전기응용시설 공사 개요
전기응용시설 공사는 전기를 실제 생활과 산업에 쓰는 시설을 시공하는 대단원이다. 전기응용기기 설치, 신호배선, 제어배선, 동력배선, 조명배선 다섯 중간단원으로 이루어져 있다. 기출 문항은 전기응용기기 설치공사와 조명배선에 많이 몰려 있으므로 이 두 분야를 중심으로 학습하는 것이 효율적이다.
전기응용기기 설치공사
수용 전력 계산이 핵심이다. 최대 수용 전력은 수용률에 각 부하 설비 용량의 합을 곱한 값이다. 예를 들어 수용률이 0.6이고 부하 설비 용량의 합이 10kW이면 최대 수용 전력은 6kW가 된다. 수용률은 시설의 부하 특성과 사용 실적 등에 따라 정하며, 계산 문제에서는 주어진 값을 사용한다.
부등률은 각 부하의 최대 수용 전력 합을 합성 최대 수용 전력으로 나눈 비율이다. 예시로 각 부하의 합이 52kW이고 합성 최대 수용 전력이 50kW이면 부등률은 1.04가 된다.
전동기 배선의 굵기 기준도 자주 나온다. 전동기 정격 전류 합계가 50A 이하이면 전선 허용 전류는 그 합계의 1.25배 이상이어야 한다. 50A를 초과하면 기준이 완화되어 1.1배 이상이면 된다.
신호배선과 제어배선
신호배선에서는 교통신호등 관련 규정이 중요하다. 교통신호등 제어 장치의 사용전압은 300V 이하로 하고, 대지전압이 150V를 초과하는 경우 지락 시 자동으로 차단하는 장치를 설치한다.
제어배선은 제어 기기와 회로의 이해가 중심이다. 정역 운전에서 두 전자 개폐기가 동시에 여자되면 단락 사고가 일어난다. 이를 막기 위해 한쪽이 동작하면 상대편 동작을 금지하는 인터록 회로를 구성한다. 물체의 접촉으로 동작하는 위치 검출 스위치는 리미트 스위치이고, 물탱크 수위를 조절하는 것은 플로트레스 스위치이다. 힌지형 계전기는 가동 철편이 회전하여 접점을 움직이고, 플런저형은 가동 철심이 직선 운동한다. 직류 변환은 컨버터와 초퍼, 교류 변환은 인버터가 담당한다.
동력배선
동력 설비에서는 역률 개선용 진상용 콘덴서가 핵심 소자이다. 콘덴서는 이상적으로 부하 측에 분산 설치하는 것이 좋다. 역률 개선 효과로는 전력 손실 감소, 전압 강하 감소, 설비 용량 이용률 증가를 꼽는다. 다만 감전 사고 감소와는 직접 관련이 없다는 점을 기억해야 한다.
표시등 색상은 적용 규격과 표시 목적에 따라 정하며, 운전·정지 표시 관례는 해당 도면의 범례로 확인한다. 크레인이나 호이스트의 트롤리선을 노출 장소에 시설할 때 바닥에서 높이는 3.5m 이상이어야 한다. 권상기 전동기 용량은 하중과 속도, 효율로 계산하며, 하중 20t에 속도 1.5m/min, 효율 0.7을 넣으면 P=20,000×9.8×(1.5/60)÷0.7=7,000W≈7kW가 된다. 운동 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 회수하는 제동 방식은 회생 제동이다.
조명배선
문항 비중이 큰 분야이다. 조명의 네 가지 요소는 광속, 광도, 조도, 휘도이며, 광도의 단위는 칸델라(cd)이다. 실내 전체를 균일하게 비추는 방식은 전반 조명이고, 특정 작업 장소를 집중적으로 비추는 것은 국부 조명이다. 직접 조명은 대부분의 광속을 아래쪽으로 보내는 배광 방식이다. 하향 직사광과 상향 반사광을 함께 쓰면 전반 확산 조명이고, 상방향 광속 비율이 60~90%이면 반간접 조명이다.
등기구 기호는 알파벳으로 구분한다. F는 형광등, H는 수은등, N은 나트륨등, M은 메탈할라이드등이다. 관등회로는 안정기부터 방전관까지의 전로를 뜻한다. 글로 스타터식 형광등에는 점등관이 필요하며, 메탈할라이드등은 종류에 따라 별도의 점화기가 필요하다.
스위치 종류도 정리하자. 한 전등을 두 곳에서 점멸하려면 3로 스위치 두 개가 필요하고, 세 곳 제어는 중간에 4로 스위치를 추가한다. 점멸 스위치는 반드시 전압측 전선에 설치한다. 현관등의 타임 스위치 소등 시간은 일반 주택과 아파트가 3분 이내, 관광 및 숙박 시설이 1분 이내이다. 전등이나 개폐기에 이르는 전선은 동선 2.5mm2 이상의 고정배선을 쓰고, 등기구 인출선 등에는 별도의 기준이 적용된다. 라이팅 덕트 지지점 간 거리는 2m 이하로 한다.
전기응용시설 공사 학습 팁
숫자가 비슷해 헷갈리는 규정이 많다. 트롤리선은 3.5m, 라이팅 덕트 지지점은 2m, 타임 스위치는 주택 3분·숙박 1분으로 묶어서 외우면 효과적이다. 전동기 전선 굵기는 50A를 기준으로 1.25배와 1.1배가 갈리므로 기준값부터 확인하는 습관을 들이자. 조명 방식은 조명 범위와 배광 방식을 구분해서 보고, 스위치 문제는 개수와 설치 위치를 함께 기억하면 실수가 줄어든다.
전기응용시설 공사 관련 개념 페이지
대표 기출문제
조명용 백열 전등을 일반 주택 및 아파트 각 호실에 설치할 때 현관등은 최대 몇 분 이내에 소등되는 타임 스위치를 시설하여야 하는가?
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정답 및 해설 보기
정답 ③
현관에 불을 켜고 문을 들어간 뒤 잊고 끄지 않아도, 타임 스위치(시간이 지나면 저절로 꺼지는 스위치)가 알아서 꺼져 준다고 생각해 보세요.
이런 스위치를 설치할 때 '몇 분 안에 꺼져야 하는지'를 법(내선규정)으로 정해 두었어요.
일반 주택이나 아파트 각 집의 현관등 → 최대 3분 이내 소등
호텔이나 여관의 객실 현관등 → 최대 1분 이내 소등
암기 팁: '숙박 시설은 급하게(1분), 우리 집은 여유 있게(3분)'
이런 문제가 나오면 → '주택·아파트 현관등 = 3분, 호텔·여관 = 1분' 두 가지만 구분하면 됩니다.
근거 : 정답 근거: 일반 주택 및 아파트 각 호실의 현관등은 최대 3분 이내에 자동으로 소등되는 타임 스위치를 시설해야 한다(호텔·여관 객실은 1분 이내).
2개의 입력 가운데 앞서 동작한 쪽이 우선하고, 다른 쪽은 동작을 금지 시키는 회로는?
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정답 및 해설 보기
정답 ③
인터록(interlock) 회로는 두 기기가 동시에 움직이면 위험할 때 쓰는 안전 회로입니다. 예를 들어 전동기를 정회전·역회전시키는 두 개의 버튼(입력)이 있다면, 먼저 누른 쪽이 동작하면서 다른 쪽 회로를 '잠가 버립니다.
그래서 두 입력 중 앞서 동작한 쪽이 우선이 되고, 나중에 온 입력은 동작이 금지됩니다. 문제의 '앞선 쪽 우선 + 다른 쪽 금지'라는 문구가 바로 인터록의 정의입니다.
오답 중 자기 유지 회로(한 번 동작하면 스스로 계속 유지)와 혼동하기 쉬운데, '유지'와 '금지'는 다릅니다. 한시 운전은 정해진 시간만, 비상 운전은 비상시에만 작동하는 회로라 문제 설명과 맞지 않습니다.
이런 문제가 나오면 → '먼저 동작 = 우선, 다른 쪽 = 금지' 표현이 보이면 인터록을 고른다.
근거 : 정답 근거: 인터록(Interlock) 회로는 2개의 입력 중 먼저 동작한 쪽이 우선권을 가지며, 이후 다른 쪽 입력은 동작을 금지시켜 두 기기가 동시에 동작하는 것을 방지하는 회로이다(정역회전 전동기 등에서 안전을 위해 사용).
화재 시 소방대가 조명 기구나 파괴용 기구, 배연기 등 소화 활동 및 인명 구조 활동에 필요한 전원으로 사용하기 위해 설치하는 것은?
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정답 및 해설 보기
정답 ③
건물에 불이 나면 소방대가 조명기구, 벽을 부수는 파괴용 기구, 연기를 빼내는 배연기 같은 장비를 현장에서 사용한다. 이 장비들은 전기가 필요한데, 화재로 건물 전원을 쓰기 어려울 때 소방대가 직접 전기를 공급받도록 미리 설치해 둔 것이 '비상용 콘센트'이다.
보기에서 ③ 비상용 콘센트가 바로 이 역할을 한다. 반면 유도등(②)과 비상등(④)은 사람들이 비상구를 찾아 피난하도록 길을 밝혀 주는 조명 설비이므로, 소방대의 활동 전원 공급이라는 목적과는 다르다. 상용전원장치(①)는 평소 한전에서 받는 일반 전원을 뜻한다.
이런 문제가 나오면 → '소방대가 기구를 꽂아 쓰는 전원=비상용 콘센트', '피난 유도 조명=유도등·비상등'으로 목적을 구분하라.
근거 : 핵심 공식: 없음(소방시설 분류 암기).
어느 가정집이 40W 등 10개, 1kW 전자레인지 1개, 100W 컴퓨터 세트 2대, 1kW 세탁기 1대를 사용하고, 하루 평균 사용 시간이 등은 5시간, 전자레인지 30분, 컴퓨터 5시간, 세탁기 1시간이라면 1개월 (30일)간의 사용 전력량 은?
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정답 ②
전력량(kWh)은 전력(kW)×사용 시간(h)입니다. 기기가 여러 개면 각각 구해 모두 더하고, 마지막에 사용 일수를 곱하면 됩니다.
기기별로 계산하면 LED등 0.04kW×10개×5h=2kWh, 전자레인지 1kW×0.5h=0.5kWh, 컴퓨터 0.1kW×2대×5h=1kWh, 세탁기 1kW×1h=1kWh로 하루 합계는 4.5kWh입니다.
30일간 사용량은 4.5kWh×30일=135kWh입니다.
실수 포인트는 세 가지입니다. W→kW 환산(40W=0.04kW), 대수 포함(10개, 2대), 30분=0.5h 처리입니다. 이것만 지키면 다른 선지 같은 계산 오류는 나오지 않습니다.
이런 문제가 나오면 → 'kW×대수×시간'을 기기별로 더한 뒤 일수를 곱하는 순서로 푸세요.
근거 : 핵심 공식: . 암기팁: '각 기기 전력(kW)×대수×시간을 모두 더한 뒤 30일 곱하기'로 단계별로 계산.
단상 3선식 옥외 배선에서 중성선(N)과 양쪽 외선(전압선) 사이에 각각 20[A], 30[A]의 전등 부하가 걸려 있다. 인입 개폐기의 중성선 접속점(X점)에서 단자가 빠져 중성선이 단선되었을 경우 발생하는 현상은?
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정답 및 해설 보기
정답 ②
단상 3선식은 외선 두 개와 중성선(N) 하나로, 중성선을 기준으로 양쪽에 같은 크기의 전압이 걸리는 방식입니다. 평상시 중성선이 양쪽 전압을 균등하게 잡아주는 역할을 합니다.
그런데 X점에서 중성선이 빠지면 두 부하가 외선 사이에 직렬로 연결된 꼴이 되어, 전원 전압이 부하저항 비율로 나뉘어 걸립니다.
정상 시 전류가 20A인 부하는 30A 부하보다 저항이 큽니다(같은 전압에 전류가 작으므로). 직렬 회로에서는 저항이 큰 쪽에 전압이 더 크게 걸리므로 20A 부하의 단자 전압이 상승하고 30A 부하 쪽은 하강합니다.
회로는 여전히 폐회로를 이루므로 전류가 안 흐른다는 ④, 이상이 없다는 ①은 틀렸습니다.
이런 문제가 나오면 → '중성선 단선 = 전류 적은(가벼운) 부하 쪽 전압 상승'으로 외우세요.
근거 : 핵심 공식: 없음(단상3선식 중성선 단선 정성적 이해).
주위 온도가 일정 상승률 이상이 되는 경우에 작동하는 것으로서 일정한 장소의 열에 의하여 작동하는 화재 감지기는?
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정답 ①
화재 감지기는 크게 '열을 감지하는 것'과 '연기를 감지하는 것'으로 나뉩니다. 광전식·이온화식은 연기 입자를 감지하므로, 열로 작동한다는 문제 조건과 맞지 않습니다.
열감지기 중 차동식은 온도가 일정 상승률 이상으로 급히 올라갈 때 작동합니다. '일정한 장소의 열'이라는 조건이 핵심인데, 스포트형은 한 지점의 감지 소자로 국소적 온도 상승을 감지하는 방식이고, 분포형은 공기관·열전대 등으로 넓은 구역의 온도 변화를 종합해 감지합니다.
따라서 '온도 상승률 + 한 장소' 두 조건을 모두 만족하는 것은 차동식 스포트형
이런 문제가 나오면 → '차동=상승률, 스포트=한 곳, 분포=넓은 범위'로 조합해 답하라.
근거 : 차동식 스포트형 감지기는 주위 온도가 일정 상승률(예: 1분당 몇 도 이상) 이상으로 급격히 올라갈 때 작동하며, 그중 '스포트형'은 하나의 지점(장소)에 집중된 열을 감지하는 방식이다.
직류 스테핑 모터 (DC stepping motor)의 특징 설명 중 가장 옳은 것은?
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정답 ④
직류 스테핑 모터(스텝 모터)는 입력 펄스(전기 신호)가 1개 들어올 때마다 정해진 각도(스텝각)만큼 딱딱 끊어져 회전하는 전동기입니다. 시계 태엽이 톱니 하나씩 넘어가듯 신호 수만큼만 정확히 움직입니다.
이 성질 덕분에 별도의 피드백(센서 궤환) 없이도 위치·속도·거리·방향을 정밀하게 제어할 수 있어 프린터, 플로터, 산업용 로봇 같은 특수 정밀 기계에 널리 쓰입니다.
②'계속 회전한다'는 핵심과 반대입니다. 펄스마다 정해진 각도씩 단속적으로 도는 것이 특징이라 '계속 회전'은 일반 전동기 설명입니다. ③도 일반 공작기계보다는 정밀 제어용 특수기기가 주 용도입니다.
이런 문제가 나오면 → '스텝 모터 = 펄스 수만큼 회전, 정밀 위치제어용'으로 기억하세요.
근거 : 직류 스테핑 모터(스텝 모터)는 입력되는 펄스(전기 신호) 1개당 정해진 각도(스텝각)만큼만 정확히 회전하는 특수 전동기이다.
분기회로 설계에서 표준 부하를 20VA/m²으로 하여야 하는 건물은?
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정답 ②
내선규정에서는 건물 용도별로 분기회로 설계용 표준부하(VA/m²)를 정해 두며, 크게 10 / 20 / 30 VA/m² 세 그룹으로 나뉩니다.
20VA/m² 그룹에는 여관, 호텔, 병원, 학교, 음식점, 대중목욕탕 등이 속합니다. 따라서 학교가 정답입니다.
나머지 보기를 보면 아파트와 교회는 10VA/m² 그룹이고, 은행은 사무실·상점·이발소와 함께 30VA/m² 그룹입니다. 이처럼 서로 다른 그룹의 건물을 섞어 놓아 헷갈리게 합니다.
부하설비용량은 '표준부하 × 바닥면적 + 가산부하'로 계산하므로, 그룹별 값을 정확히 외우면 계산 문제에도 바로 쓸 수 있습니다.
이런 문제가 나오면 → '학교·병원·호텔·음식점 = 20VA/m²'로 묶어 외우세요.
근거 : 내선규정의 표준부하 산정 기준에 따라 건물 종류별 표준부하(VA/m²)는 다음과 같이 구분된다.