Add optional cable-sizing module
Per-circuit cross-section recommendation as a separate module attached to the circuit list. It never writes project data itself: "Übernehmen" applies cable type, cross-section and length through the regular circuit.update command, so revisions and Undo/Redo stay intact. - Pure domain module (src/cable-sizing) with IEC 60364-5-52:2009 Annex B tables for PVC and XLPE, copper and aluminium, methods A1, A2, B1, B2, C, D1, D2 and E. Every value was cross-checked against public reproductions; where sources differ the lower value is used (docs/cable-sizing-module.md). - Temperature and grouping between table values round to the safer value; values outside the tables return no result instead of a factor of 1. Ground methods use B.52.18 (D2) and B.52.19 A (D1). - Overload protection: circuit-breakers In <= Iz; gG fuses additionally I2 <= 1.45 Iz with I2 = 1.6/1.9/2.1 In. - Inputs prefilled from the circuit: power, phase (group or device rows), project voltage, power-weighted cos phi, length and protective device. - Opened from a "Leitungsberechnung" button in the row actions, not from a grid cell, so cable cells keep the spreadsheet behavior. - Stateless API under /api/cable-sizing; no database table or migration. Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
Grovy311
parent
d95f0bf5c0
commit
49488f4e1b
17 changed files with 1999 additions and 4 deletions
159
docs/cable-sizing-module.md
Normal file
159
docs/cable-sizing-module.md
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,159 @@
|
|||
# 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.
|
||||
Loading…
Add table
Add a link
Reference in a new issue