【そうだったのか小ネタ⑤】東西で50Hzと60Hzが分かれた理由 ― 「なぜ買い分けたのか」は、誰も書き残していない

「東京はドイツから、大阪はアメリカから発電機を買った。だから50Hzと60Hzに分かれた」——この話、電気に関わる人なら一度は聞いたはずです。ところが調べていくと、いちばん肝心な「なぜ買い分けたのか」だけが、どこにも書き残されていません。定説がどこまで確認できて、どこから先が誰も知らない領域なのか。境界線をはっきりさせておきます。

世界を見渡しても、ひとつの国の中で商用周波数が二つに分かれている例はほとんどありません。日本は、その珍しい国です。しかも100年以上、その状態のまま動いています。

この話が面白いのは、単なる歴史の雑学だからではありません。いま現在も、東西のあいだで融通できる電力量に上限があるという、きわめて実務的な問題につながっているからです。

ペン太

東京がドイツ、大阪がアメリカでしたよね。それで分かれたって習いました。

ハリタ

そこまでは合っています。では、なぜ東京はドイツから買ったんでしょう。

ペン太

えっ。……なんでだろう。考えたことなかったです。

ハリタ

実は、誰も答えられないんです。記録が残っていないので。今回はそこまで一緒に行きましょう。

境界はどこを通っているのか

一般には新潟県の糸魚川と、静岡県の富士川を結んだ線が境界とされます。東が50Hz、西が60Hzです。地質学でいう糸魚川静岡構造線とおおむね重なるため、その名前で説明されることもありますが、両者は別の話です。地質の線に合わせて電気を分けたわけではなく、たまたま近い位置を通っているにすぎません。

そして、ここが実務で効いてきます。県境と一致するわけでもありません。家電メーカーの公式サポートでも、境界付近には50Hzと60Hzの混在地区があると明記されています。「静岡県だから」「長野県だから」という判断は成り立たない場所があるということです。

定説を、確認できるところまで確認する

「東京はドイツ製、大阪は米国製」という説明は、電力会社の公式サイトでも使われています。関西電力の解説ページには、東京にドイツ製、大阪にアメリカ製の発電機が輸入された、という記述があります。ここまでは、疑う理由がありません。

ただし、よく流通している「1889年に大阪電燈がGE製の60Hz発電機を導入した」という一文には、少し引っかかるところがあります。

まず、大阪電燈が1889年（明治22年）の開業時に導入したのは、トムソン・ヒューストン社製の発電機です。GE（ゼネラル・エレクトリック）社が設立されたのは1892年——トムソン・ヒューストン社とエジソン・ゼネラル・エレクトリック社が合併したときです。つまり1889年の時点に「GE製」は存在しません。

そして、大阪電燈で60Hzが社内標準として定着したのは、1897年の幸町発電所に入ったGE製150kW発電機（2,300V・60Hz）からだ、とする記述があります。開業時の機器が60Hzだったと明記した資料には、今回たどり着けませんでした。

東京側も、資料によって年が揺れます。浅草発電所のAEG製発電機（265kW・3,000V・50Hz）について、建設開始を1893年とするもの、稼働を1895年とするものがあります。「1890年代の半ば」という粒度なら間違いなく、それより細かい年を断言するのは危うい——というのが実際のところです。

なぜ統一されなかったのか

「そんなに不便なら、どこかで揃えればよかったのでは」——当然の疑問です。そして実際、統一の議論は何度も行われています。関西電力の解説にも、約100年前から何度も話し合いが持たれたが、うまくいかなかった、という記述があります。

できなかったわけではない、という証拠もあります。九州では実際に統一工事が行われました。北九州・筑豊地区に残っていた50Hz地域を、1949年12月から1960年6月にかけて60Hzへ切り替えています。10年以上かけた工事です。

では、なぜ東西ではやらなかったのか。規模が違いすぎるからです。

九州の工事が成立したのは、切り替える側が地域として限られていたからです。国土の東半分と西半分を、稼働させたまま入れ替えるのは、もはや別の問題になります。

周波数変換所は、いま何万kWあるか

東西のあいだで電力を融通するには、周波数を変換する設備が要ります。これが周波数変換所（FC）です。数はごく限られています。

この数字が持つ意味は、2011年の東日本大震災ではっきりしました。当時の変換容量は合計およそ100万kW。西日本には余力があったのに、送れる量そのものに上限があったため、東日本の電力不足を解消できませんでした。原子炉1基ぶんに相当する量しか、行き来できなかったということです。

震災後、資源エネルギー庁の研究会が210万kWまでの増強をまとめ、総工費およそ1,300億円をかけて飛騨信濃が造られました。100年以上前の買い物の結果を、いまも数千億円単位で埋め合わせ続けている——そう見ることもできます。

周波数が違うと、何が変わるのか

いちばん分かりやすいのは回転数です。誘導電動機の同期回転数は、次の式で決まります。

回転数が2割上がるということは、ポンプやファンでは軸動力が跳ね上がるということです。流体機械の動力は回転数の3乗に比例するため、1.2倍の回転数は約1.7倍の動力になります。50Hz用として選定したモーターを60Hz地域でそのまま回すと、過負荷で焼けます。

逆方向にも注意が要ります。60Hz仕様の変圧器やコイルを50Hzで使う場合、周波数が下がるぶん磁束密度が上がり、磁気飽和を起こしやすくなります。唸り、異常発熱、効率低下として現れます。「周波数が下がるだけなら安全側だろう」という感覚は、この種の機器では成り立ちません。

現場で気をつけること

1. 境界付近の物件は、住所で判断しない——検針票か供給元への確認で周波数を押さえてから機器を選定します。
2. 中古機器・移設機器は銘板を見る——他地域から持ち込まれた盤やポンプは、周波数が合っていないことがあります。
3. 「50/60Hz」の表記を確認する——共用と書かれていない機器は、片方でしか使えないと考えてください。
4. 共用でも性能が同じとは限らない——使えることと、カタログ性能が出ることは別です。能力表が周波数別に分かれている機器では、必ず該当する側の欄を見てください。
5. インバータ盤なら周波数は自由になるが、電源側は別——出力側の周波数を作れても、入力側の仕様は電源に従います。

周波数がふたつある不便さは、100年以上ずっと残っています。誰がどう決めたのかは分からないのに、その結果だけは毎日はっきり効いている——電気の世界には、そういうものがいくつもあります。

この記事を書いた人：ハリタ

電気設備設計の実務者。内線規程・電気工事士資格・住宅の電気設備を「設計者の視点」で解説しています。プロフィール詳細