| 隣接セクション | ||||
|---|---|---|---|---|
| 藤代駅構内 交直セクション |  | (岩沼方) 牛久き電区分所 | ||
常磐線は東北本線の日暮里と岩沼間を太平洋沿岸を経由して結ぶ343.7kmの路線で，起点側が直流1500V，終点側が交流20kV50Hzで電化されています．そのため，上野から約45kmの藤代駅構内に交直切換を行うデッドセクションがあります．東北本線のデッドセクションは黒磯駅構内，上野から約160kmの地点にあることを考えると異様に近いとも言えます．このように，首都圏に近いところに大量輸送の障害となるデッドセクションが存在しているのは，常磐線の沿線に近い，茨城県石岡市（旧新治郡八郷町）柿岡に地磁気観測所があるためです(下図)．この観測所は世界の地磁気観測のなかでもかなり重要な位置をしめており，半径35km以内で直流の大電流を流すと地磁気のデータが影響を受けてしまうため，交流電化とされました（交流電流がつくる磁界は時間平均を取ると打ち消しあって0になり影響しない）．なお，東北本線の小山と常磐線の友部を結ぶ水戸線がほぼ全線交流電化（小山－小田林の交直セクション）であること，2005年8月24日に開業したつくばエクスプレス（首都圏新都市鉄道）の守谷－みらい平間に交直セクションを設置し，以北の20kmに満たない区間をわざわざ交流電化としたこと，さらには地方鉄道としては比較的列車本数・利用客の多い関東鉄道常総線が未だに非電化であることも同じ理由によるものです．
交直セクションと地磁気観測所の位置関係
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1) 藤代駅から取手方に数百mの地点にある交直切換標．1999年8月の時点（一番左）では手書きながらも鮮明でしたが，2005年11月（左から2番目）では錆が浮いており，さらに2008年8月(左から3番目)、2011年9月(一番右）と時間が経つにつれほとんど判読不能に・・・．ここを通る列車の多くが自動切換となり必要性が薄れたためだと思われますが，月日の流れを感じさせます．
2) 2016年8月に訪問すると古ぼけた標識はとうとう撤去され，新しいものに交換されていました．
3) 交流側の交直切換標．「切換」ではなく「切替」になっています．1)を除けば実質的に最初に現れる標識です．
4) LED電照式の交直切換標．デッドセクション手前にある踏切のすぐ先にあります．かつては左のように点滅しており，かなり目立っていましたが，2008年8月に訪れたところ右のように点灯しっぱなしの新しいものに交換されており、表示内容も変わっていました．
5) くどいぐらいに交直切換標が現れます．これも，よりダメージの大きい直流冒進事故を少しでも防ごうとする工夫だと思われます．
6) デッドセクションの交流側入口．
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8) 直流側の交直切換標．
9) 8)の先にある架線死区間予告標．右側に見える信号機は藤代駅の第一場内信号機です．このことから，デッドセクションの場所が藤代駅の構内であることが分かります．
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11) セクションインシュレータの構造は時期によって変化しています．これは1999年5月の様子．
12) 2005年11月の様子．吊架線の絶縁がポリマー碍子に変わり、入口部にアーム状の金具が取り付けられています．
13) 2007年3月の様子．アーム状の金具は取り外されました．
14) 2011年9月の様子．これ以降，吊架線の絶縁がなぜか磁器製の懸垂碍子に戻っています．
15) 2005年11月時点で取り付けられていた入口部金具の拡大．その後右上の通常のものに戻されました．
16) デッドセクション部分のレールは，上下線それぞれが2箇所ずつ絶縁され，交流，直流の帰線電流が混触しないようになっています．
17) 絶縁継目の脇にある「短絡禁止」の標示．絶縁継目の間の区間では運転士が携行し，万一の事故の際に用いる「短絡器」（車のブースターケーブルのようなもので，左右のレールを短絡すると手前の信号が赤になる）が使用できない（しても意味がない）ことを示していると思われます．
18) 2011年9月の様子．上野側の標示が無くなっていました．
19) 絶縁継目に設置されたインピーダンスボンド．上が交流側のもので，中性端子はどこにも接続されていません．一方，下は直流側のもので中性端子には変電所から来た帰線が接続されています．
20) デッドセクションの約700mほど交流側には，上り線，下り線それぞれに小山－小田林間の交直セクションと同様の直流電流の漏洩防止設備が設置されています．
21) 下り線の直流漏洩防止設備の吸上変圧器．
22) 下り線の直流漏洩防止設備の断路器群．直流阻止用のコンデンサは複数設置されており，故障や点検の際は予備のものに切り替えられます．
23) 下り線の直流漏洩防止設備のエアセクション．前後の区間は吸上変圧器・コンデンサの直列回路により接続されています．
24) 上り線の直流漏洩防止設備．
25) 上り線の直流漏洩防止設備を横から見たところ．
26) 上り線の直流漏洩防止設備の吸上変圧器．
27) 上り線の直流漏洩防止設備の断路器群．
28) 上り線の直流漏洩防止設備のエアセクション．
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31) 2011年9月に訪れたところ、鋼管柱をベースとしたものに建て替えられていました．
32) 交流20kVき電線，交流負き電線，直流1500Vき電線が並んでいます．
33) 直流1500Vき電線は電流が大きいため非常に太く，一方交流20kVき電線は電流が小さいため細いですが，電圧が高いため懸垂碍子3連で絶縁されています．交流負き電線は電流が小さく，対地電圧も低いため絶縁碍子も小さいものが使用されています．
34) 上り線の直流1500Vき電線．
35) 下り線の直流1500Vき電線．
36) 直流1500Vき電用の変圧器．三相交流を降圧して整流器に供給しています．
37) 直流1500Vき電用変圧器から整流器に続くバスダクト．
38) 直流1500Vき電用変圧器を別の角度から見たところ．
39) 藤代変電所の交流66kV側回路．
40) 藤代変電所へ電力を供給する送電線．
41) 線路から見て変電所の裏手にあたる部分に設置された交流20kVき電用の変圧器．交流区間の末端に当たるため，通常のスコット変圧器ではなく単相の変圧器が使用されています．
42) 藤代変電所から立ち上がる直流帰線．
43) 藤代変電所から延びる下り線の直流1500Vき電線(上）と直流帰線（下の2本）．
43) デッドセクション交流側入口の架線柱に引き留められた直流帰線．上り線へ延びる帰線は架線柱の上部を通って線路を横断し，下り線の帰線は地上に引き下ろされています．
45) 線路上を横断する上り線の直流帰線．
46) デッドセクションを通過中のE501系上り電車．2007年3月18日のダイヤ改正により運用が常磐線土浦以北および水戸線に移ったため，藤代の交直セクションを通過する定期列車は無くなりました．
47) デッドセクションを通過中のE531系上り電車．
48) デッドセクションを通過し水戸方面へ向かうE657系下り特急電車．
49) デッドセクションの夕景．