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일본국유철도 ED75형 전기기관차 国鉄ED75形電気機関車 JNR Class ED75 |
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| 차량정보 | ||||
| 형식 | 화물용 전기기관차 | |||
| 축 배치 | Bo-Bo | |||
| 전기방식 |
교류 20000V 50Hz 교류 20000V 60Hz(300번대) |
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| 길이 | 14,300 mm | |||
| 전폭 | 2,800 mm | |||
| 전고 | 4,017 mm | |||
| 영업최고속도 | 100㎞/h | |||
| 제작년도 | 1963년 ~ 1976년 | |||
| 제작사 | 히타치 제작소, 미쓰비시, 도시바 | |||
| 구동장치 | 조괘구동방식 | |||
| 메인모터 | 직류직권전동기 | |||
| 제어장치 | 무전호 저압 탭 절환[1], 약화 계자제어 | |||
| 정격출력 | 1,900 kw(1시간) | |||
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1. 개요
1963년에 조반선 이와키역까지의 교류전철화 개업에 맞춰서 나온 전기기관차.ED71형 전기기관차의 후계차로 등장하였으며, 투입 개시 이후 기존 조반선 및 도호쿠 지역 이외에도 홋카이도 및 큐슈 지역에도 본 형식이 투입되었으며, 1976년까지 302량이 생산되었다.
2. 형식
본 형식은 도호쿠 본선 및 조반선용으로 제작된 0번대, 큐슈 지역용으로 설계된 300번대, 홋카이도 교류전철화 프로토 타입으로 제작된 500번대[2], 오우 본선, 우에츠 본선용으로 1971년부터 1976년까지 제작된 700번대와 도호쿠 본선 전선 전철화 개업 대비용으로 제작된 1000번대가 있으며, 국철 분할 민영화 이후에는 JR 동일본과 JR 화물에 각각 승계되었다. 이중 JR 화물은 2012년까지 전량 폐차되었으며, JR 동일본은 700번대 5량[3]만 잔존하고 있다.2.1. 0번대(M형)
2.1.1. 1~49호기
도호쿠 본선 및 조반선용으로 1963년부터 제조되었다. 1호기와 2호기는 시제기로, 차체 구조 외에 탭 전환기의 구동 방식이나 기기 배치도 양산기와 다르다. 1964년에 제조된 3호기 이후가 양산기이며, 2호기의 사양을 바탕으로 각 기기가 개량되었다. 스커트는 아래쪽이 둥근 형태를 하고 있다. 1987년 2월까지 전량 폐차되어 JR에는 인계되지 않았다.2.1.2. 50~100호기
도호쿠 본선 모리오카 역의 전철화가 이루어질 즈음인 1965년부터 제조되었다. 내한내설장비를 강화하고 정면창에는 보호 난간과 고드름 절단기(つらら切り)가 설치되어 외관이 크게 달라졌다. 쿠로이소역 구내에서 발생할 수 있는 직류 전철화 구간 오진입 시 기기 보호를 위해 주회로에 퓨즈를 설치했다. 1966년 제조된 85호기 이후에는 난방기 성능 강화, 리액터 냉각풍 순환화 등 내한·내설 성능의 개선이 도모되었다. 외관에서는 뒷표지판이 폐지됨에 따라 미등에 장식 링이 붙었다.2.1.3. 101~160호기
1967년부터 제조되었다. 고드름 절단기가 없어 초기 차량에 가까운 외관이지만, 장식 링이 달린 미등과 평면 스커트가 달려 있다. 바닥 아래에는 공기 브레이크 장치를 담는 히터 부착 기기 보온함과 대형 리액터 배풍 덕트가 장착되었다. 주전동기는 개량형 MT52A형이 탑재되었다. 1968년 제조된 132호기 이후에는 브레이크 배율이 변경되었으며, 소음 저감을 위해 전동 송풍기를 터보팬으로 변경했다.2.2. 300번대
ED75형 기관차 중 유일한 60Hz 사양기. ED73형의 증비기로 규슈 지구에서 사용되었기 때문에 1965년에 10량(301~310호기), 1966년에 1량(311호기)이 제조되었다. 외관상 0번대와 거의 동일하지만 정면에는 고속화차용 점퍼연결기와 호스가 장착되었으며, 지붕 위의 퓨즈와 스노우플라우는 생략되었다. 규슈 지구용이지만 전기난방이 탑재되었다. 311호기는 미등과 스커트 등이 연식에 상응하는 것으로 변경되었다.해당 번호대는 브레이크 증압장치, 전자 브레이크 대응 등 고속운전 대응장비가 탑재되어 주로 고속화물열차 견인에 사용되었다. 제조 초기에는 고속운전 대응장비가 없었지만 1966년 10월 개정 대응을 위해 브레이크 증압장치와 KE72 점버 연결기가 장착되었다. 311호기는 당초부터 고속 대응 장비를 가지고 제조되었다. 300번대의 고속 장비는 20계 객차의 최고 속도 110km/h 견인 대응이 아니라 10000계 화차 견인 대응을 위한 것으로, 속도 브레이크 증압 장치도 기관차 측에만 작용하는 이른바 단기 증압 사양이다.
북부 규슈 지구로 운용이 한정되어 규슈 지구의 일반형 객차는 증기 난방을 사용하기 때문에 겨울철 객차 열차에 충당할 수 없는 등 ED74형과 마찬가지로 운용 효율은 그다지 좋지 않았다. 단 11량만이 제조되었고, 규슈 지구 내에서 범용적으로 사용할 수 있는 ED76형의 등장으로 운용에서 밀려났다. 1986년 3월에 전량 폐차되었다.
2.3. 500번대(S형)
홋카이도 교류전철화의 시제기로 1966년에 단 1편성(501호기)만이 제조되었다.제어방식은 고장방지의 관점에서 무접점제어를 도모하여 1965년 제조된 ED93형으로 채용된 것을 기초로 하여 전 사이리스터 위상제어가 되었다. 0번대의 저압탭을 대신하여 변압기의 2차측 권선을 4분할하여 사이리스터와 다이오드 브리지를 배치한 것으로 자기증폭기에 의한 위상제어와 탭절환을 모두 사이리스터로 수행한다. 탭 전환과 달리 모든 것을 무접점으로 제어할 수 있어 기기의 소형화·경량화 및 유지보수성이 우수하다.[4] M형과는 중련이 가능하지만, 당분간은 홋카이도 내에서만 운용하는 데 그치는 존재였기 때문에 총괄제어용 기기는 일부 생략되어 제조되었다.
혹한지용으로 특히 내한장비가 강화되면서 동결방지 차원에서 특별 고압기기를 실내에 수납하고 공기차단기나 피뢰기는 주변압기에 내장하고 주정류기도 대용량화되었다 .브레이크 장치에는 히터가 마련되어 차측 필터에서 눈 진입을 막기 위해 냉각풍은 바닥 아래보다 취하도록 설계되었다.
팬터그래프는 일반기와 동일한 PS101형으로 동결방지용 히터가 설치되었고 전원으로서 전두부에 언뜻 피뢰기로 보이는 연등형 절연변압기가 설치되어 있었다. 1968년 팬터그래프가 내설성이 뛰어난 PS102A형으로 교체되어 브레이크 히터 및 절연변압기를 철거한 바 있다. 이런 특수장비 때문에 전장은 다른 ED75형보다 300mm가 길다.
국철에서 JR 체계로 이행되기 직전인 1986년 10월에 폐차되었다.
2.4. 700번대
오우 본선, 우에츠 본선용 내설·내염해 대책 장비를 갖춘 기기로, 1971년부터 1976년까지 91량(701~791호기)이 제조되었다.도호쿠 지방 해안지역의 전철화에 있어서는 겨울철 강한 북서풍에 의한 염해가 우려되었다. 지붕 위에 배치한 특별 고압 기기를 실내 배치로 변경하였고, 기기실 내의 전장계 부품은 소형 경량화되었다. 주변압기는 ED76형 500번대에 사용된 것을 기반으로 탭절환기와의 유닛화 및 열차난방회선 추가가 이뤄졌으며, 특고회로차단기, 교류회로용 단위스위치, 계전기 등은 진공식으로 변경해 중량 증가를 억제했다. 이를 통해 무접점·무전호화도 진행되어 유지보수가 자유로워졌다.
1972년에 제조된 735호기 이후에는 단기 증압 브레이크가 추가되었고, 738호기 이후에는 팬터그래프 단로기를 변경하였다. 차체는 정면 하부의 통풍공을 폐지하고 장식띠는 염해 등으로 인한 부식 대책을 위해 메탈릭 도장으로, 미등은 전구 교체가 용이한 외박식으로 변경되었다. 팬터그래프는 내설성을 고려해 소형 밑틀 교차식인 PS103형을 채용했다. 운전석 조작기기류는 인체공학의 사고방식을 채택하고 검은색 계기판에 미터류를 가로 일렬로 배치하는 등 시인성과 조작성을 중시한 것으로 개선되었다.
전 기기가 아키타 기관구에 배치되어 오우 본선과 우에츠 본선에서 사용되었다. 이후 EF81형의 증비와 노후화된 ED71형의 치환용으로 1980년부터 일부가 후쿠시마 기관구로 전속되어 도호쿠 본선에서도 사용되었다. 1986년에는 34량이 세이칸 터널 전용기인 ED79형으로 개조되었다.
2.5. 1000번대(P형)
도호쿠 본선 전선 전철화 개업 대비용으로 1968년부터 1976년까지 39량(1001~1039호기)이 제조되었으며, 고속화물열차 및 20계 침대특급 객차 견인에 대응한다.코키 10000계 컨테이너 차량이나 20계 객차가 표준으로 장비하는 전자브레이크를 조작하기 위해 원공기유인통과 전자브레이크 지령회로를 추가하고 브레이크 증압장치가 탑재되었다. 10000계 화차에 장착된 TR203형 대차의 공기 스프링에 압축 공기를 공급하는 것도 가능하며, 20계 객차와의 연락용 전화회로도 설치되어 있다.
바닥 아래의 기기 보온함과 평활 리액터 배풍덕트는 101호기 이후에 장착된 것이 마련되었고, 공기배관은 내설커버에 수납되었다. 1973년에 제조된 1026호기부터는 미등이 외하메식으로 변경되었고, 전면 장식띠 소재 변경 및 메탈릭 도장화, 전면 통풍구 폐지, 블록식 번호판 채택 등으로 전면 형상이 700번대에 가까운 모습이다.
"유우즈루", " 아케보노", "호쿠세이" 등의 20계 침대 특급과 10000계 화차로 조성된 고속 화물 열차 A에 한정 운용되었지만, 견인기에 특수한 장비를 필요로 하지 않는 14계, 24계 객차의 투입과 20계 객차의 개조가 진행되자, 침대 특급 운용은 일반기와 구별 없이 운용되게 되었다.
10000계 화차로 조성된 고속화물열차 A의 한정운용은 해당 화차의 노후화로 브레이크를 개조해 100km/h 주행을 가능하게 한 코키 50000형 250000번대가 투입되기 시작했다. 이 전용편성을 견인하기 위해 해당번대에 한해 1988년에 상용 브레이크 촉진장치 부착 등의 대응개조가 시공되어 한정 운용이 이루어졌다. 국철의 JR화 후 투입된 전자 브레이크를 가진 코키 100계 화차에 의한 고속 화물 열차 A도 해당번대에 의한 한정 운용이 짜여져 있었다.
1000번대 중 JR 동일본에 계승된 기기는 도호쿠 본선 객차형 열차 운용 말기에 사용 빈도가 낮은 전자 브레이크 지령 회로를 폐색하는 대신 측문폐 파일럿 램프 회로용 점퍼 마개수가 설치되었다. 해당 차량의 일부는 나중에 JR 화물로 이적하여 이후에도 운용되었다.
1977년에는 1027호기가 승객 열차를 견인하였고, 1001호기와 1003호기는 예비기로 정비되었다. 덧붙여 1003호기와 1025호기는 국철 시대의 사고로 폐차되었으며, 1004호기와 1005호기가는 일시적으로 화물 시험 도장을 하고 있었다.