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JR西日本521系电力动车组

521系电力动车组（日语：521系電車，521けいでんしゃ）是西日本旅客铁道（JR西日本）的双电压交直流近郊形列车。该列车自2006年11月起由西日本旅客铁道、IR石川铁道、爱之风富山铁道以及福井幸福铁道在福井和金泽地区投入使用[1]。

JR西日本521系电力动车组
爱之风富山铁道521系电力动车组
IR石川铁道521系电力动车组
福井幸福铁道521系电力动车组
北陆本线上的JR 521系电力动车组
（2023年6月）
概览
原产国 日本
制造川崎重工 近畿车辆
产量158辆（2021年）
制造年份2006年～
投入运营2006年11月30日
主要用户JR西日本
爱之风富山铁道
IR石川铁道
福井幸福铁道
运营线路JR西日本：
北陆本线
七尾线
湖西线

IR石川铁道：
IR石川铁道线

爱之风富山铁道：
爱之风富山铁道线
日本海翡翠线

福井幸福铁道：
Hapi-line Fukui线
技术数据
列车编组2辆编组 (1M1T)
车辆长度20,100mm
车体宽度2,950mm
车体高度3,690mm
车辆重量43.2 t （クモハ521形）
44.3 t （クハ520形）t
编组重量87.5 tt
轨距1067mm
转向架轴梁式无垫转向架

WDT59B（电动车）

WTR243C（制御车）
车体材质不锈钢
车辆定员座席56（补助座席8を含む）・立席129（クモハ521形） 座席52（补助座席12を含む）・立席123（クハ520形）
运营速度120km/h
设计最高速度130km/h
起动加速度2.5 km/h/s(小滨线是1.2km/h/s)
常用减速度3.5 km/h/s
紧急减速度4.2 km/h/s
受流制式直流 1,500 V 交流 20,000 V (60 Hz)
受流方式单臂式受电弓
发动机功率920 kW
牵引电动机鼠笼式三相诱导电动机
WMT102C形
电动机功率230kW
传动比98:15 (6.53)
控制装置IGBT-VVVF
SiC-VVVF(100番台)
驱动装置WN驱动方式
制动方式电动指令式制动器（具有直接通信，再生，速度抑制，防雪制动功能）
安全防护系统ATS-SW、ATS-P（只有一部编成）、列车防护无线装置

EB・TE装置 车両异常挙动検知システム

（3次车）

概要

2006年10月21日开始，因北陆本线长滨站 - 敦贺站间，湖西线永原站 - 近江盐津站间直流化，及取代老化的普通列车用车，而投入服务。

以行驶JR西日本都市网络的223系2000番台为标准，希望提供同等服务为目标而设计。1编成2辆的制造费用约为5亿日元[2]。

2006年9月27日，在交货予JR西日本前，于川崎重工业兵库工场向媒体公开第1编成，翌日9月28日起，于鹰取站→芦原温泉站→京都综合运行所之间试车。同年10月21日，于敦贺駅向公众公开川崎重工制的第4编成。同年11月30日，正式投入服务。

2009年度起，于金泽地区增强运用，以取代419系・457·475系（日语：457系）・415系。2015年3月14日北陆新干线长野站 - 金泽站间延伸段开业，并行在来线部分的北陆本线成为第三部门铁道。为支持经营，向爱之风富山铁道转让16编成，向IR石川铁道转让5编成[3]（参见北陆新干线开业－譲渡一节），另再加订列车。

此为JR西日本首款新制投入的交直流近郊形电车。

车辆概说

本节将介绍1次车启用时的规格，下一批次的车和番台之间的差异将在下一节中介绍。

车体

未翻译
ステンレス钢を采用し、レーザー溶接の适用范囲を侧构体の腰部・吹き寄せ部に加え幕板部に拡大し、外観平滑性の高い构造となっている[4]。223系5000番台の前头部形状と窗・座席配置、同时期に制造されていた321系の构体设计が流用されている。屋根肩の雨樋カバーも321系同様にやや丸みが付けられたものとなっている。前面下部の排障器（スカート）も223系の强化型（制造途中に设计変更）よりさらに强固なものとなった。なお、営业开始后しばらくして、スカートに编成番号が记入された。

バリアフリーに対応するため、本系列の床面高さはレール面から 1,120 mm で[4]、贯通幌の薄型化により贯通路の平滑化が図られ、乘降口にステップがない。そのため北陆本线（现在はあいの风とやま铁道线となった区间を含む）の一部の駅ではホーム嵩上げが実施された。ただしこの嵩上げは、ホーム高さがレール面から 920 mm に达していない駅に対して 920 mm への嵩上げを行うものであった。なお、敦贺駅 - 长浜駅间の各駅（敦贺駅は4番のりばのみ）では 1,100 mm へのかさ上げが完了したため、ホームと床面との段差は 20 mm となった。

外装帯色は戸袋部に223系2000番台同様の茶色を、その下に上から顺に青・白・青の3本の帯が入る。なお、戸袋部の贴り付け范囲は223系2000番台5次车以降および5000番台侧面に准じている。

221系から引き続き、电动车（クモハ521形）の车体侧面には、主电动机冷却风取り込みのための通风孔が设けられている[5]。异常时には戸袋部から冷却风を取り込むことができるようになっている[6]。

刚性値については下记のようになっており、2005年4月25日に発生したJR福知山线脱线事故后に制造されたが、JR西日本として保有车両の车体强度强化方针を発表したのは3年后の2008年5月で[7]、车体强化について特段の说明はされていない。

车体诸特性[8]
项目 特性
心皿间里程 13,800 mm
片侧出入口个数 3扉
相当曲げ刚性 0.79×103 MN・m2
相当ねじり刚性 236 MN・m2/rad
曲げ固有振动数 13.3 Hz
ねじり固有振动数 4.4 Hz


车内

由于列车运行在寒冷地区，因此在乘降车门旁安装了半自动车门操作开关。 起初，这只在冬季使用，但从2011年4月1日起，全年乘降车门都将由按钮的来开关。[9]。

未翻译
また、ワンマン运転时に“入口”・“出口”を表示（ワンマン运転时、乘客は先头车両の最后部の扉から乘车し、最前部の扉から降车）するLED式表示器も设置され、妻面（连结面）部は车内视认性向上のため、窗（トイレ设置の関系で片侧のみ）が设けられ、贯通扉部分の窗も223系より拡大されている。

座席は基本的に223系5000番台を踏袭した横2列+2列の4アブレスト、扉间5列の転换クロスシートが配置されているが、妻面窗からの车内确认をしやすくする目的で、クモハ521形の车端部には321系に类似した构造のロングシートが设置された。223系にはドアに邻接する固定座席には背面に补助席を装备する构造となっているが、本系列では整理券発行机设置の関系で一部を除き补助席が装备されていない。一方、クハ520形は223系と同じく、车端部が车椅子対応の洋式トイレ（処理方式は网干総合车両所配置の223系で采用されたカセット式に対し臭気対策に优れる真空式を采用）と车椅子スペースに充てられているため、同车にロングシート部分はない。

运転台の直后に运赁箱と运赁表示器が、各车両最后部の客用ドア横には整理券発行机が设置されている。运赁箱は乘务员室内に収纳可能な构造になっており、车掌乘务时は运転台后部が邪魔にならないよう配虑されている。また、复数の编成を连结した场合は223系5000番台のように乘务员室を通路として开放しており、いたずら防止のため车掌スイッチ类にカバーが设けられている。また、运赁箱は运転台と通路との仕切りとなるような配置になっている。

车内の客用扉上部には、223系などと同様の号车番号表示器とLED式のスクロール案内表示器が、片侧の客用扉に1つおきの千鸟配置で1両あたり计3か所设置されている。表示内容も変化はないが、号车表示は223系の7セグメントディスプレイに代わりLED式となったため、数字表记の视认性向上が図られた。

  •  
    クモハ521形の车内。オレンジ色の箱が整理券発行机。
    （2007年7月4日 近江塩津駅 - 余呉駅间走行中）
  •  
    クモハ521形の车端部
    （2007年7月4日 米原駅）
  •  
    クハ520形に设置されるトイレ
    （2007年6月15日）


主要机器

未翻译
=== 主要机器 ===

JR西日本の直流电车の电装品などを共用しつつ、交流区间でも使用できるよう、制御电动车は直流电车相当の机器のみを搭载し、制御付随车に集电装置・変圧器・整流器といった交直流対応装备が搭载されるというM-Tp（pはパンタグラフのp）ユニット构成となっている。これにより、电动车は直流电车と机器の共通化が容易となり、保守上も特高圧机器と高低圧机器の混在によるトラブル防止のメリットがある。

このため、电动车だけでなく、制御付随车にも変圧器をはじめ床下に多数の机器が配置され、高圧碍子で厳重に绝縁されたパンタグラフも同车に搭载されている。このシステムはJR西日本では特急形の681系・683系で采用されたが、近郊形电车としては本系列で初めて采用された。また、耐寒耐雪装备として各车の床下机器・台车には防雪カバーが取り付けられている。

Mc车には车両制御装置[注 1]と空気圧缩机を、Tpc'车には主変圧器、主整流器、集电装置を搭载する。主変圧器 (WTM27) は走行风利用自冷式を采用し、1,200 kVA の容量を备える。

主整流器は、IGBT素子を使用した自冷式PWMコンバータ WPC12-G2 である[10]。冗长性の観点からコンバータは2台并列接続とされ、故障発生时には片群を解放することで出力制限により运転を続行できる[10]。

车両制御装置は东芝と三菱电机が制造する、IGBT素子を使用した3レベル电圧形PWMインバータ WPC11-G2 である。1基の装置中にインバータを5基（主回路部4基+补助电源部1基）搭载し、インバータ1基で1台の主电动机（かご形三相诱导电动机）を制御する1C1M制御方式を采用している。补助电源部が故障した际には主回路用インバータをCVCF制御することで补助电源のバックアップとしている。

空気圧缩机は、除湿装置と一体化した低騒音型スクリュー式 WMH3098-WRC1600 を搭载する。スクリュー式空気圧缩机は223系2000番台以降などでの采用実绩がある。

集电装置は、着雪防止を考虑しシングルアーム式パンタグラフ WPS28D を采用する[11]。机器配置は683系に极力合わせているが、パンタグラフ上下用空気碍管をパンタグラフ支持碍管と一体化することで部品点数削减と省スペース化を図っている[11]。

主电动机は、WMT102C （1时间定格出力230 kW）を电动车両1両あたり4基搭载する[11]。长寿命化の観点から绝縁种别をH种からClass200に向上させ、従来の WMT102B に比べて出力は向上しているが、构造的互换性は有している[12]。

空调机器は、集约分散式の WAU708-G2 を1両あたり2基搭载する[10]。1基当たりの冷冻能力は 20,000 kcal/h である。WAU708（321系）をベースに、トンネルでの车内圧力変动防止の観点から外気取り入れ口にダンパーが追加されている[10]。

警笛は、207系以降の新制电车と同様に空気式のタイフォン・ホイッスルの他、补助警笛であるミュージックホーンの3种类の笛を装备している。タイフォンは排障器（スカート）内に、ホイッスルは屋根にカバーを取り付けて设置された。

台车は223系で実绩のある轴梁式ボルスタレス台车であるが、床面高さ低减のために空気ばね高さを925 mm（223系比 15 mm 减）としたWDT59B（电动台车）・WTR243C（付随台车）を采用する[10]。基础ブレーキ装置は、WDT59Bがユニット式踏面ブレーキ、WTR243Cが1轴2枚のディスクブレーキ+ユニット式踏面ブレーキであるが、WTR243Cには驻车ブレーキ准备工事が施されている[10]。また将来の高速化に备え、轴ばねダンパーとアンチローリング装置の准备工事も施されている[13]。

耐寒耐雪対応として轴ばね、空気ばね、ブレーキダイヤフラムなどに防雪カバーを取り付け、雪かきを强化型にしている[10]。また、速度発电机は非接触タイプに変更された[10]。

保安装置はATS-SWを搭载しており、运転台寄り台车床下付近に车上子を搭载する。ATS-Pについては车上子搭载スペース（连结面寄り台车付近）および制御装置搭载スペース（乘务员室内）の准备工事がなされている[11]。その后、1次车については2008年2月から6月にかけてATS-Pが本设置された。

编组形式

KuMoHa/クモハ521形 (Mc)
糸鱼川·七尾方向的控制电动动车。驾驶室位于前部，配备有车辆控制装置、电动空气压缩机和其他设备。
KuHa/クハ520形 (Tpc')
米原方向的无动力拖车。后部设有驾驶室，第二位置附近设有坐便室，并配有主变压器、主整流器、集电器等
编成表
←糸鱼川方向
米原方向→
クモハ521

(Mc)

クハ520

(Tpc')

主电动机和齿轮比与223系一样，因此加速性与223系亦同等[10]，最高速度为120 km/h。

此外、本型号不能与223系并结营业运行。

番台区分

0番台

三家公司共投入运营了58列 两节编成的列车，所有列车都按顺序编号，但根据引入时间的不同，有些规格会有所不同。 在本节中，为了显示每个制造时期的规格差异，为了方便起见，我们将它们称为“1次车”、“2次车”和“3次车”。 括号内表示每节车厢的车号（均由编号相同的 クモハ521和 クハ 520 组成双车编队）。

1次车

 
1次车（2007年10月）

由滋贺县和福井县负担制造费用，2006年9月至10月，川崎重工业制造了4编成8辆（E01 - E04编成），近畿车辆制造了1编成2辆（E05编成）。

2次车

由JR西日本自社负担制造费用，2009年10月至2010年3月，近畿车辆制造了10编成20辆（G01 - G10编成）。2010年12月至2011年3月，川崎重工业制造了20编成40辆（G11 - G15编成・M01 - M15编成）。M01 - M15编成隶属敦贺地域铁道部敦贺运行中心车辆管理室，因而称作M编成。2014年2月14日，全部M编成改编至金泽，改称为G编成。

其中出让16编成到爱之风富山铁道，3编成到IR石川铁道。

 
2次车（2013年6月）
1次车和2次车吊环比较
  1次车 2次车
数量 80个 108个
色 白 橙
吊环内径 85 mm 100 mm
吊环粗幼 15 mm 20 mm


3次车

 
3次车（2014年9月）

2013年11月起，分别由近畿车辆及川崎重工业车辆公司制造。21编成42辆（J01 - J19编成) 为J编成，隶属敦贺地域铁道部敦贺运行中心车辆管理室[14]。北陆新干线开业时制造的J20・J21编成，直接让渡至IR石川铁道[15]。2017年3月4日时，全车改编至金泽综合车辆所。

虽然安全性能大幅提升[16]，但列车系统与性能跟1・2次车没有分别，因此沿用0番台分类[17]。最大变化为前头部的设计，驾驶台形状采用了225系同样的冲撃吸收构造[18]，前照灯和雾灯亦改为225系同様的HID式。

  •  
    车内
  •  
    先头车间防止堕轨护栏

1000番台

 
1000番台（2021年5月）

为爱之风富山铁道购买，用于替换开业时从JR西日本让渡的413系（日语：413系）5编成。从川崎重工业分别于2017年12月[19]、2020年2月[20]、2021年2月，各接收1列。2022年2月，从川崎车辆接收1编成[21]。

一方面以0番台3次车为基本设计，亦先行加入将会在100番台出现的变更点，作为过渡的示范。

原订2022年度完结前引入5列1000番台[22][23][24][25]、2022年3月前开始运行4列、2022年修改计划，目标本年引入2编成，合计引入6组列车[26][27]。

100番台

 
100番台（2023年6月）

用于替换行走于JR西日本与IR石川铁道的七尾线・IR石川铁道线的413系（日语：413系）和415系800番台。

2020年10月3日起，投入JR西日本的服务[28][29]，采用了大量0番台3次车以后登场的227系・323系中出现的设计特点。

由于主要行走七尾线，侧面涂上415系同样的像轮岛涂漆的茜色色带。另外由于七尾线2021年3月13日开始接受使用ICOCA，各出入口设置车载式ICOCA检票机。

2019年12月24日，第1批6辆U01 - U03编成离开近畿车辆[30]，分配至金泽综合车辆所[31]。其后，2020年7月15日U04 - U06编成6辆[32]、8月5日U07 - U09编成6辆、9月9日U10 - U12编成6辆[33]离开近畿车輌。2020年10月27日，U13 - U15编成6辆再加入服务[34]，全数15列2辆编成（30両）[35]投入服务。

2020年12月，IR石川铁道的新造车2辆编成3本（6辆）离开近畿车辆。延用JR西日本100番台的制造编号（116 - 118），编成编号则继续由IR06编配。车辆构造和设计基本与前述的七尾线用100番台一样，但设有IR标识。

让渡

伴随北陆新干线开业，北陆本线敦贺站 - 直江津站区间实行经营分离，本系的部分编组转让给爱之风富山铁道、IR石川铁道和福井幸福铁道。

 
爱之风富山铁道让渡车
AK03编成/旧G03编成

爱之风富山铁道

16列32节车厢的列车（6-9号、11-13号、15-18号、21号、23号、24号、31号和32号）从JR西日本转入爱之风富山铁道，富山县内的路段由爱之风富山铁道运营。 这些列车采用双色风纹装饰，海面为浅蓝色，代表神秘的富山湾，山面为绿色，代表富山县丰富的自然景观。

 
2次车的让渡车 IR03编成/旧G25编成
 
3此车的让渡车 IR05编成/旧J21编成


IR石川铁道线

5列10节车厢的列车分别为10号（草绿色/绿色）、14号（古紫色/紫色）、30号（靛蓝色/蓝色）、55号（赭色/金色）和56号（胭脂红/红色），由JR西日本转入IR石川铁路，在石川县内运营。

车厢前部和两侧为天蓝色和蓝色，两侧和防跌落挡板为五色（加贺五彩），每节车厢一种，作为代表石川传统工艺的点缀色。

其中，55号和56号列车作为事实上的新造列车于2月6日，即开始运行前一个月投入使用，曾作为JR西日本的列车（J20和J21编成），使用JR的涂装。 这些列车在 JR 上仅注册在籍了 35 天，在移交之前没有任何运营记录。

福井幸福铁道

车辆配属和运用

JR西日本

截至2023年4月1日，金泽综合车辆所配属2辆编成的G编成6列、J编成10列、100番台的U编成15列，共计31列62节车厢，金泽综合车辆所敦贺支所配属2辆编成的E编成5列、G编成5列、J编成11列，录得21列42辆车厢。

截至2017年3月4日，运营线路段如下。

IR石川铁道

爱之风富山铁道

福井幸福铁道

注解

  1. ^ 主回路用インバータ（VVVF制御装置）と补助电源用インバータ (SIV) を一体化したもの。

参考资料

  1. ^ データで见るJR西日本 （页面存档备份，存于互联网档案馆）（西日本旅客铁道、p.123）
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  6. ^ ‘近畿车輌技报’通巻14号、p.45
  7. ^ JR西日本、车体强度向上へ 尼崎脱线事故を教训に - 47NEWS 2008年5月21日（インターネットアーカイブ）
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  11. ^ 11.0 11.1 11.2 11.3 ‘铁道ファン’通巻549号、p.58
  12. ^ ‘铁道ファン’2008年11月号、交友社、2008年、p.63。
  13. ^ ‘近畿车輌技报’通巻14号、p.46
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  15. ^ 引用错误：没有为名为JRR 2017s 142的参考文献提供内容
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  17. ^ ‘Rolling stock & Machinery’第22巻第3号、p.19
  18. ^ ‘Rolling stock & Machinery’第22巻第3号、p.18
  19. ^ あいの風とやま鉄道521系1000番台2両が甲種輸送される｜鉄道ニュース｜2017年12月13日掲載｜鉄道ファン・railf.jp. 铁道ファン・railf.jp. [2020-09-05]. （原始内容存档于2022-11-10） （日语）. 
  20. ^ あいの風とやま鉄道521系1000番台2両が甲種輸送される｜鉄道ニュース｜2020年2月21日掲載｜鉄道ファン・railf.jp. 铁道ファン・railf.jp. [2020-09-05]. （原始内容存档于2022-11-11） （日语）. 
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  33. ^ 521系100番台U10・U11・U12編成が登場. 铁道ファン railf.jp 铁道ニュース. 2020-09-10 [2020-09-12]. （原始内容存档于2022-11-12）. 
  34. ^ ジェー・アール・アール编‘JR电车编成表’2021夏 ジェー・アール・アール、交通新闻社、2021年、p.357。ISBN 9784330025216。
  35. ^ 引用错误：没有为名为pr201909102的参考文献提供内容


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