東京と大阪では、コンセントの形が同じでも流れている電気の周波数が違います。東日本は50Hz、西日本は60Hz。明治時代に東京の電力会社がドイツ製の50Hzの発電機を、大阪の会社がアメリカ製の60Hzの発電機を選び、それぞれの周りへ広がった名残です。そろえる話は何度も出ましたが、費用と停電の問題で見送られてきました。
分かれ目は明治の発電機選び
大阪電燈はアメリカ製の60Hzで始めた
1888年に設立された大阪電燈は、アメリカのトムソン・ハウストン社（のちにGEへ合流）から交流発電機を導入しました。1889年に西道頓堀の発電所で動き出したこの機械が60Hzです。出力はわずか30kWでしたが、この60Hzが関西の電気の周波数の起源になりました。
東京電燈はドイツAEG製の50Hzを選んだ
東京電燈は1893年、浅草に大きな発電所を建て始めます。据え付けたのはドイツのAEG社が作った三相交流の発電機で、出力265kW、周波数は50Hzでした。同じ発電所には石川島造船所製の100Hzの発電機も並んでいましたが、のちに関東の基準として残ったのはAEGの50Hzのほうです。
最初の会社の周波数が周りに広がった
当時のヨーロッパでは50Hz、アメリカでは60Hzの機械が主流でした。どちらの国から機械を買うかで、周波数も決まったわけです。東京と大阪の会社が中心になって送電網を広げるにつれ、周りの地域も同じ周波数の設備をそろえていきました。
なぜ途中でそろえなかったのか？
統一は何度も検討されてきた
1つの国に2つの周波数があるのは不便なので、統一の案はこれまで何度も持ち上がっています。それでも実現しなかったのは、変える範囲があまりに広いからです。発電機も変電所の機器も、工場のモーターも、周波数に合わせて作られています。
莫大な費用と工事中の停電が壁になった
片方にそろえるには、発電所から家庭の家電まで入れ替える必要があります。かかる費用は莫大です。さらに切り替え工事のあいだは、その地域に電気を送れなくなります。毎日の暮らしや工場を止めるわけにはいかず、統一は見送られてきました。
東西の境目はどこを通っている？
静岡県の富士川と新潟県の糸魚川あたり
中部電力の説明では、静岡県の富士川と新潟県の糸魚川あたりを結ぶ線が境目です。その東側が50Hz、西側が60Hzになります。静岡県は県の中で分かれていて、富士川より西が60Hzの区域です。
長野県には50Hzの地区が点々とある
長野県は原則60Hzですが、境目に近い地区では50Hzで送っている場合があります。中部電力ミライズが「周波数混合地区」として挙げるのは、松本市・佐久市・小諸市・飯山市などの一部です。同じ県内の引っ越しでも周波数が変わることがあるので、境目付近では電力会社への確認がすすめられています。
東と西の電気はどう行き来する？
周波数変換所で一度直流にしてから変える
50Hzの電気を60Hzの地域へ送るには、周波数変換所（FC）を通します。交流をいったん直流に変え、そこから相手側の周波数の交流へ作り直す仕組みです。変換には、昔は水銀整流器が、いまはサイリスタという半導体の部品が使われています。
佐久間の変換所から始まった
最初の変換所は1965年に静岡県にできた佐久間周波数変換所です。その後、長野県の新信濃変電所と静岡県の東清水変電所にも変換設備が加わります。長いあいだ、東西をつなぐ窓口はこの3か所だけでした。
変換所は発電所1基分の容量しかなかった
電気工学の解説サイト「パワーアカデミー」によると、3か所の変換所を合わせた容量は約100万kW。原子炉1基分ほどの量です。東西それぞれが自分の地域の電気をまかなっているあいだは、これで回っていました。弱点が見えたのは、片方の発電所がまとめて止まったときです。
震災で変換所の細さが表に出た
2011年、西の電気を東へ十分に送れなかった
2011年の東日本大震災では、東日本の発電所が止まり、深刻な電力不足になりました。西日本から電気を送る融通は行われたものの、通り道は約100万kWの変換所だけ。足りない分を埋めるには遠く及ばなかったのです。
飛騨信濃で210万kWへ、2027年度に300万kWの計画
震災のあと、全国の送配電会社が協力して変換設備の増強に取りかかりました。まず設備の増強で120万kWになり、2021年3月には岐阜県の飛騨変換所と長野県の新信濃変電所を結ぶ飛騨信濃周波数変換設備（90万kW）が動き出します。これで合計210万kWとなり、2027年度には300万kWまで増やす計画です。
増強の狙いは災害への備えだけではありません。太陽光や風力の電気を広い範囲で融通しやすくする役目も期待されています。
引っ越しで困る家電はどれ？
電子レンジや洗濯機は部品交換か買い替え
中部電力が「部品の交換または買い替えが必要」とする家電は、洗濯機・電気時計・電子レンジ・蛍光灯（インバーター式を除く）です。周波数の合わない機器を使い続けると、故障や火災につながるおそれがあります。古い機種ほど、どちらか専用で作られていることが多いようです。
冷蔵庫や扇風機は動くが力が変わる
大阪ガスのコラムでは、冷蔵庫・ドライヤー・扇風機・換気扇（レンジフード）・空気清浄機・加湿器を「使えるが性能が変わる」家電に分けています。モーターの回る速さが周波数につられて変わるためで、風が弱く感じたり音が変わったりするわけです。60Hz用の電子レンジを50Hzの地域で使い、白い煙が出た例も紹介されています。
電気時計は周波数で時を刻んでいた
中部電力の一覧に電気時計が入っているのは、コンセントの周波数をそのまま時計の歩みに使う方式があったからです。50Hz用の時計を60Hzで動かせば、モーターが2割速く回ります。電池で動くクオーツ時計や電波時計は、この心配がありません。
テレビやパソコンはそのまま使える
一方で、テレビ・ラジオ・パソコン・トースターや暖房器具は、東西どちらでも問題なく使えるとされています。中で電気を直流に変えて使う機器や、熱を出すだけの機器は、周波数の影響をほとんど受けないためです。
「50-60Hz」の表示があれば全国で使える
見分けるには、本体の側面などにある銘板シールか、取扱説明書の仕様欄を見ます。「50-60Hz共用」とあれば全国どこでも使えるヘルツフリーの機種です。日立の電子レンジでも、オーブンレンジはほとんどがヘルツフリーですが、単機能のレンジには50Hz用と60Hz用で型番の分かれた機種が残っています。
蛍光灯の点滅回数も東西で違う
昔ながらの蛍光灯は毎秒100回と120回
日本照明工業会の資料によると、50Hzや60Hzの電気で点ける蛍光灯は、毎秒100〜120回点滅しています。交流は1周期のうちに2回向きが変わるので、50Hzなら100回、60Hzなら120回という計算です。この点滅が、人によっては「ちらつき」として感じられます。
インバーター式は数十kHzでちらつかない
インバーター式の照明（電子式安定器）は、電気を数十kHzの高い周波数に変えてから蛍光管を点けます。点滅が速すぎて、ちらつきはほとんど感じられません。この方式は50Hzと60Hzのどちらでも使え、東西の違いを気にしなくてよいのも利点です。
古い安定器は違う地域で壊れることも
古い磁気式の安定器は50Hz用と60Hz用に分かれています。違う地域で使うと、明るさが変わったり点かなかったりするだけでなく、安定器が異常に熱くなって壊れることもあるそうです。
世界で見ると日本の電気は珍しい？
ヨーロッパは50Hz、アメリカは60Hz
電源機器メーカーの計測技術研究所が各国の電源をまとめた一覧があります。それによるとアメリカは120V・60Hz、フランスは230V・50Hz、イギリスは240V・50Hzです。日本の発電機の出身地と同じく、ヨーロッパの多くが50Hz、アメリカが60Hzという分かれ方をしています。
1つの国に周波数が2つある日本
同じ一覧で、周波数の欄に「50/60Hz」と2つ並ぶのは日本だけです。電圧の100Vも、ほかの主な国と比べると低めの値になっています。旅行や留学で家電を持ち出すときに変圧器が必要になりやすいのは、このためです。
同じ形のコンセントの奥で、東と西は別々のリズムで電気を刻んでいます。130年以上前の発電機選びが、いまも引っ越しの段ボールの中身にまで影響しているのです。
参考
- 日本ガイシ「がいしの歴史 第四章 日本の電灯事業・発電事業の始まりと広がり」
- 中部電力「地域と周波数 – 電気のマメ知識」
- ほくでんネットワーク「飛騨信濃周波数変換設備の運用開始について」（2021年）
- 日本照明工業会「安定器・制御装置ガイドブック」（2015年改訂）
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