교직겸용차

교직겸용차는 전기를 이용하여 전동기를 돌려서 움직이는 철도 차량(전기기관차와 전동차) 중에서 직류로 전철화된 철도와 교류로 전철화된 철도를 모두 다닐 수 있는 철도 차량이다. 하지만 교직겸용차라고 해서 교류, 직류 상관없이 막 다닐 수 있는 건 아니다. 한 전기 장비가 두 가지 전력 방식을 동시에 지원할 수 없기 때문에 변압을 해 주면서 운행해야 하는데, 전력 방식이 바뀔 때마다 변압기와 주회로차단기(MCB)의 세팅과 스위치를 운행할 구간에 맞게 변경시켜 줘야 한다.[1] 사실상 교류 모드에서는 교류 전용차와 똑같고 직류 모드에서는 직류 전동차와 같은데 이 둘을 자유롭게 전환할 수 있는 차라고 보면 된다. 만약 직류 전동차인 상태에서 교류 구간으로 넘어가거나, 그 반대의 경우가 일어난다면, 얄짤없이 합선 사고가 터진다.[2] 물론 이에 대한 보호회로가 구성되어있기는 하다. 해외에서는 팬터그래프를 직류용과 교류용으로 나누어 달고, 절연구간 통과시 팬터그래프를 내린 뒤 운행구간에 맞는 팬터그래프를 다시 올리는 경우도 있다.

대한민국에 있는 모든 교직겸용차는 직류 1500V, 교류 25000V 60Hz 두 가지 전압만 지원하지만, 유럽이나 미국, 일본의 경우 나라 안에서도 전력 표준이 여러 가지거나 전기 차량이 국경을 넘나들기 위해서 교직겸용차에서 세 가지 이상의 전압이나 주파수, 심지어는 제3궤조집전식[3]을 지원하는 경우도 있다. 호쿠리쿠 신칸센은 50Hz와 60Hz에 모두 대응하는 교류전용차를 쓴다.

한반도의 경우에도 각자 전철화 표준이 달라서 남한은 교류 25000V 60Hz, 북한은 직류 3000V로 파편화되어있는 상황이다. 따라서 향후 남북통일이 된다면 통일되자마자 전철화 설비를 갈아엎을 수도, 그 수많은 북한 지역의 노선을 전부 디젤기관차로 커버할 수도 없는 노릇이므로 남한 측에서 북한 측의 전철화 설비를 교류 25000V 60Hz로 갈아엎어버리는 사업을 진행한다 해도 당장에는 교직겸용 전기기관차가 도입되거나 기존의 전기기관차를 교직겸용으로 개조할 가능성이 높다.[4]

직류 구간이 제3궤조집전식인 경우를 제외하면, 교직겸용차가 운용되는 모든 노선에는 필연적으로 절연구간이 존재한다. 물론 교직겸용차를 직류나 교류 구간만 운행할 경우 절연구간 없이 운행 할 수도 있으나, 이는 특별한 사정이 있을 때만 가능한 매우 예외적인 것이다.

일본의 국철 분할민영화로 탄생한 JR그룹에서 만들어진 교직겸용 전동차는 단 10종류이다.[7] 일반형 3종류, 특급형 5종류, 관광열차 2종류로 그마저도 전부 JR 동일본과 JR 서일본 소속이다. 교직겸용 기관차도 EH500과 EF510이 전부. 이는 분할민영화 이후로 제조비용이 비싼 교직겸용차를 가급적 피하려는 경향이 있기 때문이다. 전철화된 구간이라도 교류전동차나 직류전동차로는 대응이 불가능한데 수요가 안 나오면 디젤동차로 때워버린다.

사철은 절대다수가 직류를 채택하기 때문에 거의 볼 수 없다. 단지 전압이 다를 뿐이다. 과거 JR이 운영했던 병행재래선 구간을 제외하면 츠쿠바 익스프레스의 TX-2000계와 TX-3000계가 거의 유일하다.

강성대국을 맞는다며 북한에서 개발 붐이 일 때 김종태 기관차공장에서도 교류 기관차를 개발한 적이 있었다지만 이것이 직류 3000V의 전기를 받은 후 이것을 기관차 내부에서 변환해 교류전동기를 작동시켜 움직이는 것인지, 교류로 전철화된 구간에서 다닐 수 있는 전기기관차인지 확실하지 않다. 만약 후자라면 북한은 직류 3000V를 쓰며 교류전철화 구간이 없으므로 교직겸용차일 가능성이 높다. 중국에서 북한 들어가는 전기기관차도 교직겸용차다. 물론 북한 전기사정이 열악해서 요샌 거의 볼 수 없지만(디젤 기관차를 사용) 예전엔 있었다고 한다. 의외로 북한은 복선화를 포기하고 전철화에 몰빵을 쳐서 전철화율이 80%가 넘어간다고 한다. 물론 돌릴 전기가 없어서 실질적으로는 단선비전철(...)

프랑스는 2차대전 이전에는 간선철도를 직류 1500V로 전철화해 오다가 2차대전 이후 교류전철 기술을 개발해 그 이후의 전철화는 모두 교류 25,000V 50Hz를 채택했다. TGV가 다니는 고속선도 모두 교류전철이다. 이에 따라 현대 프랑스의 장거리 열차와 TGV는 기본적으로 교직겸용으로 제작된다.

단거리 열차도 트랑지리엥이나 RER은 교류구간과 직류구간이 혼재되어 있어 교직겸용차가 돌아다니며, 교류 구간 혹은 직류 구간만을 운행하는 각 지역의 TER에서도 장래의 차돌리기를 위해서인지 교직겸용차를 도입하는 경우가 많다.

프랑스의 일부 트램은 일반철도로 직결운행하므로 일부 트램 열차는 교직겸용차이다.

독일은 세계에서 교류전철을 가장 먼저 상용화한 국가로 일반철도의 전동차와 전기기관차 다수가 교류 15kV 16.7Hz에만 대응한다. 그러나 국제열차의 경우 직류를 쓰는 프랑스, 네덜란드, 벨기에, 폴란드, 체코(북부)와의 직통운행을 위해 교직겸용차를 운행한다. 함부르크 S반의 일부 편성은 가공전차선 구간을 운행할 수 있도록 직류 1200V와 교류 15kV 겸용이다. 그 외에도 독일은 노면전차와 일반철도가 직통운행하는 구간이 있는데(Tram-train), 노면전차는 일반적으로 직류를 사용하므로 노면전차와 일반철도를 직통운행하는 열차들은 모두 교직겸용차이다.