軌道回路
このため、落下した状態が安全側である列車の在線に対応するように設計するのが通例である。
軌道回路は、車両の輪軸によってレールの間を電気的に短絡することにより列車の有無を検知するが、輪軸とレールとの間には、車輪踏面とレール間の2ヶ所の接触抵抗と輪軸の車軸抵抗による短絡抵抗と呼ばれる電気抵抗が発生する。接触抵抗においては、列車重量や力行・惰行・制動時などの列車走行時によって異なり、交流では60μΩ以下であり、直流では100μΩ以下と言われている。短絡抵抗は列車が力行または制動時においては低く、惰行時においては高い。また、雨上がりの晴天時や海沿いの路線において夜間の運行休止時間帯に海水の飛沫を受けると、レール上面に錆が発生するため、短絡抵抗は高くなる傾向がある。また、レールの間を短絡する際に最大の抵抗においてリレーが落下する最大短絡抵抗を短絡感度と呼んでおり、単位はΩで表される。
軌道回路を構成するレールは、路盤にバラストの場合には枕木の上に、コンクリートや軌道スラブなどの場合にはその上に固定されて露出している。そのため、雨や雪が降ると、レールとバラストが濡れてその下部も水分を含むことになり、その結果、レールに流れる軌道回路の電流が漏れてしまい、軌道回路の電流が消耗する状態となる。その漏れの程度を示すものとして「1kmあたりの漏れ抵抗」を表す漏れ抵抗を使用している。
複軌条軌道回路では、両方のレール共に隣の軌道回路との境界に絶縁が行われている。絶縁は、レールのつなぎ目に絶縁板を挟み込むことで行われている。このつなぎ目を絶縁継目という。直流軌道回路では絶縁継目のみで隣の軌道回路との境界を作ることができるが、直流電化区間又は交流電化区間では、軌道回路との境界を越えて帰線電流を流すためにインピーダンスボンドが用いられている。
右側にあるインピーダンスボンドの配線図を元に説明すると、インピーダンスボンドには、レールに接続された1次側コイルと軌道変圧器又は軌道継電器に接続された2次側コイルの2つの巻線があり、2つのコイルの間は、変圧器と同じく鉄心により結合されている。インピーダンスボンドの間は、中性線により1次側コイルの中性点で結ばれている。列車で使用された帰線電流であるI1とI2はレールからインピーダンスボンドの1次コイルの中性点に流れ、中性線を経由して、隣のインピーダンスボンドの1次コイルの中性点に流れた後、レールに戻り流れていくが、中性点では両側にあるレールからのコイルの巻線が同一であるため、コイルに発生する磁束が打ち消し合い、2次コイル側には電圧は誘導しない。