제128회 건축전기설비기술사

기출 31문제 · 모범답안 1문제

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제1교시 (용어형)

※ 다음 13문제 중 10문제를 선택하여 설명하시오. (각 10점)

1
R=5[Ω], L=0.159[H], C=50[μF]의 직렬 회로에 100[V]의 AC 전압 인가 시, 흐르는 전류가 최대일 때, L과 C에 걸리는 전압 및 소비전력을 계산하시오.
문제 자세히 RLC 및 3상 회로 순시·유효·무효전력
2
환류 다이오드(Free Wheeling Diode)의 다음사항을 설명하시오. 1) 정의 2) 목적 3) 적용방법 4) 효과
문제 자세히 전력용 반도체(IGBT·IGCT) 특성 및 인버터 소자
3
비상조명등 설치 시 고려사항을 설명하시오.
문제 자세히 옥내조명 설계 절차·고려사항

KS C IEC 60449에 의한 건축전기설비의 전압밴드에 대하여 설명하시오.

문제 자세히 모선 전압 계산(선로데이터·부하데이터 활용)

모범답안 펼치기

KS C IEC 60449에 의한 건축전기설비의 전압밴드

1. 정의

전압밴드(Voltage Band)란 건축전기설비에서 사용되는 전압을 감전·화재 위험도 및 절연 요구 수준에 따라 구분한 전압 범위의 단계적 분류 체계이다.

2. 전압밴드의 구성

KS C IEC 60449는 건축전기설비에서 나타나는 전압을 밴드 I ~ 밴드 IV로 구분한다.

밴드	교류 전압 범위 (실효값)	직류 전압 범위	주요 적용 예
밴드 Ⅰ	50 V 이하	120 V 이하	신호·제어, 전화, SELV, PELV 회로
밴드 Ⅱ	50 V 초과 ~ 600 V 이하	120 V 초과 ~ 900 V 이하	저압 일반 전력 (조명, 콘센트, 동력)
밴드 Ⅲ	600 V 초과 ~ 1,000 V 이하	900 V 초과 ~ 1,500 V 이하	저압 대용량 설비, 일부 산업용
밴드 Ⅳ	1,000 V 초과	1,500 V 초과	고압 이상 (수변전 설비)

밴드 I의 상한 기준 — 안전 특별저압(ELV)

$V_{E L V} \leq 50 [V(AC)]$ 또는 $V_{E L V} \leq 120 [V(DC)]$

이 범위는 인체 접촉 시 위험 전류가 흐르지 않도록 설정된 안전 한계전압에 근거한다.

3. 각 밴드의 특징 및 기술적 의미

구분	특징	절연·보호 요구 수준
밴드 Ⅰ	감전 위험 최소, ELV 영역	기초 절연으로 충분, SELV·PELV 적용
밴드 Ⅱ	일반 저압 구역, 가장 광범위	기본 보호 + 고장 보호 필수 (KEC 210)
밴드 Ⅲ	저압 상한 영역	강화 절연, 접지 계통 엄격 적용
밴드 Ⅳ	고압 이상	특별 보호, 전문인 취급 의무

밴드 경계값은 절연 내력 시험전압, 보호등급(IP), 이격거리 설계의 기준이 된다.
KEC(한국전기설비규정)는 저압을 교류 $1, 000 [V]$ 이하, 고압을 $1, 000 [V]$ 초과 $7, 000 [V]$ 이하로 정의하며, 이는 밴드 Ⅱ·Ⅲ과 밴드 Ⅳ의 경계와 부합한다.

4. 실무 적용 시 유의사항

ELV 회로 설계: 밴드 Ⅰ 범위 내 SELV/PELV 회로는 상위 밴드 회로와 물리적 분리 또는 강화 절연을 적용해야 한다.
배선기구·차단기 선정: 밴드 Ⅱ(220 V/380 V 계통)와 밴드 Ⅲ(600 V 초과) 기기는 정격전압 등급이 상이하므로 혼용 금지.
접지 계통 적용: 밴드 Ⅱ 이상에서는 TN·TT·IT 접지 계통 중 하나를 명확히 선정하고, 누전차단기(RCD) 적용 여부를 검토한다.
표시 및 색상 구분: 밴드별 전압 회로는 배선 색상·표지로 구별하여 유지보수 시 오접촉 사고를 예방한다.
IEC 기준과 KEC 연계: KS C IEC 60449의 밴드 구분은 KEC 110(전압 구분)과 연계하여 해석하되, 수치 차이 발생 시 KEC 우선 적용을 원칙으로 한다.

5
전력퓨즈의 역할, 장단점, 종류, 고압이상 변압기 과부하보호장치 적용방법 및 기기별 기능을 비교하여 설명하시오.
문제 자세히 한류형 Fuse 및 한류저항기
6
한국전기설비규정(KEC)에 따른 우중가 설비에서의 접입강화를 저압으로 수전하는 경우와 고압이상으로 수전하는 경우 접입강화 법위에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 절연레벨·접지에 따른 기기 분류 및 간접접촉 보호조건
7
전력계이름의 단절연에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 절연협조와 과전압(뇌·개폐·단시간)
8
전원의 자동차단에 의한 저압전로의 보호대책인 누전자단기를 시설해야할 대상과 시설방법에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 절연레벨·접지에 따른 기기 분류 및 간접접촉 보호조건
9
교류 저압배전 방식의 결선도를 작성하고, 전력손실이 동일 할때의 선전류, 저항, 단면적, 중량을 전기방식(電氣方式)별로 비교 설명하시오.
문제 자세히 간선방식·도체종류·부설방식·굵기 산정
10
조명등의 정의 및 조명등에 영향을 주는 요소에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 조도와 작업 능률 영향
11
텔레비전 조명의 특성과 조명목적에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 광발생 종류(열복사·방전·발광)
12
분산형전원 배전계통 연계기술기준에 있어 전기방식(電氣方式)에 대하여 다음을 설명하시오.

3상 우전 단상 인버터 설치기준

연계구분에 따른 계통의 전기방식(電氣方式)
문제 자세히 분산형전원 계통연계 기술기준·고려사항
13
소방설비의 감지기 배선방식 중에서 교차회로 방식의 정의, 문제점 및 대책, 이 방식을 적용하지 않는 감지기 종류를 설명하시오.
문제 자세히 자동화재탐지설비 감지기 분류 및 동작원리

제2교시 (논술형)

※ 다음 6문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각 25점)

1
건축물에 설치하는 경관조명 설계 시 빛공해 영향 및 방지대책에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 경관·야간·빛공해 조명 설계
2
조명시스템에 대하여 다음 사항을 설명하시오. 1) 조명경제 정의 및 경제성 평가법 2) 조명설비의 보수·관리 3) 조명제어 계획 시 고려사항
문제 자세히 조명제어 및 에너지절약 시스템
3
저압전로에 설치하는 전동기 보호용 과전류보호장치의 다음 사항에 대하여 설명하시오. 1) 보호장치의 구성 2) 보호장치의 시설방법 3) 보호장치의 정격전류 선정 4) 단락보호 차단기의 선정방법
문제 자세히 저압차단기 종류·선정 및 보호협조
4
한국전기설비규정(KEC)에 의한 전기자동차 충전장치 시설에 대하여 다음을 설명하시오.

전원공급 설비의 저압전로 시설

충전장치 시설

충전 케이블 및 부속품 시설
문제 자세히 간선방식·도체종류·부설방식·굵기 산정
5
건축물의 접지전극을 설계하고자 한다. 다음의 내용을 설명하시오.

접지전극의 설계 기본 순서

대지저항률

접지공법의 종류
문제 자세히 IEEE Std.80 접지설계 및 망상접지극
6
접지저항 측정 방법 중 전위강하법에 대하여 다음을 설명하시오.

전위강하법의 정의

전위분포곡선

전위분포와 저항구역의 관계
문제 자세히 접지저항 측정(전위강하법·61.8% 조건)

제3교시 (논술형)

※ 다음 6문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각 25점)

1
풍력발전 시스템에 대하여 다음을 설명하시오. 1) 풍력발전 시스템 2) 주속비 3) 풍력발전 적용 시 고려사항
문제 자세히 풍력발전 TSR(Tip Speed Ratio)
2
분산형전원 배전계통 연계기술기준에 의한 한전계통 이상 시 분산형전원 분리시간, 전압, 주파수 및 전기품질, 순시전압변동에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 분산형전원 계통 분리·단독운전 방지
3
초고층 빌딩의 간선설비 계획에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 초고층빌딩 대용량 저압수직간선(알루미늄 파이프 모선·부스덕트)
4
한국전기설비규정(KEC) 저압 배선설비의 선정과 설치 시 고려해야 할 외부영향의 요인들에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 절연레벨·접지에 따른 기기 분류 및 간접접촉 보호조건
5
변압기 용량 2,000[㎸A], 임피던스 7[%]인 직접 접지방식 440[V] 저압 모선에 1,000[㎸A], 임피던스 25[%]인 유도전동기(IM) 운전 중 모선에 사고가 발생한 경우 다음을 계산하시오.(단, 전원 용량은 250[MVA]로 하고 선로의 임피던스는 무시한다.)

1선 지락전류

3상 단락전류

3상 단락 시 전원측과 유도전동기측에서 고장지점(F1)에 흐르는 전류
문제 자세히 단락·지락전류 계산(퍼센트 임피던스법)
6
대칭 좌표법을 이용하여 3상 전력 회로에서 유기전압과 임피던스가 평형을 이루고 있을 때 발전기의 기본식을 유도하시오.
문제 자세히 교류회로 해석

제4교시 (논술형)

※ 다음 6문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각 25점)

1
인텔리전트 빌딩에서 건축화조명의 종류별 특성을 설명하시오.
문제 자세히 옥내조명 설계 절차·고려사항
2
신재생에너지시스템의 핵심인 전력전자공학의 전력변환방식 및 핵심요소의 특성요구에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 전력변환장치(정류기·인버터·VVVF) 방식 및 특성
3
중성선에 흐르는 영상 고조파전류의 발생원리, 영향, 대책에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 고조파 정의·발생원·측정방법
4
직류 전동기의 다음을 설명하시오. 1) 회전원리와 구조 2) 회전 관련식인 역기전력(E), 단자전압(V), 전기자 전류( $I_{a}$ ), 속도(N), 토크(T) 3) 속도특성곡선
문제 자세히 유도전동기 속도제어·제동방법 및 동력설비 설계
5
수변전설비에서 전력품질을 저해하는 전자파의 원리, 발생원인, 침입경로, 영향, 대책에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 전자파 장애(EMI)·유도장해 원인 및 대책
6
전력계통의 중성점 접지방식에 대하여 다음과 같이 구분하여 설명하시오. 1) 중성점 접지방식의 구성과 목적 2) 중성점 접지방식별 비교표(중성점접지, 건전상 전위상승, 지락전류 크기, 보호계전, 과도안정도, 통신선유도장해, 변압기의 절연, 장점, 단점, 적용장소) 3) 전력계통의 유도장해 경감대책
문제 자세히 직접접지·저항접지·비접지 방식 비교

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