碓氷線電化の障害は碓氷線のトンネルの高さが4250mmと低く、しかも漏水箇所も多く、高架線の設置は物理的に困難で
あった。しかも、運転中での工事で運転を止めずに如何に電化を進めるかが大きな課題であった。そこで考えられたのは
ニューヨークのセントラル鉄道の第３軌条方式に光が当てられ、その方式を参考に急遽適用した。第３軌条方式は線路脇
の地上高、約60㎝の所に架線を引き下面接触に機関車は集電する方式でこの課題を克服した。

動力車の床下に設けられた歯車(ピニオン)が軌条に噛みこまれ、ながら回転し、動力車が移動する。停止中は制動する役割も
果たす。

スイス人「ローマン・オプト」氏により考案された急勾配対応の方式である。レールの中央にラックレールと言われる軌条を敷き、
動力車の床下に設けられた歯車(ピニオン)をかみ合わせ急勾配を昇り降りする鉄道を「アプト式鉄道」と言われている。碓氷線
では前述の通り、トンネルの高さが低く、機関車上部のパンダグラフから集電できず、線路脇に第３軌条を設け、下部から集電
した。
ラックレールは特殊な構造のため、破損による事故を多く、開業当初から、丸山～熊の平～矢が﨑まで1人が1晩2回、4人で8回も
巡回点検を実施し、安全維持に特別な監視を行なった。碓氷峠の山中、夜間での1人点検作業は、胆力を鍛えられたといわれて
いる。