제92회 전기안전기술사

기출 30문제 · 모범답안 1문제

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제1교시 (용어형)

※ 다음 13문제 중 10문제를 선택하여 설명하시오. (각 10점)

1
전기절연재료와 전기절연재료의 내열성 등급에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 전기절연재료 내열등급
2
다음의 감전 용어에 대하여 설명하시오.

충전부(live part)

노출 도전성 부분(exposed conductive part)

계통외 도전성 부분(extraneous-conductive-part)

외함(enclosure)
문제 자세히 감전 보호 관련 용어(충전부·도전부 등)
3
전기설비기술기준의 판단기준에 따른 교통신호등의 시설에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 교통신호등·가로등·수중조명 시설기준
4
과전류에 의한 전선피복의 상태변화와 외부 화염에 의한 전선피복의 소손흔에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 과전류에 의한 전선피복 상태변화
5
저압전로의 접지방식에서 TN-C방식과 TN-C-S방식 및 TT방식의 특징을 비교 설명하시오.
문제 자세히 TN-C·TN-C-S·TT·TN-S 접지방식 비교
6
중성선에 흐르는 영상고조파 전류성분의 영향과 저감대책에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 중성선 영상고조파 전류 영향·저감대책
7
순시과전압(Transient)과 서지(Surge)에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 순시과전압(Transient)·서지
8
전력퓨즈의 차단용량 및 정격전류의 선정방법에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 전력퓨즈 기능·종류·차단용량·정격전류 선정
9
전기설비기술기준의 판단기준에서 정한 안전원칙을 설명하시오.
문제 자세히 KEC 제정목적·적용범위·전기설비 안전원칙

피뢰기의 일반특성 4종류에 대하여 설명하시오.

문제 자세히 피뢰기 일반특성(정격전압·제한전압·방전전류 등)

모범답안 펼치기

1. 정의

피뢰기(Lightning Arrester, LA)는 낙뢰 또는 개폐서지 등으로 인한 이상전압 침입 시 피보호기기의 절연을 보호하기 위해 이상전압을 대지로 방전시키고, 이상전압 소멸 후 속류(Follow Current)를 신속히 차단하여 계통의 정상 상태를 유지하는 보호장치이다.

2. 피뢰기의 원리 및 구성

(1) 동작 원리

이상전압 침입 시 피뢰기 단자 전압이 상승하면 즉시 대지로 뇌전류를 방전하여 피보호기기 단자 전압을 제어(제한전압)하고, 서지 통과 후 계통에서 공급되는 상주파 전류(속류)를 즉시 차단한다.

(2) 구조적 구성

🖼 [그림] 갭리스(ZnO) 피뢰기의 구조 및 V-I 비선형 특성 곡선

직렬 갭(Series Gap): 상시 전압 차단 및 방전 후 속류 차단 역할 (최근 갭리스형은 갭 없음).
특성 요소(Non-linear Resistors): $ZnO$ (산화아연) 비선형 변저항체로, 대전류 시 저항이 매우 작아지고 상시전압에서는 고저항 상태를 유지함.

3. 피뢰기의 일반특성 4종류

피뢰기의 정격 및 절연협조를 결정하는 핵심 4가지 특성은 다음과 같다.

(1) 피뢰기 일반특성 4종류 비교 및 분석

구분	정의 및 개념	요구 조건 및 특징	관련 수식 / 기준
1. 정격전압 ( $V_{n}$ )	피뢰기 단자 간에 가할 수 있는 상주파 최고전압의 실효값으로서, 방전 후 속류를 확실히 차단할 수 있는 최고 전압	계통 단락 고장 시 건전상 전위 상승을 고려하여 설정하며 속류 차단 능력의 기준이 됨	$V_{n} = S \times α \times V_{m}$ <br> ( $S$ : 접지계수, $α$ : 유도계수, $V_{m}$ : 계통최고전압)
2. 방전개시전압	피뢰기 단자 간에 이상전압이 가해졌을 때 방전을 개시하는 전압 (충격 방전개시전압 / 상주파 방전개시전압)	피보호기기의 충격절연강도(BIL)보다 충분히 낮아 이상전압 침입 시 즉시 동작해야 함	$충격 방전개시전압 < BIL$
3. 제한전압 ( $V_{r}$ )	피뢰기가 이상전압을 방전하고 전류(방전전류)가 흐르고 있을 때 피뢰기 단자 간에 남게 되는 전압의 충격 파두값	피보호기기의 절연을 보호하기 위해 BIL보다 충분한 여유(보호 마진)를 가지고 낮아야 함	$보호 마진 = \frac{BIL - V _{r}}{BIL} \times 100 \geq 20 %$
4. 공칭방전전류 ( $I_{n}$ )	피뢰기가 지정된 보호 성능을 유지하면서 방전시킬 수 있는 뇌전류의 피크값 ( $8/20 μ s$ 표준충격파)	계통전압 및 뇌 발생 빈도에 따라 $2.5 kA$ , $5 kA$ , $10 kA$ 등을 적용	표준파형: $8/20 μ s$ <br> (파두경과시간 $8 μ s$ , 파밀경과시간 $20 μ s$ )

4. 적용 사례 및 실무 적용 시 유의사항

(1) KEC 규정 및 절연내력 시험 관련 유의사항

접지공사 기준 (KEC 131): 피뢰기의 접지는 KEC 전로의 절연 원칙 예외 항목으로, 대지로부터 절연하지 아니하고 필수적으로 접지공사를 시행한다.
변압기 절연내력 경감 (KEC 135): $60 kV$ 초과 계통의 변압기 중성점 또는 $170 kV$ 초과 직접접지 계통 변압기 중성점에 피뢰기를 설치하는 경우, 절연내력 시험전압을 기본 배수 대비 경감( $0.72$ 배, $0.64$ 배 등)하여 적용할 수 있다.

(2) 실무 시공 유의사항

리드선 최소화: 피뢰기 단자 및 접지선의 배선 길이를 최단 거리화하여 리드선 인덕턴스( $L$ )에 의한 전압강하( $e = L \frac{d i}{d t}$ ) 상승을 방지해야 한다.
최대 설치 거리 준수: 피뢰기와 피보호기기(변압기 등) 간의 거리가 멀어지면 뇌서지의 반사파로 인해 기기 단자 전압이 상승하므로, 허용 한계 거리 이내에 배치한다.

11
상시 근로자수가 1,000명, 연평균 근로일수는 250일, 1일 근무시간이 8시간인 사업장의 강도율(S.R)이 10일 경우 1인당 근로손실 일수에 관하여 설명하시오.
문제 자세히 강도율(S.R) 계산·1인당 근로손실일수
12
사업주가 정전기에 의한 화재·폭발위험 등이 발생할 우려가 있는 위험물용 탱크로리·화약류제조설비 등에서 아래의 조치할 사항을 설명하시오. 1) 설비에 대한 정전기 발생방지 및 억제·제거대책 2) 인체에 대전된 정전기 대전방지대책
문제 자세히 탱크로리·화약류설비 정전기 발생방지·인체대전 방지
13
사업주가 산업안전기준에 관한 규칙상 전기기계·기구의 사용에 의하여 발생하는 전자파로 인해 기계설비의 오동작을 초래함으로써 산업재해가 발생할 우려가 있는 때에 조치할 사항을 설명하시오.
문제 자세히 전자파에 의한 기계설비 오동작 방지조치

제2교시 (논술형)

※ 다음 6문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각 25점)

1
전기설비기술기준의 판단기준에 의한 연료전지 및 태양전지 모듈의 절연내력과 태양전지 모듈 등의 시설에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 태양광발전설비 설치·점검기준
2
감전보호용 누전차단기의 구성요소와 사고가 발생할 경우 시스템으로서의 동작원리에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 누전차단기 동작원리·구성요소
3
최근 설치하고 있는 전자화 배전반의 기능과 특징 및 기대효과에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 GIS 특성·기능
4
고주파 장해의 발생 패턴과 방지대책에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 고주파 장해 발생패턴·방지대책
5
건축법상 비상용승강기의 설치기준에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 비상용승강기 설치기준
6
산업안전기준에 관한 규칙에서 정한 가스 및 분진폭발 위험장소를 분류하고 설명하시오.
문제 자세히 가스·분진 폭발위험장소 분류 및 설정

제3교시 (논술형)

※ 다음 6문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각 25점)

1
전기화재원인 중 배선기구 접속부의 과열에 의한 발화요인을 설명하시오.
문제 자세히 접속부 과열에 의한 발화요인·접촉저항 저감
2
전기설비기술기준의 판단기준 중 접지공사의 종류에서 공통 및 통합접지에 따라 접지공사를 하는 경우 접지용어와 접지공사방법 및 TN-S계통을 설명하시오.
문제 자세히 TN-C·TN-C-S·TT·TN-S 접지방식 비교
3
누전차단기의 오동작 유형에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 누전차단기 오동작 원인·대책 및 오접속
4
변전설비의 예방보전시스템에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 전기설비 예방보전·열화진단
5
전기재해를 분류하고, 전기재해의 발생형태별로 설명하시오.
문제 자세히 전기재해 분류·발생형태
6
전기설비기술기준의 판단기준에 따라 지락차단장치 등의 시설에서 지락차단장치의 생략조건을 기술하고, 중성점 비접지식 고압측 전로의 1선 지락전류를 계산식에 의해 설명하시오.
문제 자세히 지락차단장치 시설장소·생략조건

제4교시 (논술형)

※ 다음 5문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각 25점)

1
교류아크 용접기의 특성과 전격방지장치의 동작특성을 설명하시오.
문제 자세히 교류아크 용접기 특성·전격방지장치 동작특성
2
정전작업시 전로의 정전여부를 확인하기 위한 검출용구 중 저압용검전기와 고압·특고압검전기 및 활선접근경보기에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 검전기 종류·사용·보관(저압·고압·특고압·활선경보기)
3
수변전설비의 절연협조와 보호협조에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 수변전설비 절연협조·보호협조
4
한국형 스마트그리드(Smart Grid)에 대하여 설명하시오.
문제 자세히 한국형 스마트그리드
5
국제적으로 통용되고 있는 국제단위계(SI: The International System of Units)의 개념과 기본단위·보조단위·유도단위 및 국제단위계의 특징을 설명하시오.
문제 자세히 키르히호프 제1·2법칙

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