 표면에만 존재한다.

   ※ 도체 내부에는 전하가 없다.

     (대전체는 서로간 반발력이 작용하므로 밖으로 밀려나 바깥쪽에 대전체가 있다)

② 도체 내부의 "전계의 세기"는 "영(0)"이다.

③ 도체 표면 및 내부의 전위는 등전위다.

④ 도체 표면에서 전기력선은 도체표면에 수직으로 교차한다.

   ※ 도체 표면은 등전위면이다.

​

⑤ 도체 표면에서 전하밀도는 곡률반경이 클 수록 (곡률이 작을 수록) 작아진다

【벡터의 미분】

1. 미분의 기본 법칙

 ▣ 미분방정식은 다음과 같다.

미분

 ▣ 변수와 미분계수가 같을 때만 미분이 가능하다.

 ▣ 미분의 기본방식은 다음과 같다.

▣ 편미분 : 미분계수와 변수가 다른 경우에도 미분을 가능하게 한다.

  ① 변수와 미분계수가 달라도 미분이 가능하다.

  ② 다변수 함수에서 한개의 변수에 대해서만 미분을 한다.

  ③ 미분계수와 상관없는 변수들은 상수 취급을 한다.

  ④ 나머지는 "일반미분"과 같다.

2. 미분 연산자 : 명령어 (컴퓨터)

가. ▽

  ① 명칭 : "나블라", "del 델" ⇒ 편미분 연산자

  ② 표현

  ③ 결과 : 벡터 ⇒ i, j, k 로 표현

​

나. grad

  ① 명칭 : gradient

  ② 의미 : 기울기, 경사, 경도, 구배

  ③ 용도 : "전위 V"의 기울기를 구할 때

  ④ 표현 : " ▽"와 같다.

다. div

  ① 명칭 : 다이버젼스 divergence

  ② 의미 : 발산

  ③ 용도 : 전기력선이 발산하는 모양을 수식화할 때 사용

  ④ 표현 (연산자) : ▽ · (나블라 도트)

  ⑤ 결과 : 스칼라

​

라. rot, curl, Rotation

  ① 명칭 : 로테이션, 커얼

  ② 의미 : 회전 (Rotation)

  ③ 용도 : 자속이 회전하는 모양을 나타낸다.

  ④ 표현 (연산자) : ▽ × (나블라 크로스)

  ⑤ 결과 : 벡터 i, j, k 로 표현

​

【벡터의 미분 결과】

  ① ▽, grad, rot (curl) ⇒ 벡터 : 방향을 나타내는 i, j, k 로 표현

  ② div (▽·) ⇒ 스칼라 (내적)

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가. 스칼라 기울기 = 전위의 기울기

예제1. 전위함수 V = x^2yz 일 때 한점 (1,2,3)에서 grad V를 구하시오.

1. 직류발전기

▣ 발전기의 병렬운전에서 기본적으로 병렬운전하는 발전기간에 부하를 공평하게

    분담하여야 한다. 부하가 특정발전기에 쏠리게 되면 그 발전기에 전류가 과다하게

    흐르게 되고 이는 손실(I2R)이 발생하게 되고 이러한 손실은 결국 열로 전환되어

    발전기에 손상이 발생할 수 있다. 따라서 발전기의 병렬운전에서 중요한 것은 부하의

    분담이 공평하게 되어야 한다.

            < 병렬운전 등가회로 >

[직류발전기의 병렬운전 조건]

① 극성이 같을 것

  ⊙ 직류발전기는 교류를 생성하여 이를 직류로 변성하여 부하는 공급하게 된다.

     발전기에서 공급하는 전류는 부하의 필요에 맞게 공급하여야 하므로

     부하 단자의(+)에는 (+) 전류를 (-)단자에는 (-) 전류를 공급하여야 한다.

     따라서 부하 극성에 맞게 발전기에서도 전류를 공급하여야 하므로

    병렬운전하는 발전기도 상호 극성이 같아야 한다.

② 단자전압이 일치할 것

  ⊙ 부하에서 필요한 전압을 공급하여야 하므로 전압도 일치하여야 한다.

⑤ 외부특성이 수하특성일 것

  ◎ 외부특성 : 외부특성곡선 - 부하의 변화에 따른 단자전압의 변화

  ◎ 수하특성 : 전류가 증가하면 전압이 저하되는 특성

◎ 분권발전기와 그 특성이 유사한 타여자 발전기는 전류 즉 부하가 증가하면

    전압강하 등으로 인하여 전압이 낮아지는 수하특성을 갖는다.

    그러나 직권발전기는 무부하일 때는 전류가 흐르지 않으므로 여자가 되지 않아

    전압이 걸리지 않고 부하가 증가하면 전류가 증가하여 자속이 발생하게 되므로

    전압이 증가하게 되므로 수하특성을 갖지 않는다.

    따라서 직권발전기를 병렬운전하려면 특별한 조치를 취해야 한다.

    아래 그림을 보면서 직권발전기의 병렬운전에 대하여 알아보자.

왼쪽그림은 직권발전기의 병렬운전하는 경우의 등가회로이며

오른쪽 그림은 직권발전기의 등가회로이다. 직권발전기는 전기자와 계자가 직렬로

연결되어 있어 부하가 연결되면 전류가 흐르게 되고 이 전류는 자속을 증가시키게 되고

자속이 증가되면 전압이 증가되어 부하가 증가하면 할 수록 전압이 증가하게 된다.

이런 직류발전기를 병렬운전하게 되는 경우 어떠한 사정으로 한쪽의 발전기의 전류가

증가하게 되면 이는 자속을 증가시키게 되고 자속의 증가는 전압증가로 이어지고

전압이 증가하면 전류가 증가하게 되어 계속하여 전압이 증가하게 되므로

한쪽 발전기의 전류가 증가하여 부하분담이 한쪽 발전기로 쏠리게 된다.

이러한 문제를 방지하기 위하여 균압선을 설치하여 발전기간 전류를 같게 하여

부하분담을 균등하게 해야 한다.

​

2. 동기발전기

​

▣ 동기발전기 병렬운전 조건

  ① 기전력의 크기가 같을 것

  ② 기전력의 위상이 같을 것

  ③ 기전력의 주파수가 같을 것

  ④ 기전력의 파형이 같을 것

  ⑤ 상회전 방향이 같을 것

​

(1) 기전력의 크기가 다를 경우 : 무효순환전류(=무효 횡류)가 흐른다.

위 그림에서 A, B 발전기의 기전력의 크기가 다를 경우

순환전류에 대하여 알아 보기 위해서는 두 발전기만 있다고 가정하고

회로를 분석한다.

두 발전기가 폐회로를 구성한다고 하면, Ea, Eb간에 기전력에 차이가 발생하면

전압차에 의하여 전류가 흐르게 되는데 이 때 무효순환전류 Ic가 흐르게 된다.

기전력의 크기는

동기발전기가 병렬운전할 때 왜 기전력의 차이가 발생하는 걸까?

동기발전기의 기전력은

따라서 동기발전기가 병렬운전할 때 기전력의 크기가 달라지는 경우에는

자속이 변해서 그런 것이고 자속을 변할려면 계자전류가 변했기 때문이다.

결론적으로 기전력의 크기는 계자전류가 변해서 차이가 발생하는 것이다.

이 때 무효횡류 전류 Ic를 벡터로 표시하면 아래 그림과 같다.

정상적인 병렬운전 조건에서는 A발전기와 B발전기의 기전력은 같다.(Ea=Eb)

또한 각 발전기의 전류는 기전력보다 위상이 늦은 Ia, Ib로 나타낼 수 있다.

그런데 어떤 조건에 의해 A발전기의 기전력이 커지면 기전력은 Ea +(Ea-Eb)가 된다.

발전기는 코일성분, 인덕턴스 성분이 많으므로 증가된 기전력에 의해 발생하는

전류 Ic는 기전력(Ea-Eb)보다 위상이 90˚ 늦게 된다. Ic는 평행 이동할 수 있다.

Ic에 의하여 각 발전기에 흐르는 전류는 Ia는 Ia' (Ia +Ic)로, Ib는 Ib'로 (Ib+Ic)가

된다. Ia'는 당초 Ia보다 위상이 더 늦어 지게 되고, Ib는 위상이 빨라지게 된다.

​

이와같이 기전력의 크기가 다른 경우 무효순환 전력에 의해서 기전력이 큰 쪽은

더 늦은 지상전류가 흐르게 되고, 기전력이 작은 쪽은 위상이 빨라지게 된다.

​

이와 같이 계자전류가 증가하면 역률이 떨어지고 상대 발전기는 역률 증가한다.

​

따라서 Ga 발전기의 계자전류 If가 자속이 증가하고 역률 cosΘ는 감소한다.

반면 Gb 발전기는 자속이 감소하고 역률 cosΘ는 증가한다.

계자전류 If ↑ Ga 발전기 ⇒ φ ↑ ⇒ cosΘ ↓

Gb 발전기 ⇒ φ ↓ ⇒ cosΘ ↑

​

(2) 기전력의 크기는 같으나 위상이 다른 경우 : 동기화 전류(유효횡류)

    가 흐른다.

2대의 발전기간 위상차가 있는 경우에는 위 그림과 같이 a상과 b상의 같은 시점에서

기전력이 다르 듯이 기전력의 최대값이 같더라도 위상이 다르면 각 발전기의 기전력의

순시값은 차이가 발생하여 기전력의 크기가 다른 상태와 같은 현상이 나타난다.

​

즉 아래 그림과 같이 위상이 다른 경우 각 시점마다 발전기간 위상차이로 기전력에

차이가 발생하고 발전기의 전압차이로 인하여 발전기간 순환전류 Ic가 흐르게 된다.

위상차로 인해 전압차가 발생하고 이 전압차이로 인해 두 발전기간에 순환전류가 흐르게

되는데 이 순환전류 Ic의 크기는 기전력의 크기가 다른 경우의 식으로 계산할 수 있다.

좀더 세밀한 순환전류를 구하기 위해서 벡터도를 그리면 다음과 같다.

왼쪽 그림에서 Ea와 Eb는 위상차에 의하여 Ea-Eb의 위상차에 의한 기전력이 발생하게

된다. 기전력 Ea-Eb는 Ea=Eb는 같기 때문에 Ea × 2 sin δ/2 또는 Ea × 2 sin δ/2가

된다. 따라서 이를 종합하여 순환전류 Ic를 구하게 되면 다음과 같다.

한편 위쪽 그림 왼편을 보면 위상차에 의한 기전력 Ea-Eb는 평행이동할 수 있다.

기전력 Ea-Eb에 의한 순환전류 Ic는 발전기의 L부하에 의하여 90˚ 뒤진 전류가 된다.

순환전류 Ic는 Ea보다는 뒤진 전류, Eb보다는 앞선 전류가 된다.

​

따라서 순환전류 Ic에 의하여 Ea는 뒤진 전류 ⇒ 부하 증가 ⇒ 속도감소 ⇒ 위상감소로

이러지고 Eb는 앞선전류 ⇒ 부하감소 ⇒ 속도 증가 ⇒위상 증가가 발생하여

위상차를 없애는 역할을 하게 된다.

​

한편 순환전류 Ic에 의하여 발전기 상호간에 전력을 주고 받게 되는데 이를 수수전력이라

한다. 수수전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

수수전력 : 발전기 상호간 위상차 δ를 원상으로 복귀하기 위하여 발전기 상호간에 주고

받는 전력을 말한다.

​

이와같이 발전기간 위상차에 의해 흐르는 순환전류 Ic는 병렬운전하는 2대의 발전기의

위상차를 줄여주는 역할을 하게 되는데 이러한 이유로 동기화 전류라고 부른다.

​3. 변압기 병렬운전​​

▣ 변압기의 병렬운전 조건

1) 극성이 같을 것

⊙ 변압기 P1, P2 의 극성이 같아야 한다.

   * 극성에 따라 가극성과 감극성이 있는데 우리나라는 감극성을 채택하고 있다.

  ※ 극성 판별법

    ◎ 아래 그림과 같이 한쪽 권선은 단락하고 다른 쪽에는 전압계를 설치하여 판별한다.

※ 단락한 곳과 전압계를 달은 권선 양쪽의 극성이 같으면 감극성, 극성이 다르면

   가극성이 된다.

  ① 가극성 : V = V1 + V2

  ② 감극성 : V = V1 - V2

2) 권수비 및 1,2차 정격전압이 같을 것

3) 분담용량 (Pa, Pb)은 정격용량 · 변압기용량 (PA, PB)에 비례하고

    %Z에는 반비례하게 부하를 분담한다.

부하분담용량은 변압기 용량에 비례하고 %Z에는 반비례한다.

​

4) %Z가 같을 것

5) 저항(R)과 리액턴스(x)의 비가 같을 것 ⇒ 병렬운전하는 변압기의 위상이 같을 것

6) 변압기 용량은 임의 값이 되어 병렬운전이 가능하다.

7) 3상에서는 상회전 방향 및 위상의 변위가 같을 것

​

[연습문제]

1. 아래 그림과 같이 2대의 변압기로 병렬운전하는 경우 P1의 부하분담용량을 구해라.

부하분담용량은 전류분담과 같다. 전류분담법칙에 따라 분담용량을 먼저 구한다.

⇒ P1은 과부하 걸린다.

%Z가 작은 곳에는 과부하가 걸린다. 과부하가 걸리지 않게 하려면

분담용량이 정격용량과 같도록 부하를 줄려야 한다.

왜냐하면 변압기는 이미 제작된 것이므로 %Z를 조정할 수는 없다.

따라서 P1이 75[kVA]의 부하를 부담하도록 전체 부하를 조정해야 한다.

그런데 %Z의 비율이 작은 변압기가 정격용량 250[kVA]를 넘지 않는 범위 내에서

부하를 분담하여야 한다. 왜냐하면 %Z 임피던스가 작은 변압기가 부하분담을 많이 하기

때문이다. 따라서 Pa = 250[kVA]로 정하고 Pb를 구하면 된다

1. 퍼센트 임피던스

​

먼저 전자용어사전을 인용하여 보면

"퍼센트 임피던스란 변압기를 포함한 회로에서 기준이 되는 전압과 전류를 정하고

각각의 임피던스를 기준 임피던스의 백분율로 나타낸 것"이라고 한다.

​

퍼센트 임피던스에 대해 쉽게 알기 위해 다음과 같은 회로로 나타낼 수 있다.

% 임피던스는 아래식과 같이 나타낼 수 있다.

여기서 임피던스는 선로에서 발생하여 손실된 임피던스를 의미한다.

%임피던스는 전압은 저항에 비례하므로 오옴의 법칙을 이용한 것이다.

즉 전체 전압에서 각각의 부하에서 발생하는 전압강하의 비율을 나타낸다.

이것을 다시 수식으로 바꾸어 우리가 아는 공식으로 고치면 다음과 같다.

%임피던스를 기전력 E을 기준으로 하여 산정한 것이다.

한 폐회로에서 발생한 전압과 손실된 전압은 같게 되므로

발생한 전압분에 대하여 각 부하에서 소실되는 전압의 비율을 나타낸 것이다.

또한 기준전압을 선간전압으로 바꾸고

전류를 전압과 전력으로 바꾼다면 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.

위 식에서 주의해야 할 사항은 단위이다. 위 식을 계산할 때에는 단위에

주의해야 하는데 전압(V)과 전력(P)의 단위는 kV와 kW이다.

2. 퍼센트 임피던스를 사용하는 이유

​

주로 퍼센트 임피던스는 단락전류의 크기를 파악하거나 단락용량 및 전압강하를

계산할 때 사용됩니다.

그러면 왜 퍼센트 임피던스로 바꾸어 사용해야 할 까요?

그 이유는 계통내에 사용되는 변압기에 의해 다양한 크기의 전압과 전류로

변환되기 때문입니다.

선로에서 고장이 발생하였을 때 전류와 전압의 크기가 각각 다르기 때문에

고장성분을 파악하여 해결하기에는 고장점에 흐르는 단락전류를 파악하기 힘들어지게 됩니다.

따라서 퍼센트 임피던스를 사용하게 됩니다.

​

3. 퍼센트 임피던스와 단락전류

​

위에서 퍼센트 임피던스는 단락전류를 계산할 때 사용한다고 하였습니다.

그렇다면 어떻게 문제를 해결할 까요?

​

일반적으로 100 / %Z = 단락비 이며

이는 정격전류에 대한 단락전류의 비율을 의미합니다.

​

쉽게 말해서 %임피던스가 5라면

단락비는 20이며, 단락전류는 정격전류의 20배라는 것을 예측할 수 있습니다.

​

따라서 다음과 같은 식을 얻을 수 있습니다.

(Is : 단락전류, In : 정격전류) ​

​

위 식에 정격전압을 양변에 Vn 을 모두 곱하면

(Ps : 단락용량, Pn : 정격용량) ​

​

그렇다면 %Z가 높아야 안전하고 좋을까요?

%Z가 크다는 것은 단락비가 작다는 의미이며

그 만큼 구리저항이 높다는 것을 의미하게 되어

기계수치는 작아지고 효율이 좋아지지만

누설 자속이 커져 동기 임피던스가 증가한다는 약점을 갖게 됩니다.

​

반대로 %Z가 작다는 것은 단락비가 크다는 의미이므로

전압강하나 전압변동율이 적어 안정도가 좋다는 특징이 있는 반면

단락전류가 크고 효율이 나쁘다는 치명적인 약점을 갖게 됩니다.

따라서 서로의 단점을 보완하기 위해 적정량의 %Z를 유지하는 겁니다.