교류전동차 [근교형] E721계 - JR동일본, 센다이공항철도, 아오이모리철도, 아부쿠마급행

[787-ARIAKE]

- 160mm 높이차를 극복한 21세기 지방 근교형 전동차의 새로운 패러다임. 

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- E721계 0번대 P편성(2량편성 총 84량, 센다이차량센터)

- E721계 500번대 P500편성(센다이공항선 직통, 원맨대응, 2량편성 총 8량, 센다이차량센터)

- 센다이공항철도 SAT721계(센다이공항선 직통, 원맨대응, 2량편성 총 6량, 센다이차량센터 위탁운용)

- 아오이모리철도 703계(아오이모리철도선, 원맨대응, 2량편성 총 4량, 아오이모리철도 운수관리소)

1. 센다이 공항철도 개통과 함께 등장한 센다이의 신형 전동차.

 센다이 공항이야 2차 세계대전 시기부터 사용하던 군용 비행장에 1957년 정기운항이 시작된 역사가 깊은 공항이고 1997년 현재의 국내선청사와 국제선 청사까지 개업하면서 어엿한 지방도시 공항이 되었다. 하지만 센다이 시내와는 꽤 거리가 있었고 연계 철도도선이 부실한 실정이었다. 이에따라 1999년부터 센다이 시내와 근교의 나토리 신도시, 그리고 센다이 공항을 연계하는 철도를 건설하기로 결정해 미야기현, 센다이시, 나토리시와 JR동일본이 주요 주주가 되는 3섹터 회사인 센다이공항철도 주식회사가 설립되어 2007년 3월 도호쿠본선 나토리역에서 분기되는 7.1km의 센다이공항억세스선이 개통되었다. 이를 위해 JR동일본과 센다이공항철도가 함께 센다이 지역 통근 환경에 알맞는 차량을 새로 개발하여 E721계(센다이공항철도 SAT721계)를 제작 투입하게 되었다. JR동일본 입장에서도 이 신형 E721계를 대량으로 투입해 당시 센다이 지역에 남아있던 구형 저항제어계열 전동차를 모두 교체하여 출퇴근 시간대 혼잡 완화와 서비스 수준 개선에도 일조하게 되었다. 

2. 160mm의 높이차를 극복하라.

 일반적으로 승강장의 높이 기준은 레일 제일 윗면을 기준으로 1.1미터(1,100mm)로 정해져있다. 도카이도-산요본선이나 도쿄 대도시 주변지역은 이 높이의 승강장으로 되어있으며 차량의 바닥 높이도 1,130mm로 되어있었다. 하지만 도호쿠, 호쿠리쿠, 홋카이도 등 지방 지역의 경우 승강장 높이가 950mm로 되어있었고 심한곳은 760mm로 되어있는곳도 있었다. 그래서 직류형 전동차와는 달리 직교류 혹은 교류형 전동차는 출입문 앞에 160mm 높이의 계단을 설치했다. 이 이하로 높이를 낮추기에도 연결기의 높이, 줄어드는 차륜지름과 하부용적을 생각하면 기술적으로 어려웠기 때문에 지방 도시의 이용객은 이 높이차를 그대로 받아들이고 있었다. 

 이 E721계는 이 높이차를 최대한 극복한 저상구조로 950mm 승강장에서도 단차없이 이용이 가능해진것이 큰 특징이다. 대차의 프레임을 저상구조로 최대한 낮추고 차륜경도 기존 전동차보다 50mm 줄인 810mm로 하여 바닥 높이를 950mm까지 낮추었다. 덕분에 일반 승객 뿐만 아니라 휠체어 같은 장애인의 이용도 한결 편해지게 되었다. 부족한 연결기면의 높이는 운전실 부분만 바닥높이를 높혀 보충했고 차량간의 연결기는 700mm로 낮추고 반영구 연결기로 맞췄다. 

 1M1T의 2량편성으로 낮아진 하부 높이만큼 기기도 많은 부분 소형화 되었지만 E233계의 설계를 바탕으로 이중화가 잘 되어있어 완전전기제동 능력을 갖춘 1C2M구조의 컨버터-인버터 추진제어장치, 송풍기가 필요없는 자연냉각식 주변압기가 채용되어 보수성이나 신뢰성도 크게 향상되었으며 TIMS만큼의 성능은 아니지만 지방 전동차의 구조에 알맞는 MON-19 차량제어시스템이 채용되어 있으며 최대 4개편성을 병결해 운행하거나 701계와도 상호 병결운행이 가능하다. 

 160mm의 높이차를 극복해 지방 근교형 전동차의 배리어프리화에 일조한 E721계는 2008년 로렐상을 수상했다. 

- E721계의 대차부분. 링크암 방식의 대차에 중심을 완전히 낮춰 바닥높이를 최대한 낮췄다. 

- 따라서 이렇게 된다. 지방 사람들에게 당연하게 느껴졌던 계단이 사라졌다. 

- E721계의 제어대. E257계 같은 느낌이랑 비슷하다. 디지털 무선이나 모니터장치가 기본이며 ATS-Ps는 제어대에 고정식으로 장착되었다. 

- 상부기기도 싱글암 팬터그래프가 기본이다. 

- 그만큼 낮아진 하부 공간이지만 기기들을 소형화 하였기 때문에 별 문제가 없다. 

- 추진제어 인버터(좌측)와 주변압기(우측의 철망)의 모습. 주변압기는 송풍기 없이 주행풍 만으로 충분하게 냉각이 가능한 자연냉각 방식이다. 

3. 롱시트 물결 701계는 저리가라.

 E721계는 701계에서 문제가 되었던 롱시트로 인한 장거리 승객의 불편함을 충분하게 해결하고 있다. 낮아진 높이로 승하차 편의성을 개선한것은 물론, E233계처럼 상부 부분을 넓힌 광폭형 차체를 채용했으며 승하차 혼잡을 고려한 3도어로 되어있으나 실내는 출입문 사이에 크로스시트를 둔 세미크로스시트 구조로 되어있다. 시트폭은 E531계보다 85mm늘려 장거리 승객의 편의성을 늘렸으며 롱시트 폭도 E233계 수준으로 늘렸다. E233계의 배리어프리 설계를 잘 이어받아 우선석 표시가 강화되었고 출입문 앞 점자블럭(연결부 까지 잘 되어있다), 장애인 대응 화장실까지 갖추고 있다. 센다이 공항철도를 운행하는 E721계 500번대와 SAT721계는 공항 억세스 기능에 알맞도록 소화물칸이 갖춰져 있으며 원맨운행에 대응하고 있다. 

- E721계의 실내. E233계와 비슷한 느낌이다. 크로스시트 비중이 많기 때문에 장거리 이용에도 불편이 없으며 반자동 스위치나 LED전광판 안내설비도 갖춰져 있다. 

- 연결기 높이를 보완하기 위해 운전실쪽 바닥만 높혔다. 연결부에도 단차에 경고등과 점자블럭까지 설치해둔 센스가 돋보인다.

- 센다이공항철도 소속 SAT721계의 차내. 시트 색이 바뀐것을 빼면 큰 차이는 없으며 연결부 우선석 자리 옆에 화물칸이 설치되어 있다. 

 - 이렇게 LED 안내장치도 갖췄다. 

4. 지방 근교형 전동차의 새로운 패러다임이 될 수 있을까

 E721계는 지방의 낮은 승강장 높이에 처음으로 대응한 저상구조의 전동차로 지방 철도의 배리어 프리 대책을 처음으로 제시한 전동차로 기술적 가치를 인정받고 있다. E721계는 센다이 공항철도 개통을 대비해 2006년 2월부터 500번대가 먼저 도입되었으며 센다이 지역에서 범용으로 사용할 0번대는 11월에 도입되었지만 센다이 공항철도 개통이 다소 지연되면서 0번대가 먼저 정식운행을 시작했다. 500번대는 4개편성 8량, 센다이공항철도 소속의 SAT721계 3개편성 6량이 제작되었으며 0번대는 39개편성 78량이 쏟아져 들어오면서 구형 저항제어 전동차들을 모두 교체했으며 2010년 원맨대응을 추가한 5개편성 10량이 추가되어 701계와 통합으로 운용되었다. 2011년 3월 도호쿠대지진으로 조반선 신치역을 운행중이던 2개편성(P1, P19편성)이 쓰나미에 휩쓸려 대파, 폐차된것을 제외하면 센다이 지역의 명실상부 주력열차로 활약하고 있다.

 한편 아오이모리 철도도 도호쿠신간선 아오모리 연장과 수송력 강화를 위해 2014년 3월 E721계를 아오이모리703계의 형식명으로 2개편성을 도입했다. 아오이모리703계는 역시 2량편성으로 원맨대응이 되어있으며 LED전조등을 사용하고 있는것이 특징이다. 

- E721계 500번대. 원맨운행에 대응하는 점이 0번대와 차이가 있다. 

- 센다이공항철도 소속의 SAT721계. 센다이공항철도 전용도색과 로고가 붙어있다. 

- 아오이모리철도 소속의 아오이모리703계. 역시 아오이모리철도 신도색으로 되어있다. LED전조등을 사용했으며 미등 옆에 큰것이 상향등, 작은것이 하향등이다. 

- E721계 500번대나 SAT721계 실내 사진을 가지고 계신분의 투고를 부탁드립니다

- 글 : 송승학(부운영자, 787-ARIAKE)

- 사진 : 본인, HikariRailstar님, 일철연공동사진DB