JR西日本681系電車
機器の小型化など技術進歩により、M - Tp の2両1ユニットと、動力関係機器の搭載のない純然たる付随車に改め編成の自由度を大きくした。これにより、M車は直流電車と機器の共通化が容易となるとともに重量物を集中配置して粘着性能を確保している。Tp車には交直流機器を配置し、保守上も特高圧機器と高低圧機器の混在によるトラブル防止のメリットがある。それに加えて、ユニットを組まない付随車 (T) を組み込むことで編成を構成している。
主変圧器は強制風冷式である WTM26 を採用する。80 km/h以上での走行性能向上に伴い、先行試作車と比べて定格容量が1,400 kVAに増強されている。
主整流器はサイリスタ位相制御コンバータ WRS103 が使用され、VVVFインバータはGTOサイリスタ素子を使用した PWM インバータ WPC6 である。インバータ1基で1台のかご形三相誘導電動機を制御する 1C1M 制御方式が採用されており、同時期に落成した223系0番台などに倣って、保守点検の容易化および操作性向上の観点から1車分4群のインバータ装置を1箱に集約する。
過去には富山地方鉄道線直通の『サンダーバード宇奈月・立山』として同社本線宇奈月温泉駅や立山線立山駅まで乗り入れていた。また、冬季には『シュプール号』として信越本線長野駅まで乗り入れた実績がある。他にも、長岡まつり開催に伴う団体臨時列車で回送列車として新潟駅まで乗り入れたほか、電化後の小浜線や山陰本線、試運転で北近畿タンゴ鉄道宮福線にも乗り入れたことがある。
2002年12月から2004年7月にかけて、当時金沢総合車両所に所属していた「サンダーバード」用車両39両(T01 - T03・T06・T11 - T13・T15・T17編成)に対して、683系との車内設備統一を図る目的で改造が施工された。
3号車と8号車の入れ替え(座席モケットの色も変更) - 当初は3号車富山・和倉温泉側と4号車大阪側に乗降扉がなく、下車・乗車遅れが発生する恐れがあった。 3号車を8号車へ組成位置を変更すると同時に、車掌室を撤去し自動販売機と座席を1列増設。
4号車の売店(プチカフェテリア)を撤去し自動販売機・車内販売準備室を設置、車掌室を3号車から移動。
9号車のバリアフリー対応化 - 客用ドアを広幅化、車椅子対応トイレを設置、座席を2席分撤去し車椅子対応化。
グリーン車の液晶テレビを撤去。
この改造により、新たに以下の番台区分の車両が発生した。
車体後位に運転台をもつ普通車。定員は64名である。補助電源装置・空気圧縮機・蓄電池を搭載する。 1 こちらも運転台側窓が三角形なのが特徴である。
京阪神と北陸地方を結ぶ特急「雷鳥」「スーパー雷鳥」は専ら485系が使用されてきたが、高速道路網の整備が進み、所要時間の短縮とより高いサービスが提供ができるように製造されたのが本系列である。1992年7月に先行試作車が登場した。
投入当時、既に485系「雷鳥」「スーパー雷鳥」は踏切のない湖西線および北陸トンネル内にて600メートル条項の特認を受け130 km/hでの営業運転を実施していたが、本系列ではブレーキ性能の向上をはかり踏切のある区間においても130 km/h運転を目指した。さらに将来的には踏切のない湖西線および北陸トンネル内での160 km/h運転にも対応できる性能としている。なお同区間での160 km/h運転は2015年3月現在も実現していないが、1997年から本系列が投入されたほくほく線において130 km/h超での営業運転が開始され、最終的に本系列の性能を活かして160 km/h運転が実現した。
JR西日本の車両は川崎重工業・近畿車輛・日立製作所が製造した。北越急行の車両は川崎重工業が製造したが、近畿車輌と新潟鐵工所に委託された車両もある。両社合計で102両を新製し、その後の増備はコストダウンと性能向上を図った683系に移行、その後、大半の車両が北陸新幹線金沢開業日からしらさぎに転用された。
踏切が介在しない湖西線および北陸トンネル内を対象とした160 km/h化を実現すべく、速度向上試験を重ねた。1992年10月から11月にかけては、主に当系列の基本性能確認を目的とし、湖西線と北陸トンネル内で160 km/h走行試験を実施している。この試験では160 km/h走行時の騒音・振動などの沿線環境、駅部におけるホーム風、軌道強度や架線性能、ATS-Pの応答性についても問題ないことを確認した。1997年から1998年にかけては、トンネル内と明かり区間におけるすれ違い時に車両が受ける影響を調査すべく試験を行った。試験条件は当系列9両編成(160 km/h走行)同士と、当系列6両編成(160 km/h走行)と207系(120 km/h走行・停車)、同じく113系(110 km/h走行・停車)である。いずれも湖西線のトンネル内と明かり区間において試験を行い、問題がないことが確認した。