415계 전동차

{{{#!wiki style="margin: -10px -10px"			<tablealign=center><tablebordercolor=#fff,#000> 일본국유철도 415계 전동차 国鉄415系電車 JNR 415 Series (EMU)	}}}

JR 동일본 소속 0번대		JR 큐슈 소속 1500번대

JR 동일본 소속 1900번대		JR 서일본 소속 800번대
차량 정보
용도	도시, 광역철도 입선용 근교형 전동차
구동방식	전기 동력분산식 열차
편성	3량 1편성 4량 1편성 7량 1편성 8량 1편성 11량 1편성[1] 12량 1편성[2] 15량 1편성[3]
운행노선 (현재)	가고시마 본선 산요 본선 닛포 본선 나가사키 본선
운행노선 (과거)	조반선 미토선
도입시기	1971~1991년
제작사	일본차량제조 킨키차량 도큐차량제조 가와사키 차량 [4] 히타치 제작소
소유기관	JR 큐슈
운영기관
소유기관 (과거)	JR 동일본 [5] JR 서일본 [6] 일본국유철도 [7]
운영기관 (과거)
운행시기	1960년~현재[8]
차량 제원
{{{#!wiki style="margin: -0px -11px -5px" {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin-top: -5px; margin-bottom: -11px; word-break: keep-all"			전장	20,000㎜
전폭	2,900㎜(마일드 스틸 차량) 2,950㎜(스테인리스 차량)
전고	3,654㎜(마일드 스틸 차량) 3,670㎜(스테인리스 차량)
궤간	1,067㎜
차중	31.0~33.0 t
대차	마일드 스틸 차량	DT21B, TR62 볼스터 코일스프링 대차
	스테인리스 차량	DT50C,TR235C 원뿔 적층식 볼스터리스 대차
급전방식	직류 1,500V 교류 20,000V(50·60Hz)
운전보안장치	ATS-P, ATS-S ATS-Ps, ATS-SN
제어방식	CS15 직병렬조합 약계자 저항제어
동력장치	MT54형 직권 정류자 전동기
기어비	17:82 (4.82)
기동 가속도	M:T=1:1시 1.6 km/h/s
감속도	상용	3.5 km/h/s
	비상	5.0 km/h/s
제동방식	발전제동, 억속제동 병용 전자직통 브레이크
최고속도	설계	100㎞/h
	영업	100㎞/h	}}}}}}}}}

1. 개요2. 상세3. 형식4. 파생 차량5. 기타

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1. 개요

일본국유철도, JR 동일본, JR 서일본에서 1971년부터 1991년도까지 제작한 교직겸용 근교형 전동차이다.

2. 상세

1950년대 중반 이후 국철이 지방 선로의 전철화를 진행할 때 지상 설비의 문제로 인해 교류 전철화를 추진한 결과, 각지에서 직류 전철화 구간과의 접속점에 절연 구간이 발생하게 되었다. 이에 따라 국철에서는 직류 구간과 교류 구간을 모두 주행할 수 있는 전동차를 생산해 내기 시작했는데 이에 맞춰 등장한 차량이 1960년에 등장한 근교형의 401·403·411·415·421·423계, 1962년에 등장한 급행형의 451·453·455·457·471·473·475계, 1964년에 등장한 특급형의 481·483·485계와 1967년에 등장한 581·583계이다. 이들 중 401·403계, 451·453·455계, 483계, 581계는 직류와 교류 50Hz 겸용 차량으로 교류 50Hz로 전철화된 도호쿠 지방에 투입되었고, 421·423계, 471·473·475계, 481계는 직류와 교류 60Hz 겸용 차량으로 교류 60Hz로 전철화된 호쿠리쿠와 규슈 지방에 투입되었다.

1960년에 등장한 직교겸용의 401/421계는 급행형 전동차인 153계를 베이스로 하여 그린샤를 없애고 측면의 문을 3비차로 개조하고 크로스시트를 설치하여 열차 등급을 약간 낮춰 근교형 전동차라는 새로운 등급을 만들어냈다. 초기 401/421계는 저운전대 형태의 차량으로 생산되었으나 안전성 확보를 위해 고운전대형 차량이 등장하고 나서부터는 모든 차량이 고운전대로 생산되게 된다. 1965~1966년에는 전동기의 출력을 강화한 403/423계 전동차가 등장하여 교류 50·60Hz에 모두 대응되는 415계가 등장하기 전인 1971년까지 생산되었다. 이전에 생산된 401·403계/421·423계는 415계가 등장하고 나서 415계에 편입되었다.

그러나 일본 동서의 교류 상용주파수가 달라 기존의 차량으로는 직통운행이 불가능하다는 문제점이 있어 국철에서는 교류 장치를 약간 개조하여 직류와 교류 50Hz 및 60Hz에 모두 대응되는 차량을 개발해 냈다. 이 결과 등장한 차량이 위에서 언급된 차량의 대표급 되는 근교형의 415계(1971년 등장), 급행형의 457계(1969년 등장), 특급형의 485계(1968년 등장)와 급행/침대특급형의 583계(1968년 등장)이다. 당시에는 전국에 신칸센이 깔리기 전이었으나 근교형 열차는 급행이나 특급과 달리 초장거리를 운영할 이유가 전혀 없었기 때문에 교류 50Hz 및 60Hz에 모두 대응되는 계열의 차량은 415계가 가장 나중에 등장하였다.

415계 계열이 등장할 당시 국철에서 직교겸용 근교형 전동차 전용으로 사용되었던 적갈색+베이지 도장을 '아카덴(赤電)'이라고 불렸다. 아카덴 도색은 1985년에 흰 바탕에 푸른 띠가 있는 도색(사진 첫번째 도색)으로 모두 변경되었지만, 도색이 등장한 당시 철도 동호인들에게 깊은 인상을 남겼다고 한다.

3. 형식

1961년부터 1991년에 걸쳐 장기간동안 제조된 차량으로 다양한 역사적 이유로 인해 형식 및 차호, 편성 계보가 유별나게 개판이다. 많은 경우 401계, 403계, 415계, 421계, 423계는 모두 같은 계열로 본다.

현재 운용중인 형식은 415계 1500번대가 유일하다.

401계, 403계
1960년 도호쿠 본선 및 조반선의 교류 전철화로 등장한 직류 및 교류 50Hz 대응 차량. 403계는 401계의 고출력 파생형으로 1965~66년 사이에 등장했다.
421계, 423계
1960년 가고시마 본선 및 닛포 본선의 교류 전철화로 등장한 직류 및 교류 60Hz 대응 차량. 423계는 421계의 고출력 파생형으로 1965~66년 사이에 등장했다.
415계 0번대
1971년~75년 생산분. 415계의 네임쉽이며, 현재는 전 차량 폐차되었다.
415계 100번대
1978년 생산분. 기존 0번대보다는 좌석 간격을 넓혔으며 113계 2000번대의 설계를 어느 정도 유용한 것이 특징. 2022년 9월부로 정기 운용 종료.
415계 500번대
조반선 혼잡완화를 목적으로 1982년 제조. 100번대의 설계를 유용했으며 초기에는 동일본에서 활동하다가 2007년경에 2개 편성이 JR 큐슈로 양도되었다. 양도받은 차량은 번호 이외에도 차내 출입문쪽 손잡이의 모양이 삼각형[9][10]인 것으로 구별할 수 있다.[11] 2022년 9월부로 정기 운용을 종료했다.
415계 700번대
조반선 증결 투입용으로 1984년부터 1985년에 걸쳐 생산되었다. 차체와 전력계통에 약간의 차이가 있으며, 그 외 부속은 100번대와 동일하지만 유닛 구성에 약간의 차이가 있다. 이후 500번대가 본 형식에 준하는 개조를 받으면서 형식 구분에 큰 의미가 없어졌다. 최종적으로 다른 형식의 편성에 섞여 들어가거나 대체 부품 확보 목적으로 운용 이탈 후 소멸하였다(2008년).
415계 800번대
JR 서일본이 113계를 개조하여 만든 가짜 415계로, 일본어 위키백과에서는 같은 415계로 취급조차 하지 않고 별도 문서로 서술하고 있다. 1991년 나나오선이 열악한 인프라 사정을 이유로 직류로 전철화됨에 따라 교류 전철화가 되어있는 호쿠리쿠 본선과의 직통운전을 위해 당시 직류 구간만을 운행하던 후쿠치야마의 485계의 교류 설비를 철거하여 183계로 만들면서 발생한 부속을 113계와 결합하여 결과적으로 다른 415계와 동일하게 되어 형식이 부여되었다. 413계나 457계 등 호쿠리쿠 본선 내 운용중인 차량과 병결도 가능하도록 설계되었다. 이후 521계로 대체되어 소멸하였다(2022년). 여담으로 415계의 부수차는 원래 쿠하,사하 415형이 아니라 쿠하,사하 411형이라는 차번을 달고 있는데 JR화 이후에 나온 이 형식의 부수제어차는 쿠하 415라는 형식명을 받았고 이는 아래 쿠하 415-1901을 제외하고 유일한 쿠하 415가 되었다.
415계 1500번대
조반선 투입 용으로 개발된 형식이나 결과적으로는 큐슈에 더 많이 투입되었다. 211계와 동시기에 등장하여 외형은 211계와 거의 동일하며 스테인리스 차체와 볼스터리스 대차를 공유한다. 하지만 종전에 운용하던 415계와 혼합하여 운용할 수 있어야 했기 때문에 계자첨가여자제어나 전기지령식 브레이크는 사용되지 않았으므로 차체와 대차를 제외한 부분은 다른 415계와 대동소이하다. 또한 차체의 (의도치 않은) 경량화로 얻게 된 가감속 성능의 향상도 혼합 운용을 어렵게 하는 요소가 될 뿐이었으므로 의도적으로 성능을 억제하여 다른 415계와 맞추었다. 간단한 개조를 거친 기존의 탄소강제 415계의 모하(동력차)나 211계의 사하(무동력차)와 혼합 편성되어 운용되기도 했다는 설도 있다. 분할 민영화 이후 생산된 차량은 415계임에도 50Hz 전용으로 생산했다. 전 차량 롱시트로 되어있다.
이후 조반선에서 운용하던 차량 중 한 편성이 500번대와 함께 JR 큐슈로 양도되고(2007년) 차례로 폐차되면서 혼슈 내 415계의 운용은 소멸하였다(2017년).
한편 큐슈에서는 유일한 직류 구간인 칸몬 터널 운행만을 위해 직교류 겸용 차량을 개발하는 것이 어려워 계속 운용 중이며, 대체 차량에 대해 별다른 언급이 없으므로 당분간 계속 유지될 것으로 보인다.
사하 411-1601, 사하 411-1701
조반선내 차량 재조성에 따라 기존 차량에 혼합 편성하기 위한 목적으로 제조되었다. 차체 및 전장은 1500번대와 동일하지만 세미크로스시트 사용에 따라 정원에 차이가 생겨 별도 형식으로 구분되었다. 당초 403계와 혼합 편성되다가 폐차에 따라 1500번대와 함께 편성되었으며 이후 재조성에 따라 다시 0번대와 혼합 편성된 후 운용구간 단축에 따라 소멸하였다(2007년).
쿠하 415-1901
조반선내 좌석 공급을 위해 1991년에 1500번대를 기반으로 개발한 실증용 2층 차량으로 1량만 제조되었으며, 운용 성과는 215계 전동차의 설계에 반영되었다. 전환식 크로스시트로 1층은 2+2배열, 2층은 2+3배열로 전석 보통차 자유석으로 운영되었다. 출입문이 2개 뿐인데다 2층 차량의 특성상 승하차에 시간이 오래 걸리기 때문에 조반선의 혼잡한 환경에서의 운용에 어려움이 있어 비교적 빠르게 폐차되어 소멸하였다(2006년).

4. 파생 차량

파생 차량으로 413계, 417계, 451계, 453계, 455계, 471계, 473계, 475계, 717계가 있다. 이들 차량은 415계와 같은 구동계를 가지고 있다.

현재 JR에서 운용중인 차량은 없으며, JR 서일본 출신의 413계와 455계 조합 1개 편성(4량)이 에치고 토키메키 철도에 매각되어 2021년부터 관광 열차로 운용되고 있다.

451계, 471계
1962년부터 제조한 급행형 차량으로, 2개의 편개형 출입문을 가지고 있으며 근래의 특급형 차량과 같이 외부 출입문과 객실 사이에 격벽과 문이 있다. 451계는 토호쿠, 471계는 호쿠리쿠 지역에서 운용되었으며 선구 특성상 저상홈이 많아 승강 계단이 있다. 시대가 시대인만큼 특실과 식당차가 있었다.
호쿠리쿠 본선에서 오랫동안 운용되다 폐차로 소멸하였다(2011년).
453계, 473계
1963년부터 제조한 451계 기반의 전동기 출력 증대 등 부분 개선 형식이다.
이후 413계 제조에 필요한 부속 조달과 455계 편입 및 717계 개조로 소멸하였다(1992년).
455계, 475계
1965년부터 제조한 453계 기반의 차량으로 억속 브레이크가 추가된 부분 개선 형식이다. 에치고 토키메키 철도에 455계 쿠하(제어차)가 1량 존재하나 이는 457계의 부수차가 차호를 공유해 발생한 것이기 때문에 엄밀히 말해 본 형식이라고 보기는 어렵다.
717계 개조 및 폐차 등으로 소멸하였다(2011년).
457계
1969년부터 제조한 455계 기반의 차량으로 직류, 교류 50Hz, 교류 60Hz에서 모두 운용할 수 있다.
717계 개조 및 폐차 등으로 소멸하였다(2015년).
417계
1978년부터 제조한 457계 기반의 차량으로 지방 보통열차 용도로 개발되어 차체는 키하 47형과 유사하다.
이후 E721계로 대체되고 아부쿠마 급행으로 매각되어 소멸하였다(2008년).
413계, 717계
1986년부터 상기한 451계와 그 파생 차량의 부속을 재활용하고 차체를 신조하여 417계와 유사하게 제조한 차량이다. 급행형 차량이었던 451계와 그 파생 차량들과는 달리 근교형으로 설계되어 승하차에 방해가 되는 출입문과 객실 사이의 격벽은 없으며 양개형 출입문과 롱시트 세미크로스시트 조합, 측면 행선표시기 등을 가지고 있다. 하지만 단순히 부속을 되는대로 재활용한 것은 아니고 성능 통일 및 향후 유지보수를 위해 신조한 부분도 많다.
717계는 토호쿠, 큐슈용 차량으로 교류 전용이라는 점을 제외하면 크게 다른 부분은 없다.
이후 E721계, 817계, 521계로 각각 대체되어 소멸하였다(2021년).
413계라는 이름을 달고 있지만 415계는 물론 417계나 419계보다 나중에 나왔는데, 당초에 413계를 건너뛴 것은 동일본 전용사양인 401를 411계, 403계를 413계로 개번시킬 계획이 있었기 때문이며, 이로 인해 동일본·서일본 공통사양은 411과 413을 건너뛴 415계로 나왔다. 411계라는 이름은 415계의 부수차에 사용되었고, 413계는 개번이 무산되며 결번 처리되다가 419계까지 모두 나오자 개조차에 사용되게 된 것. 한편 개번 이후 401계라는 이름은 이바라키현 남부 시민단체의 조반 쾌속선 통근형 전동차 연장 요구에 대응한 교직류대응 통근형 전동차가 사용할 계획이었으나 이는 민영화 이후에 나왔고 E501계라는 이름을 받았다.

5. 기타

JR 동일본의 415계는 E501· E531계가 증비되어 1500번대를 제외하고는 2007년 3월을 마지막으로 모두 폐차되거나 큐슈로 이적되었으며, 1500번대 역시 같은 시기에 조반선에서 퇴역하고 미토선에서만 다니다, 미토선에서도 2016년 3월을 마지막으로 현역에서 완전히 자취를 감췄다. 1500번대 2개 편성을 제외하고 모두 폐차되었으며; 2016년 6월의 라스트런 이벤트를 마지막으로 영업운행을 중지, 2017년에 남아 있던 2개 편성마저 모두 폐차되었다.
하지만 JR 큐슈의 415계는 811· 813· 817계· 821계가 등장했음에도 불구하고 가고시마 본선에서 퇴출되지 않고 시모노세키와 큐슈의 연락열차로 운영되고 있다. 811·813·817·821계는 교류 전용 전동차이기 때문에 직류 구간인 산요 본선과 교류 구간인 가고시마 본선의 연락열차로는 사용할 수 없기 때문이다.
시모노세키~고쿠라구간의 연락열차 뿐만 아니라 모지코역~ 오무타역( 가고시마 본선), 오이타 근교( 닛포 본선에서도 활발하게 운행되고 있다. 가고시마 본선 후쿠오카 구간에서는 출근 시간대 최대 12량 편성으로도 운행하였다.(현재는 최대 8량 편성)
나나오선의 800번대는 ICOCA 도입에 맞춰 2021년에 전량 대차되었다.
앞으로도 그 질긴 생명을 계속 이어나가는줄 알았으나, JR 큐슈가 신차 계획을 밝히면서 415계의 입지가 매우 위태로워졌다. 결국 2022년 9월까지, 1500번대를 남기고 모두 영업운전을 종료하고 퇴역하였다.
신형 열차의 형식명은 821계로, 교류 축전지 전동차인 BEC819계와 비슷한 형상으로 나온다고 한다. 또한, 동시에 디젤동차인 YC1계도 도입하여 키하 40계를 완전히 대차한다고 한다. 하지만 정작 뚜껑을 따보니 821계가 교류 전용이라 직교류 겸용 구간의 415계는 현재도 건재하다.
KATO와 TOMIX에서 철도 모형화 되었다.

조반선용 KATO, TOMIX
조반선용 1500번대 TOMIX

[1] 7+4 [2] 4+4+4 [3] 7+4+4 [4] 가와사키 중공업이 인수한 기샤세이죠 생산분도 포함한다. [5] 일본국유철도 분할 민영화 이후 ~2016년 [6] 1991년~2021년 [7] 1987년 일본국유철도 분할 민영화 이전 [8] 나중에 415계로 편입된 차량들은 1971년 이전부터 운행중이었다. [9]

[10] 자세히 보면 오각형이다. 현지에서도 오각형으로 분류하기도 한다. [11] 출입문쪽의 손잡이는 처음에 없었다가 나중에 JR 동일본에서 추가로 달은 것이다. 추가로 달 당시에는 원형 손잡이를 버리고 삼각형 손잡이를 쓰기 시작한 시기였다.