절연 구간은 전력공급 방식(교류, 직류, 전압)이 달라 일시적으로 전력공급이 끊어지는 구간을 말한다. 데드 섹션이라고도 불린다. 보통 열차는 이 구간에 진입 전까지 계속 주행 중으로 관성을 이용하여 통과한다. 예전에는 데드 섹션을 번역한 사구간(死區間)이라고 불렀다. 용어 순화하면서 절연 구간으로 부르게 되었다.
서울의 대표적인 절연 구간으로는 지하 청량리역-회기역, 남영역-지하 서울역 (경원선) , 선바위역-남태령역 구간(4호선)이 있다. 전력공급이 직류에서 교류 혹은 그 반대로 바뀌어 교류-직류 66m, 교류-교류 22m(수도권), 50m(산업선) 구간에서 공급되지 않는다.
전기철도에서 발생하는 절연 구간의 이유는 다음으로 정리할 수 있다.
1. 직류급전 구간과 교류 급전 구간 사이(교-직 절연 구간)
2. 교류 구간에서 교류의 위상차가 발생하는 경우, 변전소가 달라지는 경우(교-교 절연 구간)
3. 동일 전원이어도 전압 차이가 발생하는 경우(직-직, 교-교 절연 구간)
4. 교류 구간에서 해당 섹션의 주파수가 달라지는 경우
5. 교류 급전 방식이 달라지는 경우(AT 급전과 BT 급전이 갈리는 경우)
6. 각 운영기관사가 달라 전력 구분을 위하여 분리하는 경우
7. 평면교차, 직류 제3 궤조 구간에서 건널목, 분기기 등 시설상 이유로 설치하는 경우
한국에서는 교-직 절연 구간, 교-교 절연 구간, 마지막 시설 조건에 의한 경우가 존재한다.
절연 구간을 역행(모터를 가동하여 주행함)으로 진입할 경우 무가압 상태에서 갑자기 가압 상태로 변경되면서 아크가 발생한다. 이때 화재 및 집전장치의 파손 우려가 발생하여 타행(자체 동력 없이 관성에 의한 주행) 상태로 통과하여야 한다. 절연 구간에서 두 전력 계통을 분리할 때 집전장치 파손, 이탈을 막기 위해 무가압 가선이나 FRP 인슐레이터를 설치하여 보호한다.
현재는 열차 종합제어관리 장치 등에 절연 구간에 대한 정보가 수록되어 해당 지점에 도착할 때 절연 구간 취급을 자동으로 하거나 기관사에게 통보하여 준다. 예전에는 절연 구간이 있음을 예고하고 타행하도록 하는 '절연 구간 예고표지', '타향 표지'가 설치되어 있고, 절연 구간을 완전히 통과한 지점에 '역행 표지'가 설치되어 역행할 수 있음을 알렸다. 역행 표지는 차종에 따라 가속할 수 있는 위치가 다르기에 기관차, 전동차, 고속기관차용 표지가 따로 설치된다. 전동차용의 경우 편성 길이에 따라서 별도의 표지가 설치된다.
절연 구간 통과시 전력공급이 없으므로 객실, 공조 장치 등이 잠시 정지된다. 이를 보완하려면 차체에 축전지를 탑재하여 주요 장치 전원을 유지, 타행시 회생 발전을 사용하여 전력을 공급하는 방식(8200호대의 경우 객차 전력 공급에 회생발전 기능 탑재)으로 보완한다. 단 교류-교류 절연 구간의 경우 차량 주행 중에 절환이 이루어지게 개량되어 객실 전원 차단 없이 절연 구간 통과가 되기도 한다.
만약 전기 철도차량이 절연 구간 내에 정차할 경우 자력으로 나올 수 없다. 이때는 구원기관차를 연결하여 빼야 하며 이에 따른 후속 열차 운행에 지장을 발생하므로 기관사의 각별한 주의가 필요하다.
절연 구간 통과 시 취급법
열차가 전력공급 없이 관성(타력 주행)으로 주행하도록 평탄지, 내리막, 직선 구간에 절연 구간을 설치하는 것이 이상적이다. 부득이한 경우 곡선 반경은 800m 이상, 오르막 5‰보다 기울기가 완만해야 한다.
전기기관차
8200호대 기관차 타행표지 통과 시 절연 구간 버튼을 누르면 자동으로 MCB가 차단되어 미세하게 회생제동이 동작한다. 이 전류로 객차에 전원을 공급하여 절연 구간 통과 때 객실등, 기타 전기장치들이 끊이지 않고 동작한다. 타행표지에서 MCB를 차단하고, 역행 표지에서 MCB 투입 후 전력공급 주행한다.
전기동차
절연 구간 예고표지부터 주간제어기 중립, 회생제동 차단 스위치(HLBCOS) 개방 후 타행한다. 역행 표지를 지나기 전에 역행하여서는 안 된다. 교류-직류 절연 구간의 경우 타행표지에서 교직절환스위치(ADS)를 절환하면 자동 MCB차단되고 절연구간 통과 후 자동 투입된다.
대한민국의 경우 일반적으로 전철변전소(SS), SP(급전구분소)가 설치된 구간에 절연 구간이 설정된다. 보조 급전구분소(SSP)의 급전 구분 기능을 활성화하면 해당 구간도 절연 구간이 된다.
1. 수도권 전철 (직류 1,500V ↔ 교류 25,000V 60Hz)
가. 지하 서울역 ↔ 남영역
나. 지하 청량리역 ↔ 회기역
다. 남태령역 ↔ 선바위역: 이 구간은 꽈배기굴이라고도 불리며 진행 방향도 바뀐다.
2. 도시철도 연결선(전차선이 없는 구간)
가. 도봉산역 구내
나. 동암역 ↔ 간석오거리역
다. 부산진역 구내
라. 김포공항역 구내(서울 지하철 9호선 ↔ 공항철도)
3. 수도권 전철(교류-교류 절연 구간)
가. 의정부역 ↔ 회룡역: 의정부SS
나. 구로역 ← 구일역 → 개봉역: 구로SS
다. 송내역 ↔ 부개역: 부개SP
라. 도화역 ↔ 제물포역: 주안SS
마. 구로역 ↔ 가산디지털단지역: 구로SS, 경인선 교차
바. 관악역 ↔ 안양역: 안양SP
사. 군포역 ↔ 금정역: 금정SS(의왕역 ↔ 군포역 구간의 의왕SS에서 이설)
아. 수원역 ↔ 세류역: 수원SP
자. 서정리역 ↔ 평택지제역: 평택SS, 상하1선을 운행하는 도시통근형 전기동차에만 팬터그래프 하강
차. 회기역 ↔ 중랑역: 회기SP, 경원선 교차
카. 구리역 ↔ 도농역: 구리SS
타. 신원역 ↔ 국수역: 국수SP
파. 수리산역 ↔ 대야미역: 금정SP
하. 모란역 ↔ 야탑역: 모란SS, 종단기울기 19‰로 설계기준(설치기준 10‰ 미만) 초과
버. 이촌역 ↔ 서빙고역: 이촌SS(용산역~이촌역 구간에서 이설)
서. 한국항공대역 ↔ 강매역: 고양SS
어. 양재역 ↔ 양재시민의숲역: 매헌SS
저. 금천구청역 ↔ 광명역: 소하SP, 전차선 높이 변화로 고속기관차는 팬터그래프 위치 전환
처. 서울역 ↔ 신촌역: 서울SP
커. 왕십리역 ↔ 서울숲역: 왕십리SP
터. 용유차량기지역 ↔ 인천국제공항역: 용유SS
퍼. 신내역 ↔ 갈매역: 갈매SP
허. 마석역 ↔ 대성리역: 마석SS
겨. 가평역 ↔ 굴봉산역: 가평SP
녀. 김유정역 ↔ 남춘천역: 남춘천SS
뎌. 곤지암역 ↔ 신둔도예촌역: 곤지암SP
려. 수원역 ↔ 고색역: 고색SP
며. 사리역 ↔ 한대앞역: 한대앞SP
벼. 소래포구역 ↔ 월곶역: 시흥SP
셔. 신분당선 정자역 ↔ 수인·분당선 미금역 연결선
여. 공항철도 직결선 김포공항역 ↔ 경의선 수색역
4. 동해선 광역전철
망양역 ↔ 덕하역: 울산SS
5. 수도권 전철 서해선
신천역 ↔ 신현역: 신현SS
보조 급전구분소(SSP)
급전 구분 기능을 활성화하여 해당 구간을 절연구간화 할 수 있다.
1. 수도권 전철
가. 상록수역 ↔ 한대앞역: 한대SSP
나. 초지역 ↔ 안산역: 안산SSP
다. 도심역 ↔ 팔당역: 도심SSP
라. 녹양역 ↔ 덕정역: 덕정SSP
마. 광운대역 ↔ 월계역: 성북SSP
바. 인천역 ↔ 동인천역: 인천SSP
사. 소사역 ↔ 역곡역: 역곡SSP
아. 병점역 ↔ 세마역: 병점SSP
자. 오산역 ↔ 진위역: 진위SSP
차. 평택역 ↔ 성환역: 성환SSP
카. 직산역 ↔ 두정역: 직산SSP
일본
동일본 여객철도
조반선(常磐線): 도리데역 - 후지시로역 (직류 1,500V ↔ 교류 20,000V 50Hz)
미토선(水戸線): 오야마 역 - 오다바야시 역 (직류 1,500V ↔ 교류 20,000V 50Hz)
우에쓰 본선(羽越本線): 무라카미 역 - 마지마역 (직류 1,500V ↔ 교류 20,000V 50Hz)
도호쿠 본선(東北本線): 구로이소역 구내 (직류 1,500V ↔ 교류 20,000V 50Hz) 지상절환도 있음
호쿠리쿠 신칸센(北陸新幹線): 가루이자와역 - 사쿠다이라역 (교류 25,000V 50Hz ↔ 교류 25,000V 60Hz))
오우 본선(奧羽本線): 후쿠시마 역 - 사사키노역 (교류 25,000V 50Hz ↔ 교류 20,000V 50Hz) (신칸센·재래선 접속점)
다자와코선(田沢湖線): 모리오카역 - 오카마역 (교류 25,000V 50Hz ↔ 교류 20,000V 50Hz) (신칸센·재래선 접속점)
서일본 여객철도
호쿠리쿠 본선(北陸本線)
가지야시키역 - 이토이가와역 (직류 1,500V ↔ 교류 20,000V 60Hz)
쓰루가역 - 미나미이마조역 (직류 1,500V ↔ 교류 20,000V 60Hz)
도야마역 구내 (교류 20,000V 60Hz ↔ 직류 1,500V)(도야마 지방 철도 도야마 지방 철도선과의 접속점)
나나오 선(七尾線): 나카쓰바타역 - 쓰바타역 (직류 1,500V ↔ 교류 20,000V 60Hz)
규슈 여객철도
산요 본선(山陽本線): 모지역 구내 (교류 20,000V 60Hz ↔ 직류 1,500V)
수도권 신도시 철도
쓰쿠바 익스프레스 선: 모리야 역 - 미라이다이라 역 (직류 1,500V ↔ 교류 20,000V 50Hz)
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