鉄道の電化
それ以前は電気機関車牽引の客車列車も運行されていた。この区間には交流・直流デッドセクションが存在する。
●肥薩おれんじ鉄道線 - 2004年3月13日の肥薩おれんじ鉄道への転換時から。電気機関車による貨物列車や、JR九州の電車による臨時、回送列車や、787系によるD&S列車『36ぷらす3』を直通させるために電化設備は残されている。電化路線であるため、JR西日本のDEC741形気動車による架線計測対象区間であり、この線内は肥薩おれんじ鉄道の運転士が担当している。始発駅である八代駅の行き止まり式ホームは肥薩線専用ホームを流用した架線が張られていないホームを肥薩おれんじ鉄道所属車両が使われている。
日豊本線(佐伯 - 延岡) - 2009年10月1日から2018年3月16日まで。翌3月17日より電車による運転に移行。
室蘭本線(苫小牧 - 東室蘭) - 2012年10月27日から2023年5月19日まで。翌5月20日より、新たに導入されたワンマン運転対応電車(737系)による運転に移行。
●鹿島線(鹿島神宮 - 鹿島サッカースタジアム) - 鹿島サッカースタジアム駅は臨時駅であり、通常は旅客列車がすべて通過することから非電化の鹿島臨海鉄道大洗鹿島線から気動車を鹿島神宮駅まで直通させている。
●京都丹後鉄道宮福線・宮豊線(宮津 - 天橋立)1996年にJR西日本から宮津線の天橋立駅まで電車による特急列車を直通させるため全線が電化されたが、電車を保有していない北近畿タンゴ鉄道から京都丹後鉄道が車両を借り受けていることから線内のみの普通列車は気動車で運行されている。
長所 複数の鉄道変電所から同時に並列して給電できるので、事故や工事などでも冗長性がある。 最近まで主流であった直流整流子電動機がそのまま使用できた。 短所 車両側で変圧するには向かないので、電動機の電圧に合わせることが求められるため、高電圧/小電流にはできず、低電圧/大電流では送電ロスが大きくなる。また、送電ロスを減らすために鉄道変電所を多く設ける必要がある。 大電力を供給できないので、高速鉄道や重貨物列車を走らせる路線には不向き。 直流に変換する鉄道変電所は機器が割高になる。
時系列的に少し戻るが、昇圧のきっかけとなった東海道本線電化計画は試験機関車が来る前から丹那トンネルの開通まで見越して(実際の開通は1934年〈昭和9年〉)東京から国府津まで1,500 Vで直流電化(1925年〈大正14年〉)したが、その後は東海道線の電化は一時考えないで大阪付近の輸送量が多い地域の電化や清水トンネル・仙山線といった長大トンネル付近の電化を優先的に行い、手間取っていた丹那トンネルの工事完了後は再び東海道線電化も考えられたが、1937年(昭和12年)に日中戦争が勃発、その先行きも不透明な中1941年(昭和16年)に対米開戦と、日本は戦争へと突き進み、電化工事は戦後まで持ち越されている。 (これら以外では関門トンネル(1941年(昭和16年))、外地の朝鮮総督府鉄道京元本線の福渓 - 高山間(1944年(昭和19年)なども電化)
こうした限られた部位のみの電化は当時の軍部が国営鉄道を建設・運営する鉄道院・鉄道省に対し、戦時に変電所を攻撃されると運転不能になることを理由に、基本的には非電化とすることを主張していたと言われているが、国鉄の技師であった朝倉希一によると電化の遅れについては軍隊の話は一切出ず「イギリスから輸入した電気機関車のトラブルとそれに伴う高コストが電化を遅らせた」としている
なお、一から路線を作る予定だった「弾丸列車計画」(後に東海道新幹線として帰結する)でも東京-静岡・名古屋-姫路の2か所のみを直流3,000 Vで電化し、ここ以外は当面非電化による蒸気機関車牽引予定で、そのために大型の蒸気機関車の設計がいくつか行われていた。
この時期は私鉄でも電化工事が進み、1927年には小田原急行鉄道で82km、そして1929年・1930年には関東の東武鉄道と関西の参宮急行電鉄で立て続けに、130 kmを超す当時としては異例の長距離電車が運行され、目黒蒲田電鉄・宮城電気鉄道・富山電気鉄道など当初より電気軌道の利便性を兼ね備えた電気鉄道の開業が相次いだ。 (外地も含めると金剛山電気鉄道の鉄原 - 内金剛なども長大電化区間になる)
後者の電化区間は大阪環状線と一体化。 紀勢本線 新宮 - 和歌山市。電化区間は阪和線と一体化。新宮でJR東海とJR西日本に分断。 山陰本線 京都 - 城崎温泉、伯耆大山 - 西出雲。前者の電化区間は、舞鶴線、福知山線、京都丹後鉄道宮福線と一体化。後者の電化区間は伯備線と一体化。 播但線 姫路 - 寺前。 福塩線 福山 - 府中。 予讃線 高松 - 伊予市。電化区間は本四備讃線と一体化。 土讃線 多度津 - 琴平。電化区間は予讃線・本四備讃線と一体化。 筑豊本線 折尾 - 桂川。電化区間は鹿児島本線・篠栗線と一体化し、これらの路線を通して福北ゆたか線という愛称を持つ。 豊肥本線 熊本 - 肥後大津。電化区間は鹿児島本線と一体化。 長崎本線 鳥栖 - 肥前浜 。 大村線 早岐 - ハウステンボス。電化区間は佐世保線と一体化。 筑肥線 姪浜 - 唐津。電化区間は福岡市地下鉄空港線・唐津線と一体化。電化時の路線変更により分断、唐津 - 山本は唐津線に。 唐津線 唐津 - 西唐津。電化区間は筑肥線と一体化。 日南線 南宮崎 - 田吉。電化区間は日豊本線・宮崎空港線と一体化。
私鉄・第三セクター 会津鉄道会津線 会津田島 - 会津高原尾瀬口。電化区間は東武日光線、鬼怒川線・野岩鉄道会津鬼怒川線と一体化。 大井川鐵道井川線 アプトいちしろ - 長島ダム。電化区間はアプト式による運転。 京都丹後鉄道宮豊線 宮津 - 天橋立。電化区間は山陰本線(京都 - 福知山)・宮福線と一体化。
下記の路線は電化施設を存置しているが、経費節減の目的で気動車列車を運行する(または過去に運行していた)路線である。架線下DC(DC=ディーゼルカー)とも呼ばれる。普通列車のみ全列車気動車で運行する路線については後述する。
東北本線(黒磯 - 新白河) - 2017年10月より黒磯駅構内のデッドセクションが移設されたことに伴い、交流型車両の乗り入れが不可能になった。このため、同区間を走る普通列車は、通勤通学時間帯はE531系電車(5両編成、ツーマン運転)が、それ以外の時間帯はキハ110形気動車(2両編成、ワンマン運転)が使用された。2020年のダイヤ改正により全列車がE531系のワンマン運転に統一された。
東京横浜電鉄(現・東急東横線) - 変電所の増設費用を抑える目的で1936年からの一時期、キハ1形気動車を8両導入、従来からあった電車とともに運用されていたが、のちの日中戦争などに伴う燃料統制によって運用は短期間で終了。
近江鉄道本線(八日市 - 貴生川) - 1986年にLE10形気動車を導入し、大半の電車列車を置き換えたが、1日1往復は電車列車が設定されていた。1996年に気動車使用中止、再び全面電車化。
富山港線 - JR時代末期の2001年から2006年まで日中の列車をキハ120形気動車で運行。富山ライトレールへの移行で廃止され、全面電車化。
名鉄広見線(新可児 - 御嵩) - 1984年より八百津線が電化施設を廃止して気動車化された際に、同線を走るキハ10形気動車の出入庫と給油のため新可児 - 明智間の一部列車は同形式で運行とされた。
2016年3月26日の道南いさりび鉄道への転換以降は優等列車の運行はなくなったが、貨物列車および臨時列車直通のために電化設備は残されている。この区間にデッドセクションは存在しないがき電区分セクションがあり電圧が変化する。なお、終着駅である木古内駅の当線の到着ホームは架線が張られていない。
●津軽線(蟹田 - 新中小国信号場) - 江差線(現・道南いさりび鉄道線)電化と同時に電化されたが、新中小国信号場は駅ではなく途中の中小国駅は海峡線の全列車が通過するため、普通列車は蟹田駅以北は気動車でのみ運行されている。
田沢湖線 - 1982年11月15日に電化されたが、特急「たざわ」のみが485系電車で運行され、普通列車は電車化されず引き続き気動車が使用された。1997年3月22日、秋田新幹線運行に伴う改軌で全列車が701系電車に移行。
仙石線(高城町 - 石巻) - 東日本大震災による電化設備損壊のため、暫定的に陸前小野駅 - 石巻駅間をキハ110系気動車で運行していた。2015年5月30日に全線復旧し、同日から電車による運行が復活するとともに仙石東北ライン経由のHB-E210系気動車が乗り入れを開始した。東北本線(交流電化)と仙石線(直流電化)の連絡線は電化されていない。
●七尾線(七尾 - 和倉温泉) - 1991年の電化時から。特急列車はJR西日本の電車で運行され金沢・大阪方面からそのまま和倉温泉駅まで直通するが、普通列車は七尾駅で運行系統が分断されており、当該区間はのと鉄道の気動車で運行されている。
●羽越本線(村上 - 酒田) - 1993年から全列車が気動車化された。