큐슈여객철도 813계 전동차

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1. 개요

큐슈여객철도 813계 전동차는 1994년 3월부터 도입된 큐슈 북부 지역 근교형 전동차이다. 일본국유철도에서 사용하던 421계, 423계, 715계 등의 노후 차량을 대체하기 위해 제작되었으며, 811계와 병용을 전제로 한다. VVVF 인버터 제어와 미토오카 에이지의 디자인을 채택하여 외관, 차내 설비, 기기가 811계와 차별화된다. 2량 또는 3량 편성으로 운행하며, 811계, 815계, 817계와 상호 연결이 가능하다. 차체는 스테인리스강으로 제작되었으며, 출입문은 적색으로 도색되었다. 주전동기는 150kW, 기어비는 6.50이며, 차내 설비는 전환 크로스시트, LED 안내 장치, 화장실, 쓰레기통, 집중식 냉방 장치 등을 갖추고 있다. 0번대, 100번대, 200번대, 300번대, 400번대, 500번대, 1000번대, 1100번대, 2100번대로 세분화되어 있으며, 가고시마 본선, 나가사키 본선, 사세보 선, 닛포 본선, 후쿠호쿠유타카 선 등에서 운행된다.

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큐슈여객철도 813계 전동차
기본 정보
813계 200번대를 선두로 한 6량 편성 (가고시마 본선 다자이후 신호장)
차량 정보
차량명	JR큐슈 813계 전동차
편성량수	3량
차량 재질	스테인리스
궤간	1,067mm
성능
기동 가속도	2.0km/h/s
영업 최고 속도	120km/h (곡선 통과 속도 + 15km/h)
설계 최고 속도	120km/h (곡선 통과 속도 + 15km/h)
편성 정원	254명 (입석) + 144명 (좌석) = 398명 (1000번대)
편성 중량	92.7톤 (1000번대)
편성 출력	150kW × 4 = 600kW (2400마력) (농형 3상 유도전동기)
전기 시스템
전기 방식	교류 20,000V (60Hz) (가공전차선 방식)
구동 장치	TD커플링 현수식 중심축 평행 카르단 구동 방식
제어 방식	VVVF-GTO / VVVF-IGBT (1000・1100번대)
제동 방식	발전제동 병용 전기지령식 공기제동
안전 장치
보안 장치	ATS-SK, ATS-Dk
차체 크기
전장	20,000mm (19,500mm)
전폭	2,985mm (2,935mm)
전고	4,295mm
대차
대차 종류	롤고무식 볼스터리스 대차 (요댐퍼 부가)
대차 형식	DT401K・TR401K
제조 정보
제작사	긴키 차량, 큐슈여객철도 고쿠라 공장

2. 차량 설명

813계 전동차는 일본국유철도에서 승계한 421계, 423계, 715계 등 근교형 전동차를 대체하기 위해 1994년 3월부터 도입되었다. 큐슈 북부 지역의 근교형 차량으로, 811계를 대신하여 제작되었으며, 811계와 함께 운행하는 것을 전제로 한다.

JR 큐슈 최초로 도시바제 GTO 사이리스터 소자(1000·1100번대는 IGBT)를 사용한 VVVF 인버터 제어 방식이 채택되었다. 차량 디자인은 미토오카 에이지의 돈 디자인 연구소에서 담당하여 외관, 차내, 탑재 기기 등에서 811계와 큰 차이를 보인다. 장기간에 걸쳐 생산되었기 때문에 생산 연도에 따라 세부적인 사양이 다르다.

처음에는 2량 편성이었으나, 이후 증차를 통해 3량 편성으로 변경되었다. 2003년까지 모든 편성이 3량 편성으로 통일되었다.

811계, 815계, 817계와 상호 연결이 가능하여 유연한 운용이 가능하다는 특징이 있다. 가고시마 본선이나 닛포 본선과 같이 장편성 운행이 많은 노선에서는 811계와, 후쿠호쿠유타카 선(지쿠호 본선, 사사구리 선), 나가사키 본선 (아침 히젠오우라·하이키행)과 같이 일시적으로 장편성이 필요한 노선에서는 817계와 병결 운행을 하기도 한다.

차량의 주요 특징은 다음과 같다.

차체: 경량 스테인리스 재질로, 측면 3곳에 양미닫이식 출입문이 설치되어 있다. 정차 중에는 출입문 선택 개폐(도어컷)가 가능하다. 창문은 출입문 사이 중앙 창문과 차량 단부 창문만 개폐 가능하며, 나머지는 고정창이다.
주요 기기: VVVF 인버터 제어 방식을 채택하여, M-TA 유닛을 구성한다. M카(쿠모하 813·모하 813형)에는 VVVF 인버터, TA차량에는 주변압기(TM404K)·주정류기·보조 전원 장치, 집전 장치가 탑재된다. 주회로 제어 방식은 GTO 소자(1000·1100번대는 IGBT)에 의한 VVVF 인버터(PC400K) 1기로 1기의 전동기를 제어하는 이른바 1C1M 구성 VVVF 제어이다. 인버터 장치는 도시바제이다. 집전장치(PS400K)는 하부 교차형 팬터그래프이며 쿠하 813형에 설치되어 있다(1000·1100번대는 제외).
대차: 요댐퍼가 달린 경량 볼스터리스 대차인 DT401K(전동차), TR401K(제어차·부수차)가 채용되었다. 1000번대에서는 보수성과 경량화를 위해 단일 링크식 대차(DT403K, TR403K)로 변경되었다.
차내 설비: 전환 크로스시트가 채용되었으며, 좌석 모켓은 초기에는 빨간색과 검은색 표자루 형태였으나, 300번대 이후에는 갈색과 흑색의 바둑판 무늬로 변경되었다. 우선석은 베개 색깔이 일반 좌석과 다르며, 2006년 말부터는 흰색 좌석 베개 커버가 장착되었다. 일본해 측 출입문 위에는 LED 차내 안내 장치가 설치되어 있으며, 노가타 운수센터 소속 차량에서는 영어로도 표기한다.
차내 안내 표시기

2. 1. 차체

차체는 비드 프레스 처리된 경량 스테인리스제로, 측면 3곳에 양미닫이식 승객용 출입문이 설치되어 있다. 정차 중에는 출입문 선택 개폐(도어컷)가 가능하다. 창문 배치는 811계와 마찬가지로 출입문 사이 3장이지만, 개폐 가능한 창(하강식)은 출입문 사이의 중앙에 있는 창문과 차량 단부 창문뿐이고 나머지는 고정창이다.

차체의 대부분은 도색되지 않았지만, 811계와 달리 출입문은 실내외 모두 적색(후쿠호쿠유타카 선용 차량은 100·200번대가 외측: 은색, 내측: 적색, 500번대가 내외측 은색)으로 도장되어 있다. 돈 디자인 연구소가 디자인한 JR 큐슈 차량의 공통적인 특징으로, 차체 측면 로고 글자를 포함하여 차량 번호 표기는 1문자씩 정사각형 테두리로 둘러싸여 있다. 전두부는 보통강재로 테두리와 관통막 및 디딤판은 측면 출입문과 같은 적색(후쿠호쿠유타카 선용 차량은 은색)으로 도장되어 있다. 전두부의 다른 부분은 흑색이다.

전면에는 관통문이 설치되어 있다. 비상용이기도 하지만 811계와 다르게 차량 간 연결 시 관통하는 구조로 되어 있으며 관통막 및 관통 구조, 디딤판 등을 탑재하고 있다. 마찬가지로 관통문을 차량간 연결시 815계 및 817계와 연결할 때에는 각 편성 간 관통이 가능하지만, 811계 편성과 연결할 때는 관통되지 않는다.^[1]

2. 2. 주요 기기

가선으로부터의 교류 20kV를 주변압기로 강압한 후에 정류기로 직류를 공급하여 VVVF 인버터에서 교류 전원으로 변환한다. 그 교류 전원으로 주전동기(MT401K)를 구동한다.

M-TA 유닛을 채용하고 M카(쿠모하 813·모하 813형)에는 VVVF 인버터, TA차량에는 주변압기(TM404K)·주정류기·보조 전원 장치, 집전 장치가 탑재된다. 유닛 간에 부수차를 끼고 M-T-TA라는 조성도 가능하다.

주회로 제어 방식은 GTO 소자(1000·1100번대는 IGBT)에 의한 VVVF 인버터(PC400K) 1기로 1기의 전동기를 제어하는 이른바 1C1M 구성 VVVF 제어이다. 인버터 장치는 도시바제이다.

주정류기(RS405K)는 사이리스터 위상제어 변환이다.

집전장치(PS400K)는 하부 교차형 팬터그래프이다. 쿠하 813형에 설치하고 있다(1000·1100번대는 제외).

대차는 요댐퍼가 달린 경량 볼스터리스 대차의 DT401K(전동차), TR401K(제어차·부수차)가 채용되고 있다. 차륜 지름을 810mm로 줄이면서 바닥 높이는 811계보다 55mm 낮아졌다.

대차 테두리 끝의 처리(경사: 0.100번대/직각: 200번대 이후)이나 저널박스부의 뚜껑(유: 0·100·300·400번대/무: 200·1000번대) 등 외관상에서 세부 차이가 보인다.

1000번대에서는 보수의 향상과 경량화 때문에 대차가 기존의 Z링크식에서 200번대에서도 사용된 단일 링크식으로 변경되었으며 이에 따라 대차 형식도 DT403K(전동차)와 TR403K(부수차)로 변경되었다.

주전동기 출력은 150kW, 기어비는 6.50으로 1M2T편성의 기동 가속도는 2.0km/h/s, 최고 속도는 120km/h이다.

2. 3. 차내 설비

811계와 같은 수준의 차내 설비를 위해 좌석은 전환 크로스시트가 채용되었다. 좌석 모켓은 200번대까지는 빨간색과 검은색 표자루 형태였지만, 300번대 이후는 갈색과 흑색의 바둑판 무늬로 개선되었다. 좌석 베개 부분은 독립되어 있다. 우선석은 베개 색깔이 일반 좌석과 다르다(통상 좌석: 검은색(붉은색 계열)·갈색(다계), 우선석: 회색). 2006년 말부터는 시인성을 높이기 위해 '우선석' 표시가 된 흰색 좌석 베개 커버가 장착되었다. 일본해 측 출입문 위에는 LED 차내 안내 장치가 설치되어 있으며, 노가타 운수센터 소속 차량에서는 영어로도 표기한다.^[1]

415계 1500번대와 유리창 치수를 공통으로 했기 때문에 811계와 같이 신규 제작시 좌석과 창문 배치가 맞지 않는다.^[1]

화장실은 상행 모지코 방면 제어차인 쿠하 813형에 설치되어 있다. 변기는 0·100·200번대가 일본식, 300·1000·1100번대가 휠체어 대응의 양식이다. 811계에는 화장실이 가고시마 방향에 설치되어 있어서 기존 차량과는 다른 위치가 되었다.^[1]

대형 쓰레기통을 차량 단부에 설치하고 있는 것도 811계와 공통되지만, 중간차에서는 811계의 2곳(양끝 출입문부)에 비해 본 계열에서는 1군데(야쓰시로 방면 차량 단부 출입문부만)이다.^[1]

냉방 장치는 811계와 마찬가지로 집중식 1기(AU403K-42000kcal/h)를 지붕 위에 탑재한다. 811계와 형식(AU403K)은 같지만 AU75G형의 키세 위에 그물 모양 커버가 장착되어 있기 때문에 외관은 다르다.^[1]

차내 안내 장치의 예시는 다음과 같다.

미나미후쿠오카 차량구 소속 차량

: (1)『이 열차는 아라오행입니다.』 →(2)『다음은 후쿠마』 →(3)『잠시후 후쿠마』 →(4)『현재 후쿠마』

노가타 운수센터 소속 차량

: (1)『이 열차는 하카타행입니다.』 → This train is bound for Hakata^영어 →(2)『다음은 사사구리』 ⇔ Next stop Sasaguri^영어 →(3)『잠시후 사사구리』 ⇔ Sasaguri^영어 →(4)『현재 사사구리』 ⇔ Sasaguri^영어

⇔는 교대로 표시된다. 편성 간에 행선지가 다른 경우 (1)의 표시는 생략하는 경우가 있다.^[1]

3. 형식

RM 0090번대400번대0번대RM 102 - 113100번대100번대100번대RM 201 - 227
RM 229 - 230
RM 232 - 236200번대200번대200번대RM 301 - 303300번대300번대300번대편성번호쿠하 812형모하 813형쿠하 813형RM 1001 - 10031000번대1000번대1000번대RM 1101 - 11151100번대1100번대1100번대RM 2105 - 21062100번대2100번대2100번대