서일본 여객철도 681계 전동차

3. 형식

681계는 다양한 형식으로 구성되어 있으며, 각 형식은 다음과 같이 구분된다.

• 쿠모하 681형(Mc): 보통석을 갖춘 관통형 제어 전동차이다. 에치고유자와, 와쿠라 온천 방면 운전대, 휠체어 대응 설비를 갖추고 있다. VVVF인버터, 보조 전원 장치, 전동 공기 압축기 등이 탑재되어 있다. 사하 680형과 유닛을 이룬다.
• 모하 681형(M): 보통석을 갖춘 중간 전동차이다. VVVF인버터, 보조 전원 장치, 전동 공기 압축기 등이 탑재되어 있다. 쿠하 680형, 사하 680형과 유닛을 이룬다.
• 쿠로 681형(Tsc): 그린석을 갖춘 비관통형 제어 부수차이다. 오사카 방면 운전대와 화장실, 세면소가 설치되어 있다.
• 쿠하 681형(T'c): 보통석을 갖춘 비관통형 제어 부수차이다. 에치고유자와, 와쿠라 온천 방면 운전대, 화장실, 휠체어 대응 설비가 갖춰져 있다.
• 쿠하 680형(Tpc): 보통석을 갖춘 관통형 제어 부수차이다. 쿠모하 681형, 모하 681형과 유닛을 이룬다. 오사카 방면 운전대, 화장실, 세면소가 설치되어 있으며, 주변압기, 주정류기, 집전 장치 등이 탑재되어 있다.
• 사하 681형(T): 보통석을 갖춘 중간 부수차이다. 화장실, 세면소, 차내 판매 준비실, 휠체어 대응 설비, 다목적실, 자동판매기, 업무용실, 차장실이 설치되어 있다.
• 사하 680형(Tp): 보통석을 갖춘 중간 부수차이다. 쿠모하 681형, 모하 681형과 유닛을 이룬다. 화장실, 세면소, 공중전화가 설치되어 있으며, 주변압기, 주정류기, 집전 장치 등이 탑재되어 있다.

JR 서일본 소속 0번대와 1000번대, 호쿠에쓰 급행 소속 2000번대가 있으며, 각 번대별로 외관 도색과 일부 사양이 다르다.

3. 1. 0번대 (JR 서일본)

3. 2. 1000번대 (JR 서일본)

공사 내용은 다음과 같다.^[34][35]

• 크로681-1 (구 9호차)는, 출입구를 이전하고, 차체 후위에 세면소・양변기를 추가하여, 크로681-1001로 오사카 측 (1호차)으로 방향 전환.
• 모하681-201 (구 7호차)는, 방향 전환 후, 모하681-1201로 연결 위치를 3호차로 변경.
• 쿠하680-1 (구 1호차)는, 출입구를 이전하고, 차체 전위에 세면소・소변기・양변기・자동판매기를 추가하여, 쿠하680-1001로 도야마 측 (9호차)으로 방향 전환.
• 사하680-1 (구 3호차) 및 모하681-1 (구 5호차)는, 방향 전환 후, 연결 위치를 7호차(사하680-1001), 8호차(모하681-1001)로 변경.
• 사하680-101 (구 8호차), 사하680-201 (구 6호차), 모하681-101 (구 2호차) 및 사하681-101 (구 4호차)는, 연결 위치를 2호차(사하680-1101), 4호차(사하680-1201), 5호차(모하681-1101), 6호차(사하681-1101)로 변경.

• 모하681-1201 (3호차)는, 업무용실 및 차장실을 철거하고, 차체 전위에 출입구를 추가하여 모하681-1051로 개번.
• 사하680-1201 (4호차)는, 쁘띠 카페 및 전화실을 철거하고, 업무용실・차장실・자동판매기・차내 판매 준비실을 설치하여 사하680-1301로 개번.
• 사하681-1101 (6호차)는, 세면소・소변기・양변기를 철거한 차체 전위 쪽에 관통 운전대를 추가하여 쿠하681-1501로 개명.
• 사하680-1001 (7호차)는, 차체 전위에 관통 운전대를, 후위에 세면소・소변기・양변기・공중전화를 추가하여 쿠하680-1501로 개명.
• 모하681-1001 (8호차)는, 차체 전위의 출입구를 철거하고, 자동판매기를 설치하여 모하681-1301로 개번.
• 쿠하680-1001 (9호차)는, 세면소・양변기・자동판매기를 철거하고, 휠체어 대응 설비 (좌석・변소)를 추가하여 쿠하680-1201로 개번.

3. 3. 2000번대 (호쿠에쓰 급행)

4. 개조

681계는 운행 노선 변경, 차내 설비 개선 등을 위해 여러 차례 개조가 이루어졌다.

1000번대는 등장 당시 도야마 방면에 그린샤를 연결하고 있었지만, 편성 방향을 0번대와 통일하기 위해 1995년에 개조 공사를 시행했다. 이 과정에서 효고현 남부 지진(한신·아와지 대지진)으로 3량이 피해를 입기도 했다.^[93] 주요 개조 내용은 하위 섹션("양산 선행 시작차의 양산화 통일 공사")에 상세히 서술되어 있으며, 여기서는 간략하게 요약하면 다음과 같다.

• 쿠로 681-1(전 9호차)는 오사카 방면(1호차)으로 방향 전환, 쿠로 681-1001로 변경.
• 모하 681-201(전 7호차)는 방향 전환 후 모하 681-1201로 변경, 연결 위치 3호차로 변경.
• 쿠하 680-1(전 1호차)는 도야마 방면(9호차)으로 방향 전환, 쿠하 680-1001로 변경.
• 기타 차량들은 연결 위치 변경.

• 3호차와 8호차 교체 및 좌석 모켓 색상 변경.
• 4호차 매점 철거, 자동 판매기 및 차내 판매 준비실 설치.
• 9호차 휠체어 대응 설비 설치.
• 그린샤 액정 TV 철거.

4. 1. 양산 선행 시작차의 양산화 통일 공사

• 크로681-1 (구 9호차)는 출입구를 이전하고, 세면소 및 양변기를 추가한 후 크로681-1001로 오사카 측 (1호차)으로 방향을 전환했다.
• 모하681-201 (구 7호차)는 방향 전환 후 모하681-1201로 연결 위치를 3호차로 변경했다.
• 쿠하680-1 (구 1호차)는 출입구를 이전하고, 세면소, 소변기, 양변기, 자동판매기를 추가한 후 쿠하680-1001로 도야마 측 (9호차)으로 방향을 전환했다.
• 사하680-1 (구 3호차) 및 모하681-1 (구 5호차)는 방향 전환 후 연결 위치를 각각 7호차(사하680-1001), 8호차(모하681-1001)로 변경했다.
• 사하680-101 (구 8호차), 사하680-201 (구 6호차), 모하681-101 (구 2호차) 및 사하681-101 (구 4호차)는 연결 위치를 각각 2호차(사하680-1101), 4호차(사하680-1201), 5호차(모하681-1101), 6호차(사하681-1101)로 변경했다.

이후 1000번대는 9량 고정 편성으로 일부 "슈퍼 라이쵸(썬더버드)" (나중에 "썬더버드"로 통일)에 한정 운용되었다.

4. 2. 차내 설비 통일 공사

• 3호차와 8호차 교체 (좌석 모켓 색상 변경): 3호차 도야마·와쿠라 온센 측과 4호차 오사카 측 출입문이 없었으나, 3호차를 8호차로 위치를 변경하면서 차장실을 철거하고 자동 판매기와 좌석을 1줄 증설했다.
• 4호차 매점 (작은 카페) 철거: 자동 판매기, 차내 판매 준비실, 3호차에서 이동한 차장실을 설치했다.
• 9호차 배리어 프리 대응: 승객용 출입문 광폭화, 휠체어 대응 화장실 설치로 좌석 2석을 철거하는 등 휠체어 대응 설비를 갖추었다.
• 그린샤(특실)의 액정 TV 철거.

• 모하 681형 300번대 (M): 쿠하 680형 또는 사하 680형과 짝을 이루어 사용. 모하 681형 0·200번대에서 차장실을 철거하고 자동 판매기와 좌석 1줄을 증설.
• 모하 681-201·202·203·206·7 → 모하 681-301·302·303·306·307
• 쿠하 681형 200번대 (Tc): 쿠하 681형 0번대에서 휠체어 대응 설비 및 휠체어 대응 화장실 설치.
• 쿠하 681-1·2·3·5·7 → 쿠하 681-201·202·203·205·207
• 사하 681형 300번대 (T): 사하 681형 200번대에서 매점을 철거하고 자동 판매기, 차내 판매 준비실, 차장실 설치.
• 사하 681-201·202·203·206 → 사하 681-301·302·303·306

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이후 T06·T17편성은 '하쿠타카'로 전용되었으며, 해당 편성에서 전용된 W05·W15편성은 다른 '하쿠타카'용 W편성과 일부 장비가 다르다.

4. 3. 리프레시 공사

5. 운용

681계는 게이한신과 호쿠리쿠 지방을 잇는 특급 '선더버드'와 호쿠호쿠선을 경유하는 특급 '하쿠타카' 등 다양한 노선에서 운용되었다.

485계를 대체하고 서비스 향상을 위해 개발되었으며, 1992년 7월 선행 양산차가 등장했다. 최고 속도 160km/h 설계로, 호쿠호쿠선에서 160km/h 운행을 실현했다.^[91]

JR 서일본과 호쿠에쓰 급행 두 회사 합계 102량을 생산했고, 그 후 증비는 683계로 이행되었다.

과거에는 도야마 지방 철도선 직통 '선더버드 우나즈키·다테야마'로 우나즈키 온천역이나 다테야마역까지 연장 운행한 적도 있다. 또한 겨울에는 '슈푸르'로 나가노역까지, 단체 임시 열차로 니가타역까지 연장 운행한 적도 있다. 그 외에도 오바마선, 산인 본선 등 다양한 노선에 진입한 기록이 있다.

5. 1. JR 서일본

5. 2. 호쿠에쓰 급행

6. 최고 속도 향상 시험

서일본 여객철도(JR 서일본) 681계는 호쿠에쓰 급행 호쿠호쿠 선에서 최고 속도 160km/h로 영업 운전을 실현했으며, JR 서일본 구간에서도 130km/h를 넘는 속도로 운행하기 위한 시험이 진행되었다.^[57][58]

고세이 선과 호쿠리쿠 터널 내(건널목 없음)에서 160km/h 운전을 실현하기 위해 1992년 10월부터 11월에 걸쳐 681계의 기본 성능 확인을 위한 160km/h 주행 시험이 실시되었다. 이 시험에서는 160km/h 주행 시 소음, 진동 등 주변 환경, 역 부근 홈 바람, 궤도 강도 및 가선 성능, ATS-P 응답성에 문제가 없음을 확인했다. 1997년부터 1998년에는 터널 내와 개방 구간에서 열차 교행 시 차량이 받는 영향을 조사하기 위한 시험이 실시되었다. 681계 9량 편성(160km/h 주행)끼리, 681계 6량 편성(160km/h 주행)과 207계(120km/h 주행·정차), 113계(110km/h 주행·정차)를 고세이 선 터널 내와 개방 구간에서 시험하여 문제가 없음을 확인했다.

건널목이 있는 구간에서 140km/h 운전을 실현하기 위해 제동 성능 향상 시험이 1997년부터 1998년에 걸쳐 고세이 선에서 실시되었다. 681계 시험 차량 6량 편성은 기초 제동 장치 제동력을 30% 향상시키고, 철도총연에서 개발된 새로운 미끄럼 방지 제어 방식을 적용했다. 시험 결과, 습윤 조건에서도 비상 제동 거리 600m 이내로 정지할 수 있음을 확인했다. 또한, 140km/h 주행 시 ATS-SW 응답성에도 문제가 없음을 확인했다.

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