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제3과목 : 전기 설비

1. 접지선의 절연전선 색상은 특별한 경우를 제외하고는 어느 색으로 표시를 하여야 하는가 ?

   ① 흑색           ② 녹색           ③ 녹색 - 노란색             ④ 녹색 - 적색

[해설] 전선의 식별 (KEC 121. 2)

상 (문자)
색 상
L1
갈색
L2
흑색
L3
회색
N
갈색
보호도체 (접지선)
녹색 - 노란색

2. 전선 및 케이블의 구비조건으로 맞지 않은 것은 ?

   ① 도전율이 크고 고유저항이 작을 것             ② 기계적 강도 및 가용성이 풍부할 것

   ③ 내구성이 크고 비중이 클 것                        ④ 시공 및 접속이 쉬울 것

[해설] 전선의 재료로서 구비해야 할 조건

  ㉠ 도전율이 클 것 → 고유저항이 작을 것         

  ㉡ 기계적 강도가 클 것

  ㉢ 비중이 작을 것 → 가벼울 것

  ㉣ 내구성이 있을 것

  ㉤ 공사가 쉬울 것 ㉥ 값이 싸고 쉽게 구할 수 있을 것

3. 보조 접지극 2개를 이용하여 ㄱㅖ기판의 눈금이 0을 가리키는 순간의 저항 다이얼의 값을 읽어 접지 저항을 측정하는

     방법은 ?

   ① 캘빈 더블 브릿지    ② 휘트스톤 브릿지    ③ 콜라우시 브릿지    ④ 접지 저항계

[해설] 접지저항계 : 접지 저항 측정기 (Earth tester)

  ㉠ 캘빈 더블 브리지 (Kelvin double bridge) : 휘트스톤 브리지에 보조 저항을 첨가한 것으로 1 Ω 이하의 저저항의 정밀

                                                                          측정에 사용된다.

  ㉡ 휘트스톤 브리지 (Wheatstone bridge) : 10-4 Ω 정도의 저항을 측정할 수 있다.

  ㉢ 콜라우시 브리지 (Kohlraush bridge) : 저저항 측정용 계기로 접지저항, 전해액의 저항 측정에 사용된다.

4. 다음 중 금속 전선관의 종류에서 박강 전선관의 규격이 아닌 것은 ?

   ① 19             ② 25               ③ 31                  ④ 35

[해설] 박강 전선관의 규격 : 19, 25, 31, 39, 51, 63, 75 ㎜

   ㉠ 박강 : 외경 (바깥지름)에 가까운 홀수

   ㉡ 후강 : 내경 (안지름)에 가까운 짝수

5. 다음 중 버스덕트의 종류가 아닌 것은 ?

   ① 플로어 버스 덕트         ② 피더 버스 덕트        ③ 탭붙이 버스덕트         ④ 플러그인 버스덕트

[해설] 버스덕트 (Bus duct) 종류

   ㉠ 피더 버스 덕트                      ㉡ 플러그 인 버스덕트

   ㉢ 익스팬션 버스 덕트              ㉣ 탭붙이 버스덕트

   ㉤ 트랜스 포지션 버스덕트

6. 다음 중 배선 차단기의 기호로 옳은 것은 ?

   ① MCCB              ② ELB             ③ ACB                   ④ DS

[해설] ① MCCB (Molded case circuit breaker) : 배선용 차단기

          ② ELB ( Earth leakage breaker) : 누전차단기

          ③ ACB (Air circuit breaker) : 기중 차단기

          ④ DS (Disconnecting switch) : 단로기

7. 기동시 발생하는 기동전류에 대해 동작하지 않는 퓨즈의 종류로 옳은 것은 ?

   ① 플러그 퓨즈            ② 전동기용 퓨즈              ③ 온도 퓨즈          ④ 텅스텐 퓨즈

[해설] ① 플러그 퓨즈 (Plug fuse) : 하얀 자기제의 퓨즈 커버 내에 퓨즈를 삽입하여 나사형식으로 돌리면 내부에서 서로

                                                       접촉하게 한 것이다.

   ② 전동기용 퓨즈

      ㉠ 전동기용 퓨즈는 전동기 보호용으로 적합한 특성을 가진 퓨즈이다.

      ㉡ 정격전류의 5배의 전류를 10초간 통전하여 1만회를 반복해도 용단되지 않는 특성을 가지고 있다.

      ㉢ 전동기의 기동 시에는 기동전류가 흐르기 때문에 이 기동전류에 의해 기능이 저하되거나 용단되지 않도록 하는

           특성이 정해져 있다.

      ㉣ 전동기는 온(On), 오프(Off)를 많이 반복하게 되므로 반복 개폐 횟수가 많게 설정되어 있다.

  ③ 온도 퓨즈 (Thermal fuse) : 어떤 특정한 온도에서 변형, 혹은 용융하여 전기회로를 여는 일종의 과열 보호용 스위치로

                                                  서, 전기기기의 과열 방지를 목적으로 사용된다.

  ④ 텅스텐 퓨즈 (Tungsten fuse)

     ㉠ 텅스텐의 가는 선을 필요한 치수로 정밀하게 만들어 소형의 유리관에 봉해 넣고, 그 양단에 도선을 붙인 것이다.

     ㉡ 전자기기와 같은 소전류이고 정밀한 제한을 요하는 곳에 사용한다.

8. 사람의 감전을 방지하기 위하여 설치하는 주택용 누전차단기는 정격감도전류의 동작시간이 얼마 이하이여야 하는가 ?

   ① 30 mA, 0.03초        ② 3 mA, 0.03초          ③ 300 mA, 0.3초         ④ 30 mA, 0.3초

[해설] ㉠ 감전사고에서는 인체의 손상 정도를 결정하는 통전전류의 크기와 통전시간이 피해 정도에 큰 영향을 끼친다.

          ㉡ 사람의 전기감전을 방지하기 위하여 주택용 누전차단기는 정격감도전류 30 mA, 0.03초 이내에 동작하도록 규정

               하고 있다.

9. 정격 전류가 60 A 일 때, 주택 배선 차단기의 동작시간은 얼마 이내인가 ?

   ① 15분             ② 30분               ③ 60분                ④ 120분

[해설] 한국전기설비규정 (KEC 표 212.6-4) 과전류 트립 동작시간 (주택용 배선 차단기)

정격전류의 구분
시간
정격전류의 배수
불용단 전류
용단전류
63 A 이하
60분
1.13 배
1.45 배
63 A 초과
120분
1.13 배
1.45 배

10. 접지 공사에서 접지극으로 동판을 사용하는 경우 면적이 몇 ㎠ 편면 이상이어야 하는가 ?

      ① 300              ② 600                 ③ 900                 ④ 1,200

[해설] 접지극 (내선규정 1445-7 참조)

  ㉠ 동판을 사용하는 경우에는 두께 0.7 ㎜ 이상, 면적 900 ㎠ (편면) 이상일 것

  ㉡ 동봉, 동피복강봉을 사용하는 경우에는 지름 8 ㎜ 이상, 길이는 0.9 m 이상의 것

11. 저압 가공전선에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 ?

   ① 저압 가공전선은 나전선, 절연전선, 다심형 전선 또는 케이블을 사용하여야 한다.

   ② 사용전압이 400 V 이하인 경우 케이블을 사용할 수 있다.

   ③ 사용전압이 400 V를 초과하고 시가지에 시설하는 경우 지름 5 ㎜ 이상의 경동선이어야 한다.

   ④ 사용전압이 400 V를 초과하는 경우 인입용 비닐 절연전선을 사용할 수 있다.

[해설] [KEC 222.5 ] 저압 가공전선의 굵기 및 종류 (위 문제 ①, ②, ③ 이외에) 사용전압이 400 V 초과인 저압 가공전선에

                                는 인입용 비닐 절연전선을 사용하여서는 안된다.

12. 철근 콘크리트주로서 전장이 15m 이고, 설계하중이 7.8 kN이다. 이 지지물을 논, 기타 지반이 약한 곳 이외에 기초

       안전율의 고려없이 시설하는 경우에 그 묻히는 깊이는 기준보다 몇 ㎝를 가산하여야 하는가 ?

     ① 10                   ② 30                  ③ 50                    ④ 70

[해설] 철근 콘크리트주로서 전체 길이가 14 m 이상 20 m 이하이고, 설계하중이 6.8 kN 초과 9.8 kN 이하의 것을 논이나

           지반이 연약한 곳 이외에 시설하는 경우 최저 깊이에 30 ㎝ 를 가산하여 할 것

13. 전선로의 직선 부분을 지지하는 애자는 ?

     ① 핀 애자           ② 지지애자                 ③ 가지애자                 ④ 구형애자

[해설] ㉠ 핀애자 : 전선의 직선 부분에 사용

         ㉡ 지지애자 : 전선의 지지부에 사용

         ㉢ 가지애자 : 전선을 다른 방향으로 돌리는 부분에 사용

         ㉣ 구형애자 : 인류용과 지선용이 있으며, 지선용은 지선의 중간에 넣어 양측 지선을 절연

14. 인류하는 곳이나 분기하는 곳에 사용하는 애자는 ?

   ① 구형 애자            ② 가지애자              ③ 새클애자            ④ 현수애자

[해설] 현수애자 : 특고압 배전선로에 사용하는 현수애자는 선로의 종단, 선로의 분기, 수평각 30 ° 이상인 인류 개소와 전선

                             의 굵기가 변경되는 지점, 개폐기 설치 전주 등의 내장 장소에 사용한다.

15. 다음 중 래크를 사용하는 장소는 ?

   ① 저압 가공전선로         ② 저압 지중전선로          ③ 고압 가공전선로            ④ 고압 지중전선로

[해설] 저압 가공전선로에 있어서 완금이나 완목 대신에 래크 (Rack)를 사용하여 전선을 수직 배선한다.

16. 가공 전선로의 지지물에 시설하는 지선의 안전율은 얼마 이상이어야 하는가 ?

      ① 2                  ② 2.5                      ③ 3                 ④ 3.5

[해설] 지선의 시설 (KEC 331. 11)

  ㉠ 안전율 : 2.5 이상

  ㉡ 연선을 사용할 것

      ⊙ 소선 3가닥 이상의 연선일 것

      ⊙ 소선의 지름이 2.6 ㎜ 이상의 금속선을 사용한 것일 것

17. 수변전설비 구성기기의 계기용 변압기 (PT) 설명으로 옳지 않은 것은 ?

   ① 높은 전압을 낮은 전압으로 변성하는 기기이다.

   ② 높은 전류를 낮은 전류로 변성하는 기기이다.

   ③ 회로에 병렬로 접속하여 사용하는 기기이다.

   ④ 부족전압 트립 코일의 전원으로 사용된다.

[해설] ㉠ 계기용 변압기 (PT)

   ⊙ 고전압을 저전압으로 변성 - 회로에 병렬로 접속

   ⊙ 배전반의 전압계, 전력계, 주파수계, 역률계 표시등 및 부족전압 트립코일의 전원으로 사용

 ㉡ 계기용 변류기 (CT)

   ⊙ 많은 전류를 적은 전류로 변성 - 회로에 직렬로 접속

   ⊙ 배전반의 전류계 · 전력계, 차단기의 트립코일의 전원으로 사용

18. 배선설계를 위한 전등 및 소형 전기기계 기구의 부하용량 산정시 건축물의 종류에 대응한 표준 부하에서 원칙적으로

      표준 부하를 20 VA/㎥ 으로 적용하여야 하는 건축물은 ?

   ① 교회, 극장          ② 호텔, 병원             ③ 은행, 상점           ④ 아파트, 미용원

[해설] 건물의 종류별 표준부하

건축물의 종류
표준부하 [VA/㎡]
공장, 공회당, 사원, 교회, 극장, 영화관, 연회장 등
10
기숙사, 여관, 호텔, 병원, 학교, 음식점, 다방, 대중목욕탕 등
20
사무실, 은행, 상점, 이발소, 미용원
30
주택, 아파트
40

19. 교통신호등 회로의 사용전압은 몇 V 를 넘는 경우에 전로에 지락이 생겼을 때 자동적으로 전로를 차단하는 장치를

      시설하여야 하는가 ?

     ① 100            ② 150              ③ 200              ④ 300

[해설] 한국전기설비규정 [KEC 234. 15. 6] : 교통 신호등 회로의 사용전압이 150 V를 넘는 경우는 전로에 지락이 생겼을

          경우 자동적으로 전로를 차단하는 누전 차단기를 시설할 것

20. 옥측 또는 옥외에 시설하는 배전반 및 분전반을 시설하는 경우에 사용하는 케이블로 옳은 것은 ?

   ① 난연성 케이블        ② 광섬유 케이블           ③ 차폐 케이블             ④ 수밀형 케이블

[해설] 배전반 및 분전반 (캐비닛을 포함한다)을 옥측 또는 옥외에 시설하는 경우는 방수형의 것으로 수밀형 케이블을 사용

           하여야 한다.

※ 수밀성 (Water tightness 水密性) 재료 : 압력수가 통과하지 않는 방수재료

[정답]  1. ③    2. ③    3. ④    4. ④    5. ①    6. ①    7. ②    8. ①    9. ③    10. ③    11. ④

            12. ②    13. ①    14. ④    15. ①    16. ②    17. ②    18. ②    19. ②    20. ④

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1. 차단기 트립방식

 ▣ 차단기를 트립하는 방식에은 내부 트립과 외부 트립방식이 있다. 내부 트립방식은 차단

     기에 내장되어 있는 직렬 과전류 트립장치로 과전류를 검출하여 차단하는 것으로서

     주로 저압 계통에 사용된다. 이들 검출부는 접점을 개폐하는 것이 아니고 차단부를

     폐로 상태로 유지하고 있는 캐치를 트립하여 차단시킨다. 차단기의 트립방식에는 직류

     트립방식, 콘덴서 트립방식, 전류 트립방식, 부족전압 트립방식이 있다.

 

가. 직류트립방식

 ▣ 보호계전기가 동작했을 때 트립코일에 직류 전류를 흘려 차단하는 방식이다. 전원은 축

      전지를 사용하고 통상적인 보호계전기의 접점은 이 트립 전류를 끊을 수 없으므로 살인

      계전기를 자기유지 시키고 트립전류는 차단기의 차단시 개로의 보조접점 52a로 끊도

      록 한다. 코일에 상시 전압이 가해져 있으므로 전식에 의해 코일이 단선될 우려가 있으

      므로 접점을 전극측에 코일을 부극측에 접속한다. 이 방식은 축전지 보수에 손이 가해

      지지만 전원이 안정되고 차단기 개폐설비로 간단하기 때문에 설비규모가 작은 경우를

      제외하고 널리 사용된다.

 

나. 콘덴서 트립방식

  ▣ 교류 전압을 정류하여 콘덴서에 상시 충전해 두고 이 전압을 트립전원으로 사용하는

       것으로 전원 이외의 구성은 직류 트립방식과 동일하다.

  ▣ 장시간 정전 후에는 콘덴서에 충전된 전하가 상실되어 차단이 불가능해 지므로 이점

       주의가 필요하다.

  ▣ 규격에는 30초 후 까지 그리고 전압 회복 후에는 2초 이내에 차단이 가능하도록 되어

        있다. 콘덴서는 개개의 차단기 마다 설치된다.

 

다. 전류 트립방식

 ▣ 계전기가 동작했을 때 변류기의 2차 전류는 트립코일에 전류하여 차단하는 방식이다.

      그림과 같이 과전류 계전기 접점이 닫히면 제어코일이 단락되어 여자코일에 의해 이 부

      분에 생기고 있던 자속이 감소하여 b접점 Xb가 열려 전류된다. 이 방식은 전류가 일정

      치 이상으로 흐르고 있지 않으면 차단이 되지 않으므로 과전류 보호 이외에는 사용할

      수가 없다. 배전계통의 사고에는 주회로의 전압이 강화되지 않으므로 교류 전압으로

      트립코일을 별도로 설치하여 지락보호는 이 코일에 의해 보호하게 된다.

 

라. 무전압 트립방식

  ▣ 그림과 같이 무전압 석방코일을 주회로 전압으로 하여 상시 여자해 두고 계전기가 동작

       하면 석방코일이 무전압이 되어 차단되는 방식이다. 전원의 정전 또는 단락에서도 자동

       적으로 차단되므로 주로 전동기 부하에서 사용된다.

 

2. 차단기 트립 관련 문제풀이

 

 ▣ 전자 블로형 차단기 (MBB) 조작회로에 케이블을 사용할 때 다음 조건을 이용하여 물음

      에 답하시오.

[조건]

  ① 대상이 되는 제어케이블의 길이 : 왕복 1,200[m]

  ② 케이블의 저항치

케이블의 규격 [㎟]
2.5
4
6
10
16
저항치 [Ω/㎞]
9.4
5.3
3.4
2.4
1.4

 

 

③ MBB의 조작회로 (투입코일 제외)의 투입 보조 릴레이(52X)의 코일 저항 66 [Ω]

   ⊙ MBB의 투입 허용 최저 동작 전압 : 94 [V]

   ⊙ 트립코일의 저항 : 19.8 [Ω]

   ⊙ MBB의 트립 허용 최소 동작 전압 : 75[V]

 

④ 전원전압

   ⊙ 정격전압 : DC 125 [V]

   ⊙ 축전지의 방전 말기 전압 : DC 1.7 [V/Cell), 102[V]

 

【질문】

 (1) MBB 투입회로 (투입 코일 제외)의 경우 다음 전압일 때 케이블의 규격은 ?

     ① 전원전압 DC 125[V]의 경우

     ② 전원전압 DC 102[V]의 경우

 (2) MBB 트립회로의 경우 다음 전압일 때 케이블의 규격은 ?

    ① 전원전압 DC 125[V]의 경우

    ② 전원전압 DC 102[V]의 경우

 

【문제풀이】

 ▣ 투입코일과 트립코일은 하나의 회로에 구성되어 있으나 문제 풀이를 쉽게 하기 위해

      두개의 회로로 나누어 계산해 보도록 하자.

 

(1) 투입코일 (투입 허용 최저 전압 : 94 [V])

 ① 전원전압 DC 125[V]의 경우

     답은 표에서 18.19 [Ω/㎞] 보다 저항값이 작은 2.5[㎟]를 선택한다.

 

② 전원 전압 DC 102[V]인 경우

 

(2) 트립코일 (트립코일 허용 최저 전압 : 75 [V])

 ① 전원 전압 DC 125 [V] 인 경우

 

② 전원 전압 DC 102 [V]인 경우

 
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♠ 전자블로형 차단기 (MBB) 조작회로

 

▣ 전자블로형 차단기(MBB) 조작회로에 케이블을 사용할 때 다음 조건을 이용하여 물음에 답하시오.

[조건]

① 대상이 되는 케이블의 길이 : 왕복 1,200[m]

② 케이블의 저항치

케이블의 규격[㎟]
2.5
4
6
10
16
저항치 [Ω/㎞]
9.4
5.3
3.4
2.4
1.4

③ MBB의 조작회로(투입코일 제외)의 투입 보조 릴레이(52X)의 코일 저항 66[Ω]

  ⊙ MBB의 투입 허용 최저 동작 전압 : 94 [V]

  ⊙ 트립코일 저항 19.8[Ω]

  ⊙ MBB 트립 허용 최소 동작 전압 : 75[V]

 

④ 전원전압

  ⊙ 정격전압 : DC 125[ㅍ]

  ⊙ 축전지의 방전 말기 전압 : DC 1.7[V/cell], 102[V]

 

(1) MBB 투입회로(투입 코일은 제외)의 경우 다음 전압일 때 케이블의 규격은 ?

  ① 전원전압 DC 125[V]의 경우

  ② 전원전압 DC 102[V]의 경우

(2) MBB 트립회로의 경우 다음 전압일 때 케이블의 규격은 ?

  ① 전원전압 DC 125[V]의 경우

  ② 전원전압 DC 102[V]의 경우

 

【 문제풀이】

< 사전에 숙지해야 할 사항 >

 ▣ 차단기의 조작회로는 트립코일에 전원을 인가하여 자기력으로 차단기를 열고 닫는 회로이며

     여기서 투입은 차단기를 닫는(On) 회로이고 트립회로는 차단기를 여는(Off)회로이다.

 
전자블로형 차단기 (MBB) 조작회로

▣ 차단기 조작회로는 직류전원을 사용하므로 전압강하는 저항에 의해서만 발생한다.

▣ 조작회로의 케이블 규격은 흐르는 전류에 의하여 결정되는데 차단기를 동작하게 하는

    전류가 흐르게 하기 위해서는 코일에 일정치 이상의 전류가 흘러야 하고 이 전류를

    흐르게 하려면 코일에 일정치 이상의 전압이 걸려야 한다.

▣ 이 문제는 코일에 일정치 이상의 전류를 흐르게 하기 위한 전압강하분을 계산하여야

    하는데 이러한 전압강하분 이하로 전압강하가 일어나도록 하는 전선의 굵기를 구하는

    문제가 되며 전압강하분 산정을 위한 전선의 고유저항을 구해서 이에 알맞은 전선을

    구하는 방식이 되겠다.

 

[답안작성]

(1) MBB 투입회로(투입 코일은 제외)의 경우 다음 전압일 때 케이블의 규격은 ?

  ① 전원전압 DC 125[V]의 경우

 

  ② 전원전압 DC 102[V]의 경우

 

(2) MBB 트립회로의 경우 다음 전압일 때 케이블의 규격은 ?

  ① 전원전압 DC 125[V]의 경우

 

  ② 전원전압 DC 102[V]의 경우

 

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