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안녕하세요. 티스토리 블로그를 통해 여러분의 전기기능사 단기 합격을 책임지고 있는 전기 달인입니다.
전기기능사 필기 합격을 위한 17부작 시리즈의 마지막 열일곱 번째 시간입니다. 1편부터 16편까지 쉼 없이 달려오신 여러분의 열정과 노력에 깊은 박수를 보냅니다. 대망의 피날레를 장식할 오늘 3과목 전기설비의 주제는, 우리가 옥내 배선을 설계할 때 가장 먼저 결정해야 하는 '전선 굵기 산정의 3대 요소'와, 건물을 환하게 밝혀주는 '조명 설비의 배광 방식', 그리고 전력 낭비를 막기 위한 '간선의 수용률'입니다.
전기 공사에서 전선의 굵기를 잘못 선정하면 전선이 타버리거나 기계가 정상적으로 작동하지 않으며, 건물 용도에 맞는 수용률을 적용하지 않으면 변압기의 용량이 턱없이 부족해집니다. 오늘 전기 달인이 엄선한 3개의 핵심 기출문제와 논리적인 실무 해설을 정독하시어, 3과목 전기설비 파트의 마지막 퍼즐 조각을 완벽하게 맞추어 보시기 바랍니다.
1. 전선 굵기 결정의 3대 요소 (안전과 효율의 기준)
건축물 내부에 전선을 깔기 위해 설계도를 그릴 때, 무작정 굵고 비싼 전선을 쓸 수는 없습니다. 그렇다고 너무 얇은 전선을 쓰면 화재가 발생합니다. 따라서 전기설비 기술기준에서는 전선의 굵기를 결정할 때 반드시 다음의 3가지 핵심 요소를 수학적으로 계산하여 가장 안전한 굵기를 선정하도록 규정하고 있습니다.
- 허용 전류 (Safe Ampacity): 전선에 전류가 흐르면 저항에 의해 열이 발생합니다. 전선의 절연 피복이 녹거나 타버리지 않고 안전하게 연속으로 흘려보낼 수 있는 최대 전류치를 말하며, 3요소 중 가장 중요한 1순위 조건입니다.
- 전압 강하 (Voltage Drop): 전선의 길이가 길어질수록 전선 자체의 저항 때문에 출발점의 전압보다 도착점의 전압이 뚝 떨어지게 됩니다. 220[V]를 보냈는데 190[V]가 도착하면 모터가 타버리므로, 규정된 전압 강하율 이내가 되도록 전선을 충분히 굵게 써야 합니다.
- 기계적 강도 (Mechanical Strength): 전선을 배관에 밀어 넣거나 허공에 매달 때, 사람이 당기는 힘이나 바람의 힘에 의해 전선이 툭 끊어지지 않고 버티는 물리적인 튼튼함을 말합니다.
- 오답 주의: 시험에서는 오답으로 '절연 손실', '전력 손실', '코로나 손실' 등이 자주 등장합니다. 이는 굵기 산정의 3대 요소가 아님을 명심하십시오.
[엄선 기출문제 1] Q. 옥내배선에 있어서 전선 굵기 결정에 고려하지 않아도 되는 것은?
- 전압 강하
- 허용 전류
- 절연 손실
- 기계적 강도
정답: 3번 (절연 손실) 상세 해설: 전기설비에서 전선의 굵기를 결정하는 3대 필수 요소는 '허용 전류', '전압 강하', '기계적 강도'입니다. 앞 글자를 따서 '허-전-기'로 암기해 두시면 편리합니다. 보기 3번의 절연 손실은 전선의 피복(절연체)을 통해 미세하게 새어나가는 전력 손실을 의미할 뿐, 도체 자체의 굵기를 결정하는 직접적인 3대 척도에는 포함되지 않습니다.
2. 기구 배광에 의한 조명 방식 (빛의 방향을 제어하다)
방안을 밝히는 조명 기구는 빛(광속)을 어느 방향으로 얼마나 많이 보내느냐에 따라 5가지 방식으로 나뉩니다. 그중에서도 빛을 아래로 쏟아붓는 '직접 조명'과, 빛을 천장으로 쏘아 올려 반사시키는 '간접 조명'의 수치를 묻는 문제가 매회 출제됩니다.
- 직접 조명 (Direct Lighting): 조명 기구에서 발산되는 전체 광속 중 90~100[%]의 빛을 아래쪽(하향) 작업면으로 직접 비추는 방식입니다. 조명 효율이 가장 높고 그림자가 뚜렷하여 정밀 작업에 유리하지만, 눈부심(글레어, Glare)이 매우 심하다는 단점이 있습니다.
- 간접 조명 (Indirect Lighting): 발산 광속의 90~100[%]를 위쪽(상향) 천장이나 벽으로 비추어, 그 반사된 빛으로 실내를 밝히는 방식입니다. 눈부심이 없고 부드러운 분위기를 연출하지만, 빛이 반사되는 과정에서 손실이 커 조명 효율이 가장 떨어집니다.
- 전반 확산 조명: 상향과 하향으로 40~60[%]씩 빛을 골고루 퍼뜨리는 방식으로, 우리가 흔히 쓰는 둥근 유리구 형태의 조명이 이에 해당합니다.
[엄선 기출문제 2] Q. 조명 중에서 발산 광속 중 하향 광속이 90~100[%] 정도로 하여 하향 광속이 작업면에 직사되는 조명 방식을 무엇이라 하는가?
- 직접 조명
- 반직접 조명
- 전반 확산 조명
- 반간접 조명
정답: 1번 (직접 조명) 상세 해설: 문제의 지문 속에 정답을 향한 핵심 키워드인 '하향 광속이 90~100[%]'로 주어졌다면 천장을 향해 빛을 쏘는 간접 조명을 정답으로 선택하셔야 합니다.
3. 건축물에 따른 간선의 수용률 (변압기 용량 설계의 핵심)
'수용률(Demand Factor)'이란 건물 내부에 설치된 전체 전기 기구(전등, 에어컨 등) 중에서, 동시에 전기를 켜고 사용하는 비율을 뜻합니다. 100가구가 사는 아파트에서 100가구가 동시에 에어컨과 세탁기를 켤 확률은 현실적으로 0[%]에 가깝습니다. 따라서 전체 용량을 다 합친 값으로 메인 변압기나 간선 전선을 설계하면 비용이 너무 크게 낭비되므로, 건축물의 종류별로 법적인 수용률을 곱하여 설비 용량을 다이어트시킵니다.
- 수용률 50[%] 적용 대상: 주택, 기숙사, 여관, 호텔, 병원, 창고. (사람들이 잠을 자거나 거주하는 공간은 동시에 전기를 쓸 확률이 절반 정도로 낮습니다.)
- 수용률 70[%] 적용 대상: 학교, 사무실, 은행. (특정 업무 시간대에 수많은 사람이 동시에 불을 켜고 컴퓨터를 사용하므로 동시 사용 확률이 70[%]로 높게 책정됩니다.)
[엄선 기출문제 3] Q. 학교, 사무실, 은행 등의 간선 굵기 선정 시 수용률은 몇 [%]를 적용하는가?
- 50
- 60
- 70
- 80
정답: 3번 (70) 상세 해설: 한국전기설비규정에 따른 건축물별 수용률 표를 암기하고 있는지 묻는 문제입니다. 학교나 사무실, 은행은 낮 시간대에 모든 직원이 일제히 전기를 사용하는 특성이 있으므로 수용률을 비교적 높게인 70[%]로 적용하여 간선과 변압기 용량을 넉넉하게 설계해야 합니다. 반대로 주택이나 호텔처럼 개별적인 생활 패턴을 가진 공간은 50[%]를 적용한다는 사실을 반드시 비교하여 외워두십시오.
1분 마무리 요약 노트
- 전선 굵기 산정 3요소: 전선을 설계할 때는 반드시 허용 전류, 전압 강하, 기계적 강도 세 가지를 수학적으로 계산하여 결정해야 합니다. (절연 손실은 제외)
- 조명 배광 방식: 하향 광속이 90~100[%]면 간접 조명입니다.
- 간선 수용률: 모든 전기를 동시에 켤 확률을 의미하며, **주택과 여관은 50[%], 학교와 사무실은 70[%]**를 적용하여 경제적인 설계를 합니다.
이로써 전기기능사 필기시험 합격을 위한 17번의 모든 여정이 끝났습니다. 1과목 전기이론의 복잡한 수식부터, 2과목 전기기기의 회전 원리, 그리고 3과목 전기설비의 암기 사항까지 정말 고생 많으셨습니다. 여러분이 지금까지 적어 내려간 노트와 이 블로그의 17개 포스팅만 반복해서 정독하신다면, 시험장에서 놀라운 점수로 단기 합격의 기쁨을 누리실 수 있을 것이라 확신합니다.
질문이 있으시거나 시험 후기가 궁금하시다면 언제든지 하단의 댓글 창을 통해 남겨주십시오. 전기 달인이 항상 여러분과 소통하며 합격을 축하해 드리겠습니다. 여러분의 새로운 도전과 빛나는 미래를 진심으로 응원합니다!
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