Application of a pulsed thyratron for switching the Gatchina discharge

Abstract

Аннотация. В настоящее время достигнут значительный прогресс в генерации шаровыхплазмоидов с помощью гатчинского разряда, которые, как считают многие ученые, могутявляться аналогами шаровой молнии. Такие плазмоиды, генерируемые высоковольтным разрядом над водной поверхностью, обладают автономной фазой, происхождение которой и лежащие в её основе процессы являются предметом современных исследований. Стоит отметить, что в России к вопросам о шаровой молнии проявляли интерес в том числе и нобелевские лауреатыВ. Л. Гинзбург и П. Л. Капица. Наиболее часто для коммутации гатчинского разрядаприменяются газовые разрядники, неспособные обеспечить экспериментальное исследованиевлияния скорости нарастания напряжения и тока на долгоживущие шаровые плазмоиды. В данной работе решается задача коммутации гатчинского разряда с помощью другого устройства –импульсного тиратрона с водородным наполнением. Целью данной работы является создание высоковольтного коммутатора накопительной емкости гатчинского разряда импульснымтиратроном, а также испытания спроектированной и изготовленной установки. В основной части исследования описана высоковольтная установка, содержащая генератор плазмоидов, блок коммутации накопительной емкости импульсным тиратроном, блок формирования импульсов поджига тиратрона с помощью импульсного трансформатора. Разработанный высоковольтный емкостный накопитель энергии выполнен по схеме параллельного соединения конденсаторов. Энергия запасается в конденсаторной батарее, которая заряжается до заданного высокогонапряжения с помощью зарядного устройства и разряжается на нагрузку через системукоммутации, состоящую из коммутатора и устройства управления им. В работе представлены электрические схемы высоковольтного зарядного устройства, блока коммутации накопительной емкости импульсным тиратроном и блока формирования импульса напряжения запуска тиратрона. Также показаны рисунки отдельных частей изготовленной установки. В качестве результатов исследования представлены первые результаты испытаний разработанной установки. Оценены импульсы напряжения и тока на тиратроне и на конденсаторе. Получены качественно новые результаты генерации шаровых плазмоидов с помощью тиратрона, а именно переход плазмоида из шаровой формы в тороидальную в одном разряде. В заключении по результатам исследований даны некоторые практические советы для использования тиратрона в качестве коммутатора.