Ходовые рельсы в условиях метрополитена являются проводниками обратного тягового тока, достигающего больших. значений (несколько тысяч ампер). В большинстве случаев сопротивления рельсовых нитей в пределах РЦ не равны между собой. Это обуславливается многими факторами и, прежде всего, разностью длин дроссельных перемычек и переходных сопротивлений в местах их крепления к рельсам, нестабильностью сопротивлений стыковых токопроводящих соединителей и т.д.
На линиях метрополитена встречаются и заведомо несимметричные РЦ, в которых сопротивления электрическому току рельсовых нитей не равны между собой. К таким РЦ можно отнести двухниточную РЦ, в которой одна нить на всем протяжении или на большой длине имеет контррельс, что значительно снижает ее сопротивление. Для выравнивания сопротивлений в таких рельсовых цепях может применяться метод транспозиции, когда внутри рельсовой цепи устанавливаются изолирующие стыки, а первая и вторая нити с одной стороны стыков с помощью тяговых соединителей подключаются соответственно ко второй и первой из указанных нитей с другой стороны стыков.
Из-за различного сопротивления нитей по ним протекают неравные между собой части обратного тягового тока (I1 не равно I2). Различие значений тягового тока в нитях одной РЦ получило название асимметрии тягового тока.
Для оценки разности значений тягового тока применяется коэффициент асимметрии,% I1 – I2
Ka = - ------- - 100 I1+ I2
В условиях метрополитена из-за малой длины рельсовых цепей можно пренебречь утечкой тока через балласт и считать, что тяговый ток распределяется пропорционально суммарным сопротивлениям рельсовых нитей, в которые входят сопротивления рельсов, дроссельных перемычек и обмоток самих дросселей.
Режимы работы рельсовой цепи обеспечиваются при определенных значениях входных сопротивлений питающего и релейного концов и при стабильности этих значений. Сопротивления концов РЦ определяются в том числе и параметрами путевых дроссель-трансформаторов, которые в условиях эксплуатации должны быть стабильными. Проход тягового тока через дроссель-трансформаторы в обход изолирующих стыков и симметричное распределение тягового тока по рельсовой линии или в рамках допустимой асимметрии (400 А для РЦ с ДТМ-0,17) на режимы работы РЦ не влияют. Постоянство параметров дроссель-трансформатора достигается наличием воздушного зазора сердечника.
Из-за значительного поперечного сечения шин основная обмотка дроссель-трансформатора (дросселя) представляет для постоянного тягового тока ничтожно малое сопротивление и, будучи расположена на массивном железном сердечнике, оказывает переменному сигнальному току рельсовой цепи большое индуктивное сопротивление. Это сопротивление может резко уменьшиться при неравномерном распределении тяговых токов в рельсовых нитях.
При равенстве тяговых токов в обеих полуобмотках дроссельтраисформатора сердечник не намагничивается, поскольку суммарный магнитный поток равен нулю из-за встречного протекания токов.
При неравномерности распределения токов одна из полуобмоток основной обмотки дроссель-трансформатора вызывает преобладание намагничивающего поля и намагничивание сердечника. В результате этого снижается индуктивность дросселя, и его сопротивление переменному току уменьшается, что может привести к обесточиванию путевого реле и ложной занятости рельсовой цепи.
В двухниточных РЦ асимметрию измеряют милливольтметрами постоянного тока или вольтамперметрами, например Ц4380. Напряжение постоянного тягового тока измеряется на полуобмотках дроссель-трансформатора. Коэффициент асимметрии и тяговый ток соответственно,%
U1 – U2 2(U1 + U2) Ka = - --------- - 100; Iт = - ------------ - 100 U1 + U2 R
где U1, U2 - напряжения постоянного тока на полуобмотках; R - сопротивление основной обмотки постоянному току.
Коэффициент асимметрии не должен превышать 10% при тяговом токе 4000 А.
На линиях метрополитена встречаются также однониточные рельсовые цепи, в которых тяговый ток протекает лишь по одной из ниток, называемой тяговой. В таких РЦ коэффициент асимметрии близок к 100%, поскольку значительно меньшая часть тягового тока протекает и по другой нити, называемой сигнальной.