# Leitungsberechnung (Cable-Sizing-Modul)

Optionales, abgegrenztes Rechenmodul für die Querschnittsempfehlung eines
Stromkreises. Es wurde als eigenständiges Modul vereinbart, das an die
Stromkreisliste angedockt ist. Es **schreibt keine Projektdaten selbst**: Ein
Ergebnis wird erst durch ausdrückliches „Übernehmen“ über den bestehenden
Befehl `circuit.update` in den Stromkreis geschrieben. Revisionen und
Undo/Redo bleiben damit unverändert gültig.

Die vollständige, automatische Bemessung aller Stromkreise (siehe
`docs/spec/06-future-sizing-and-calculations.md`) ist weiterhin **nicht**
Teil dieses Moduls.

## Aufbau und Andockpunkte

```
src/cable-sizing/domain/cable-sizing-calculation.ts   reine Berechnung + Tabellen
src/cable-sizing/domain/cable-sizing-contracts.ts     Zod-Schema der API
src/server/controllers/cable-sizing.controller.ts     zustandslose Endpunkte
src/server/routes/cable-sizing.routes.ts              Router unter /api/cable-sizing
src/frontend/components/cable-sizing-api.ts           Fetch-Client
src/frontend/components/cable-sizing-defaults.ts      Vorbelegung aus dem Stromkreis
src/frontend/components/cable-sizing-modal.tsx        Dialog
tests/cable-sizing-calculation.test.ts                Tabellen, Rechnung, Vorbelegung
```

Das Domänenmodul importiert nichts aus `db/`, `server/` oder `frontend/`.
Außerhalb dieser Dateien gibt es genau zwei Andockpunkte:

1. `src/server/index.ts`: `app.use("/api/cable-sizing", cableSizingRouter)`.
2. `src/frontend/components/circuit-tree-editor.tsx`: Zustand für den
   geöffneten Dialog, ein Button **Leitungsberechnung** (Rechner-Icon) in der
   Aktionsspalte jeder Stromkreiszeile, der Dialog selbst und
   `handleApplyCableSizing`, das über `updateCircuitById` den regulären
   `circuit.update`-Befehl ausführt.

Der Aufruf liegt bewusst **nicht** auf einer Tabellenzelle: Klick, Doppelklick,
Enter, F2 und Tippen in den Kabelspalten verhalten sich wie in jeder anderen
Zelle (Spreadsheet-Regel in `AGENTS.md`). Es gibt keine eigene Datenbanktabelle
und keine Migration.

## Eingaben und Vorbelegung

| Eingabe | Vorbelegung |
|---|---|
| Leistung | `circuitTotalPower` des Stromkreises (mit Geräte-GZF), nicht editierbar |
| Phasen | 3~, wenn die Stromkreisgruppe 3-phasig ist oder eine Gerätezeile `three_phase` hat, sonst 1~ |
| Spannung | `circuit.voltage` (aus den Projekteinstellungen abgeleitet); bei manuell abweichender Phasenzahl die jeweilige Projektspannung |
| cos φ | leistungsgewichtet aus den Gerätezeilen: P / Σ(P_Zeile / cos φ_Zeile), fehlendes cos φ = 1; änderbar |
| Länge | `cableLength` des Stromkreises |
| Schutzorgan | Schutzgerät des Stromkreises: LS, FI/LS, AFDD = Leitungsschutzschalter; D0/NH = Sicherung gG; FI ohne Überstromauslöser wird nicht berücksichtigt |
| Verlegeart, Isolierstoff, Leitermaterial, Temperatur, Häufung, max. ΔU, Oberschwingungen | Planereingaben |

Kabeltyp und Querschnitt lassen sich im Dialog auch ohne Berechnung direkt
eintragen. Weicht der Eintrag von der Empfehlung oder dem
Praxis-Mindestquerschnitt ab, erscheint nur ein Hinweis.

## Rechenweg

1. Betriebsstrom I_B aus Leistung, Spannung, cos φ und Phasenzahl.
2. Erforderliche Belastbarkeit: ohne Schutzorgan I_B; mit Schutzorgan
   max(I_B, I_n, I₂/1,45) nach IEC 60364-4-43 (I_n ≤ I_z und I₂ ≤ 1,45 · I_z).
   I₂/I_n: Leitungsschutzschalter 1,45; Sicherung gG 2,1 (I_n ≤ 4 A),
   1,9 (4 A < I_n < 16 A), 1,6 (I_n ≥ 16 A).
3. Tabellenwert I_z je Querschnitt × Temperaturfaktor × Häufungsfaktor
   (× 0,86 bei 15–33 % 3. Harmonischer im Drehstromkreis).
4. Spannungsfall ΔU = k · L · I_B · cos φ / (κ · A · U) mit k = 2 (1~) bzw.
   √3 (3~), κ = 48 (Cu) bzw. 30 (Al) m/(Ω·mm²) bei Betriebstemperatur;
   Reaktanz wird vernachlässigt.
5. Empfehlung = größerer Querschnitt aus Belastbarkeit und Spannungsfall;
   1-phasige Stromkreise werden auf den Praxis-Mindestquerschnitt 2,5 mm²
   angehoben (Planungskonvention aus `docs/spec/06-…`, keine Rechenanforderung).
6. Zusätzlich: maximale Länge für den zulässigen Spannungsfall.

Temperaturen und Häufungen **zwischen** Tabellenwerten werden auf den nächsten
ungünstigeren Tabellenwert gerundet (höhere Temperatur, mehr Stromkreise).
Werte **außerhalb** der Tabellen liefern kein Ergebnis und eine Meldung – es
wird nie stillschweigend mit Faktor 1 gerechnet.

## Datenbasis und Prüfnachweis

Grundlage ist **IEC 60364-5-52:2009, Anhang B**. Alle Werte wurden am
26.09.2026 zeilenweise mit öffentlich zugänglichen Wiedergaben abgeglichen:
TiSoft ElectricalDesign-Hilfe zu IEC 60364-5-52
(`ti-soft.com/en/support/help/electricaldesign/standards/iec-60364-5-52/…`)
und ECalPro (`ecalpro.com/standards/iec-60364/…`). Wo die Quellen voneinander
abweichen, ist der kleinere, sichere Wert eingetragen.

| Tabelle | Inhalt | Abgleich | Abweichungen |
|---|---|---|---|
| B.52.2 | PVC, 2 belastete Adern, Cu/Al, A1–D2 | TiSoft; Cu A1–C zusätzlich ECalPro | Cu A1 240 mm²: 321 / 320 → 320 |
| B.52.3 | VPE, 2 belastete Adern, Cu/Al, A1–D2 | TiSoft | – |
| B.52.4 | PVC, 3 belastete Adern, Cu/Al, A1–D2 | TiSoft | – |
| B.52.5 | VPE, 3 belastete Adern, Cu/Al, A1–D2 | TiSoft | – |
| B.52.10 / .11 | PVC, Verlegeart E, mehradrig, Cu / Al | TiSoft; Cu 2 Adern zusätzlich ECalPro | Cu 3 Adern 70 / 120 mm²: 198 / 278 bzw. 196 / 276 → 196 / 276 |
| B.52.12 / .13 | VPE, Verlegeart E, mehradrig, Cu / Al | TiSoft | – |
| B.52.14 | Temperatur Luft, PVC / VPE | TiSoft, ECalPro | – |
| B.52.15 | Temperatur Erde, PVC / VPE | TiSoft | – |
| B.52.17 | Häufung Luft, Zeile 1 (gebündelt) | TiSoft, ECalPro | – |
| B.52.18 | Häufung Erde direkt, Kabel berührend | TiSoft | – |
| B.52.19 A | Häufung mehradrige Kabel in berührenden Rohren im Erdreich | TiSoft | – |

Anwendung der Tabellen:

- Verlegearten A1, A2, B1, B2, C, E in Luft (Bezug 30 °C), D1 und D2 im
  Erdreich (Bezug 20 °C, Bodenwärmewiderstand 2,5 K·m/W). Nach Tabelle B.52.1
  ist **D1 = Leitung im Rohr/Kabelschutzrohr im Erdreich** und **D2 = Kabel
  direkt im Erdreich**.
- Häufung in Luft immer nach B.52.17 Zeile 1, auch für Verlegeart E; das ist
  die ungünstigste Anordnung (einlagig auf Pritschen wären höhere Faktoren
  zulässig). D1 nach B.52.19 A, D2 nach B.52.18 jeweils „berührend“.
- Aluminium nur mit den echten Aluminiumwerten (ab 2,5 mm², D2 ab 16 mm²);
  Querschnitte ohne Tabellenwert werden nie empfohlen.
- Die Verlegearten F und G (Einzeladern mit Abstand) sind nicht enthalten.

**Vor produktivem Einsatz:** Die nationalen Tabellen der DIN VDE 0298-4
können in einzelnen Werten abweichen. Der Planer muss die Tabellen gegen den
Normtext prüfen. Die Prüfung ist in `tests/cable-sizing-calculation.test.ts`
über Stichwerte und eine Monotonieprüfung jeder Tabellenzeile abgesichert.

## Nicht enthalten

- Kurzschlussfestigkeit, Abschaltbedingungen (Schleifenimpedanz) und
  Selektivität
- Bodenwärmewiderstand ≠ 2,5 K·m/W, Häufung mit Abstand, Verlegearten F/G
- Bemessung des Neutralleiters bei > 33 % 3. Harmonischer (nur Hinweis)
- automatische Bemessung oder Prüfung aller Stromkreise

## API

`POST /api/cable-sizing/calculate` – zustandslos, liest und schreibt keine
Projektdaten.

```jsonc
{
  "phase": 1,                       // 1 | 3
  "mode": "power",                  // "power" | "current"
  "powerKw": 4.2,                   // bei mode "power"
  "currentA": 18.3,                 // bei mode "current"
  "cosPhi": 0.95,                   // 0,1 … 1
  "voltage": 230,
  "lengthM": 23.5,
  "layingMethod": "C",              // A1 | A2 | B1 | B2 | C | D1 | D2 | E
  "conductorMaterial": "copper",    // copper | aluminum
  "insulation": "pvc",              // pvc | xlpe
  "ambientTemperatureC": 30,        // Luft; bei D1/D2 Bodentemperatur
  "groupingCircuits": 1,            // 1 … 100, Tabellen bis 20
  "maxVoltageDropPercent": 3,
  "harmonicNeutralLoad": "none",    // none | 15to33Percent | over33Percent
  "existingProtection": { "ratedCurrentA": 16, "kind": "breaker" }, // optional; kind: breaker | fuse
  "circuitCategory": "single_phase" // optional
}
```

Antwort: `{ "result": CableSizingResult, "alerts": CableSizingAlert[] }`.
`result.supported = false` mit `unsupportedReason` (`temperature` oder
`grouping`), wenn die Eingaben außerhalb der Tabellen liegen.
`GET /api/cable-sizing/laying-methods` und `GET /api/cable-sizing/insulation-materials`
liefern die Auswahllisten.