1. Zweck & Geltungsbereich
Der Zuleitungs‑Nachweis ist ein webbasiertes Werkzeug zur Auslegung der Niederspannungs‑Zuleitung nach dem Trafo (Übergabepunkt → Anlage). Aus wenigen technischen Eingaben ermittelt es Leitungsbauart und Querschnitt, die passende Vorsicherung, den Schutzleiterquerschnitt sowie den erforderlichen rechnerischen Nachweis nach DIN VDE 0298‑4, DIN VDE 0100‑430, DIN VDE 0100‑410 und DIN VDE 0100‑540 und erzeugt daraus unmittelbar ein druckfertiges, herstellerneutrales Übergabedokument für den Kunden – mit Empfehlung, Annahmen, rechnerischem Nachweis, Abschaltnachweis, Bestell- und Verlegeangaben sowie rechtlichem Hinweis und Unterschriftenfeld.
Hintergrund: Krantz (Clean Air Solutions) liefert Anlagen (RTO / LBC / EVOS). Die Zuleitung vom Übergabepunkt bzw. Trafo zur Anlage beschafft und verlegt der Kunde selbst. Das Tool liefert ihm dafür eine nachvollziehbare, auf seine Anlage bezogene Auslegung – ohne einen bestimmten Kabelhersteller vorzuschreiben.
Abgedeckter Umfang
- Drehstrom 3~ 400 V (Nennspannung frei eingebbar), Leiterwerkstoff Kupfer
- Leitungsbauarten: NYY‑J (PVC, starr, 0,6/1 kV) einschließlich Erdverlegung (Verlegeart D1 im Rohr / D2 direkt), H07RN‑F (Gummi, feindrähtig, 450/750 V), H07BQ‑F (EPR + PUR‑Mantel, feindrähtig, 450/750 V), NSSHÖU (schwere Gummischlauchleitung, 0,6/1 kV), NSGAFÖU (feindrähtige Einzelader, 1,8/3 kV)
- NYY‑J-Verlegearten B1, B2, C, E (bis 70 mm²), D1, D2
- Umgebungs- bzw. Erdbodentemperatur, Häufung, 3 oder 4 belastete Adern, Parallelverlegung
- Überlastschutz wahlweise durch die Vorsicherung selbst oder durch ein Gerät (Hauptschalter) am Leitungsende, inkl. Selektivitätsbetrachtung
- Spannungsfallnachweis, optionaler Abschaltnachweis (Schutz bei indirektem Berühren) und Kurzschlussfestigkeitsnachweis (k²S²) der Leitung
Noch nicht abgedeckt
- XLPE/N2XH (VPE‑Isolierung, 90 °C): im Auswahlfeld sichtbar, aber deaktiviert und als „in Vorbereitung" markiert – für die 3‑adrigen 90 °C‑Belastbarkeitswerte liegt derzeit keine frei zitierbare, für ein Kundendokument taugliche Quelle vor
- Aluminium als Leiterwerkstoff (nur Kupfer hinterlegt)
- Einphasige Netze (nur Drehstrom 3~ gerechnet)
- NYY‑J Verlegeart E oberhalb 70 mm² (Tabellenwerte 95–240 mm² nicht hinterlegt – das Tool zeigt in diesem Fall „Belastbarkeit … nicht hinterlegt")
- Feste bzw. gebündelte Verlegung von H07RN‑F / H07BQ‑F (DIN VDE 0298‑4 Tab. 13, niedrigere Werte) – hinterlegt ist nur die Belastbarkeit „frei in Luft / auf dem Boden" nach Tab. 11
2. Bedienung
Die Oberfläche ist zweigeteilt: links das Eingabepane mit allen Parametern in nummerierten Abschnitten, rechts das Ergebnispane mit Kennzahlen, Status‑Chips und dem vollständigen Ausgabedokument. Jede Änderung an einem Eingabefeld löst sofort eine Neuberechnung aus – es gibt keinen separaten „Berechnen"-Button, das Dokument aktualisiert sich live.
- Theme‑Umschalter (Sonnen-/Mond-Symbol oben rechts): wechselt zwischen hellem und dunklem Erscheinungsbild; ohne Auswahl folgt die Seite der Systemeinstellung des Browsers.
- Zurücksetzen (Pfeil-Symbol oben rechts): löscht den lokal gespeicherten Eingabestand und lädt die Seite mit den Werkseinstellungen neu.
- Drucken / PDF: öffnet den Systemdruckdialog. Für den Druck wird das Eingabepane sowie alle Kennzahlen-/Chip-Flächen ausgeblendet, es erscheint ausschließlich das Dokument in einem für DIN A4 optimierten Layout.
- Projekte (Server): ein zusätzliches Panel oberhalb der Eingaben, das nur erscheint, wenn beim Laden der Seite eine Backend‑API unter
api/healtherreichbar ist (Standalone‑Nutzung ohne Server bleibt möglich – das Panel bleibt dann einfach ausgeblendet). Ist die API vorhanden, lassen sich Projekte darüber speichern (neu anlegen), aus der Liste laden, unter demselben Datensatz aktualisieren und wieder löschen. Unabhängig davon merkt sich der Browser den zuletzt bearbeiteten Stand automatisch im lokalen Speicher (localStorage) und stellt ihn beim nächsten Öffnen wieder her.
3. Eingabefelder
Projekt & Kopf
| Feld | Bedeutung | Einheit / Standard | Wirkung der Änderung |
|---|---|---|---|
| Gespeicherte Projekte | Auswahlliste bereits gespeicherter Projekte (nur sichtbar bei erreichbarer Server‑API) | – | Wählt den Datensatz für „Laden"/„Aktualisieren"/„Löschen" |
| Bezeichnung | Name, unter dem ein Projekt gespeichert wird | Text | Titel des Server‑Datensatzes; ohne Eingabe wird „Projekt/Anlage" bzw. „Projekt" verwendet |
| Projekt / Anlage | Anlagenbezeichnung, erscheint im Dokumentenkopf | Text, Vorgabe „RTO Abluftreinigung – Typ EVOS" | Nur Beschriftung, keine Rechenwirkung |
| Projekt‑Nr. | Interne Projektnummer | Text, leer | Nur Beschriftung |
| Kunde | Name des Kunden | Text, leer | Nur Beschriftung |
| Bearbeiter | Ersteller des Nachweises | Text, Vorgabe „Christian Moormann" | Erscheint im Unterschriftenfeld „Erstellt —" |
| Firma | Absenderfirma | Text, Vorgabe „Krantz GmbH" | Rechter Kopfbereich des Dokuments |
| Zusatz | Geschäftsbereich | Text, Vorgabe „Clean Air Solutions" | Rechter Kopfbereich des Dokuments |
| Ort | Firmensitz | Text, Vorgabe „Aachen" | Rechter Kopfbereich des Dokuments |
1 – Anlage & Netz
| Feld | Bedeutung | Einheit / Standard | Wirkung der Änderung |
|---|---|---|---|
| Eingabe der Last über | Umschalter: Last als Leistung oder direkt als Strom eingeben | „Leistung (kW)" oder „Nennstrom (A)" | Blendet das jeweils passende Feld ein/aus und ändert, wie I_b berechnet wird |
| Wirkleistung P | Anschlussleistung der Anlage (nur im Modus „Leistung") | kW, Vorgabe 45 | Geht in I_b = P / (√3·U·cos φ) ein |
| Leistungsfaktor cos φ | Verschiebungsfaktor der Last | –, Vorgabe 0,85 | Geht in I_b (Leistungsmodus) und in jedem Fall in den Spannungsfall ein |
| Nennstrom / Betriebsstrom I_b | Direkt vorgegebener Betriebsstrom, z. B. vom Typenschild (nur im Modus „Nennstrom") | A, Vorgabe 76 | Wird unverändert als I_b übernommen; cos φ wird dennoch für den Spannungsfall benötigt |
| Nennspannung (Außenleiter, 3~) | Netzspannung nach dem Trafo | V, Vorgabe 400 | Basis für I_b, Spannungsfallprozent und die Bemessungsspannungsprüfung der Leitungsbauart |
2 – Zuleitung & Verlegung
| Feld | Bedeutung | Einheit / Standard | Wirkung der Änderung |
|---|---|---|---|
| Leitungslänge L (einfach) | Trassenlänge Übergabepunkt → Anlage, einfache Strecke | m, Vorgabe 45 | Geht in Spannungsfall, Schleifenimpedanz und Bestellangabe „Länge" ein |
| Leiterwerkstoff | Werkstoff der Leiter | fest „Kupfer" | Derzeit ohne Wirkung – Aluminium ist nicht hinterlegt |
| Leitungsbauart | NYY‑J / H07RN‑F / H07BQ‑F / NSSHÖU / NSGAFÖU (N2XH/VPE deaktiviert) | Vorgabe NYY‑J | Bestimmt Belastbarkeitstabelle, Leitertemperatur, k‑Faktor, Bemessungsspannung, Schutzleiterregel und ob eine wählbare Verlegeart (nur NYY‑J) oder eine feste Bauart‑eigene Verlegung gilt; setzt „k" und den Temperaturzuschlag in den Erweiterten Annahmen automatisch neu |
| Verlegeart nach DIN VDE 0298‑4 | B1, B2, C, E, D1, D2 – nur bei NYY‑J wählbar, bei den anderen Bauarten ausgegraut (dort gilt eine feste Bauart‑eigene Verlegung: H07RN‑F/H07BQ‑F „frei in Luft/auf dem Boden", NSSHÖU „auf/an Flächen", NSGAFÖU „frei in Luft, Einzelader") | Vorgabe C | Wählt die Belastbarkeits‑Spalte der Bauart; D1/D2 schalten den Erdverlegungsmodus (eigene Referenztemperatur, eigene Korrekturfaktoren) frei |
| Erdbodentemperatur | Bodentemperatur am Verlegeort (nur sichtbar bei NYY‑J + D1/D2) | 10–40 °C, Vorgabe 20 °C (Referenz) | Bestimmt den Umrechnungsfaktor f_ϑ,Erde anstelle des Luft‑f_ϑ |
| Spez. Erdbodenwärmewiderstand | Wärmewiderstand des Erdreichs am Verlegeort | 1,0–3,0 K·m/W, Vorgabe 2,5 (Referenz) | Bestimmt den Umrechnungsfaktor f_ρ, multiplikativ mit f_ϑ,Erde |
3 – Umgebung & Häufung
| Feld | Bedeutung | Einheit / Standard | Wirkung der Änderung |
|---|---|---|---|
| Umgebungstemperatur | Lufttemperatur am Verlegeort (nicht sichtbar bei Erdverlegung – dort gilt die Erdbodentemperatur) | 10–60 °C, Vorgabe 30 °C (Referenz) | Bestimmt den Umrechnungsfaktor f_ϑ aus der zur Leitertemperatur der Bauart passenden Tabelle; erreicht/übersteigt sie die zulässige Leitertemperatur, meldet das Tool „keine Auslegung möglich" |
| Gehäufte Stromkreise | Anzahl gemeinsam geführter Stromkreise am Verlegeort | 1–10, Vorgabe 1 (keine Häufung) | Bestimmt den Häufungsfaktor f_H; bei Parallelverlegung wird stattdessen das Maximum aus dieser Zahl und der Kabelzahl n verwendet |
| Gleichzeitig belastete Adern | 3 (symmetrischer Drehstrom) oder 4 (mit belastetem Neutralleiter/Oberschwingungen) | Vorgabe 3 | Bei 4 wird zusätzlich der Reduktionsfaktor 0,84 auf die Belastbarkeit angewendet |
4 – Parallelverlegung
| Feld | Bedeutung | Einheit / Standard | Wirkung der Änderung |
|---|---|---|---|
| Kabel je Außenleiter | Anzahl parallel geführter Kabel/Adern je Außenleiter | automatisch / 1 / 2 / 3 / 4, Vorgabe „automatisch" | Bei „automatisch" erhöht das Tool die Kabelzahl n selbstständig (bis maximal 4), sobald der Einzelquerschnitt den Grenzquerschnitt überschreiten würde oder die Tabelle für den nötigen Querschnitt keinen Wert liefert; bei fester Vorgabe wird genau diese Kabelzahl gerechnet |
| Grenzquerschnitt für „automatisch" | Querschnitt, ab dem im Automatikmodus auf mehrere Kabel aufgeteilt wird | 120 / 150 / 185 / 240 mm², Vorgabe 240 mm² | Steuert, ab welchem Einzelquerschnitt die Eskalation auf n > 1 einsetzt |
5 – Schutzorgan & Spannungsfall
| Feld | Bedeutung | Einheit / Standard | Wirkung der Änderung |
|---|---|---|---|
| Überlastschutz der Zuleitung durch | „die Vorsicherung selbst (I_n ≤ I_z)" oder „Gerät am Leitungsende (Hauptschalter mit Überstromauslösung)" | Vorgabe „Vorsicherung selbst" | Schaltet den Querschnitts‑Nachweismodus um (siehe Abschnitt Berechnung) und blendet bei „Gerät am Leitungsende" die Felder Hauptschalter, I_r und I_s ein |
| Hauptschalter (Vorlage) | Dropdown mit den Krantz‑Standard‑Leistungsschaltern Siemens SENTRON 3VA1…‑5EF32‑0AA0 (55 kA, TM240), nur bei Überlastschutz durch Endgerät sichtbar | „— manuell —" oder eine der Baugrößen 100–1000 A (Frame 100/160/250/400/630/1000 – 1000 A ist laut Siemens‑Produktübersicht der größte Bemessungsstrom der Baureihe 3VA1; für größere Ströme wäre die Baureihe 3VA2/3VA5 nötig) | Setzt I_r automatisch auf den Bemessungsstrom I_n des gewählten Schalters und – soweit in der Siemens‑„Selectivity Tables" 04/2024 hinterlegt – die Selektivitätsgrenze I_s zur passenden vorgeschalteten gG‑Sicherung; für nicht hinterlegte Kombinationen (u. a. alle Baugrößen ≥ 630 A) bleibt I_s leer → Herstellertabelle |
| Auslösestrom Hauptschalter I_r | Bemessungs‑/Einstellstrom der Überstromauslösung des Hauptschalters | A, Vorgabe 200 | Prüfgröße für I_b ≤ I_r sowie Basis der Selektivitäts‑Richtwertformel 1,6·I_r; manuelle Eingabe setzt die Hauptschalter‑Auswahl auf „manuell" zurück |
| Selektivitätsgrenze I_s | Grenzwert aus der Herstellerselektivitätstabelle, bis zu dem Vorsicherung und Hauptschalter selektiv sind | kA, optional, leer = nur Prüfhinweis | Ist das Feld gefüllt, prüft das Tool I_k am Schienensystem (≈ I_k am Leitungsende) ≤ I_s als echten Nachweis; sonst erscheint nur der Hinweis, die Herstellertabelle zu prüfen; Werte sind auch nach Auswahl eines Hauptschalters manuell überschreibbar |
| Schutzeinrichtung | NH/gG‑Sicherung oder LS‑Schalter Typ B/C/D | Vorgabe gG | Wählt die Normstromreihe (gG oder LS) für I_n, den k‑Faktor der Abschaltbewertung (LS: k·I_n) bzw. die gG‑Sonderprüfung I_2 ≤ 1,45·I_z |
| Bemessungsstrom I_n | Bemessungs‑/Auslösestrom der Vorsicherung | Normreihe je nach Schutzeinrichtung; automatischer Vorschlag = kleinster Wert ≥ Mindestbedarf | Direkte Eingangsgröße der Querschnittskoordination; wird bei manueller Änderung „gemerkt" und nicht mehr automatisch nachgeführt, bis Schutzeinrichtung oder Überlastschutz‑Modus gewechselt werden |
| Zulässiger Spannungsfall | Grenzwert für den Spannungsfall über die Zuleitung | %, Vorgabe 3 (üblich für Kraftstromkreise, max. 4 ab Übergabepunkt) | Kann den erforderlichen Querschnitt zusätzlich zur Strombelastbarkeit anheben |
| Auslegungsreserve | Zusätzlicher Puffer auf die erforderliche Strombelastbarkeit, damit im Kabel nach der Auslegung noch Reserve bleibt (z. B. für spätere Lasterhöhung); auch als „Sicherheit" bezeichnet | 0 / 5 / 10 / 15 / 20 / 25 %, Vorgabe 10 % | Das Tool sucht den kleinsten Querschnitt, dessen I_z den rechnerischen Bedarf (I_n bzw. I_b) um mindestens diesen Prozentsatz übersteigt; die tatsächlich erreichte Reserve (durch die Normquerschnitt‑Stufung meist etwas höher als das Ziel) wird im Nachweis ausgewiesen |
6 – Abschalt- & Kurzschlussnachweis (optional)
| Feld | Bedeutung | Einheit / Standard | Wirkung der Änderung |
|---|---|---|---|
| Prospektiver Kurzschlussstrom am Übergabepunkt | Vom Netzbetreiber/Kunden erfragter Kurzschlussstrom L‑PE am Einspeisepunkt | kA, Vorgabe 8; leer = beide Nachweise (Abschaltung und k²S²) werden übersprungen | Basis für Schleifenimpedanz, Kurzschlussfestigkeit der Leitung und – im Endgerät‑Modus – die Selektivitäts‑Ik‑Prüfung |
| Schutzleiter PE‑Querschnitt | „automatisch" (Regel S_PE aus S) oder „= Außenleiter" (voller Querschnitt) | Vorgabe automatisch | Bei NYY‑J mit „automatisch" gilt die S/2‑Regel (aufgerundet); bei den feindrähtigen Bauarten oder bei „= Außenleiter" wird stets der volle Außenleiterquerschnitt als PE geführt |
| Geforderte Abschaltzeit t_a | Zulässige Abschaltzeit nach DIN VDE 0100‑410 | 5 s (Verteilungs‑/Zuleitung) oder 0,4 s (Endstromkreis ≤ 400 V), Vorgabe 5 s | Bestimmt den gG‑Richtwertmultiplikator (5·I_n bzw. 14·I_n) und den Referenzwert für den k²S²‑Nachweis, wenn keine Ausschaltzeit t_f eingetragen ist |
| Auslösestrom I_a Vorsicherung | Auslösestrom der gG‑Kennlinie bei t_a, aus dem Herstellerdatenblatt | A, optional; leer = Richtwert ≈ 5·I_n (5 s) bzw. 14·I_n (0,4 s) | Ist das Feld gefüllt, wird die Abschaltbedingung als harter Nachweis I_k,min ≥ I_a bewertet; bei LS‑Schaltern wird I_a automatisch aus k·I_n berechnet und das Feld ist ohne Wirkung |
| Ausschaltzeit Vorsicherung bei I_k,max | Ausschaltzeit aus der Sicherungskennlinie beim maximalen Kurzschlussstrom I_k,max (am Leitungsanfang) | ms, optional | Ist das Feld gefüllt, wird der k²S²‑Nachweis exakt gegen t_zul ≥ t_f geführt; sonst greift bei gG mit I_k,max ≥ 14·I_n der 0,4 s‑Richtwert, ansonsten t_zul ≥ t_a |
Erweiterte Annahmen
Ein einklappbarer Bereich mit Rechenkonstanten, die nach gängiger Praxis vorbelegt sind, aber überschrieben werden können. Änderungen erscheinen im Nachweisdokument.
| Feld | Bedeutung | Einheit / Standard | Wirkung der Änderung |
|---|---|---|---|
| Leitwert γ (Cu) | Elektrische Leitfähigkeit von Kupfer bei 20 °C | m/(Ω·mm²), Vorgabe 56 | Geht in Spannungsfall und Schleifenwiderstand (R′ = 1/(γ·S)) ein |
| Reaktanzbelag X′ | Induktiver Belag je Ader, relevant ab 50 mm² | mΩ/m, Vorgabe 0,08 | Fließt ab 50 mm² zusätzlich zum Wirkanteil in den Spannungsfall ein (X′·sin φ) |
| c‑Faktor (I_k,min) | Spannungsfaktor zur Ermittlung des minimalen Kurzschlussstroms | –, Vorgabe 0,95 | Multiplikator in I_k,min = c·U₀/Z_s des Abschaltnachweises |
| k (Leitung, k²S²) | Adiabatischer Materialfaktor für die Kurzschlussfestigkeit der Leitung | Vorgabe 115 (wird bei Bauartwechsel automatisch auf den bauartspezifischen Wert – Cu/PVC 115, Cu/Gummi 60 °C 141, Cu/EPR 90 °C 143 – zurückgesetzt) | Direkter Faktor im k²S²‑Nachweis |
| Temperaturzuschlag Schleifenimpedanz | Faktor auf den Widerstand der betriebswarmen Leiter | Vorgabe 1,20 (bauartabhängig, wird bei Bauartwechsel mitgesetzt) | Erhöht R_L und R_PE im Abschaltnachweis gegenüber dem kalten Leiterwiderstand |
Zusätzlich zeigt der Bereich „Datenbasis (Quellen)" schreibgeschützt die im Tool hinterlegten Belastbarkeits‑, Umrechnungs‑ und Häufungswerte samt Quellenkürzeln – siehe Abschnitt 5.
4. Berechnung
Alle Schritte laufen bei jeder Eingabe vollständig neu ab (Funktion compute()). Die Reihenfolge:
Betriebsstrom I_b
- Eingabe als Leistung: I_b = P / (√3 · U · cos φ)
- Eingabe als Strom: I_b wird unverändert übernommen
Zulässige Strombelastbarkeit I_z
I_z = n · I_z,tab · f_ϑ · f_H (· f_Adern · f_Bündel)
- I_z,tab – Tabellenwert aus der Belastbarkeitstabelle der gewählten Leitungsbauart und Verlegeart/-position (bei NYY‑J abhängig von B1/B2/C/E/D1/D2; bei den übrigen Bauarten aus ihrer jeweils fest hinterlegten Belastbarkeitstabelle)
- f_ϑ – Umrechnungsfaktor für Umgebungstemperatur (Luft) bzw. bei Erdverlegung f_ϑ,Erde · f_ρ (Erdbodentemperatur × spezifischer Wärmewiderstand); erreicht die Temperatur die zulässige Leitertemperatur der Bauart, liefert die Tabelle keinen Wert mehr und das Tool meldet „keine Auslegung möglich"
- f_H – Häufungsfaktor, ausgewertet über das Maximum aus „Gehäufte Stromkreise" und der tatsächlichen Parallelkabelzahl n
- f_Adern – 0,84 bei 4 gleichzeitig belasteten Adern, sonst 1
- f_Bündel – 0,70 nur bei NSGAFÖU (fünf gebündelte Einzeladern), sonst 1
- n – Zahl der parallel geführten Kabel/Adern je Außenleiter (siehe Parallelverlegung)
Querschnitt-Koordination (DIN VDE 0100‑430)
Das Tool sucht den kleinsten Normquerschnitt, der alle geltenden Bedingungen erfüllt:
- Überlastschutz durch die Vorsicherung (Standard): I_b ≤ I_n ≤ I_z. Bei gG‑Sicherungen geht zusätzlich die 1,45‑Regel bereits in die Querschnittswahl ein: erforderlich ist I_z ≥ max(I_n; 1,6·I_n / 1,45) ≈ 1,103·I_n, da bei gG I_2 = 1,6·I_n gilt (bei LS ist I_2 = 1,45·I_n automatisch erfüllt).
- Überlastschutz durch ein Gerät am Leitungsende (Hauptschalter mit Überstromauslösung, DIN VDE 0100‑430 §433.3): Die Vorsicherung ist dann reiner Kurzschlussschutz, die I_n≤I_z- und die 1,45‑Bedingung entfallen; es zählt nur I_b ≤ I_z. Zusätzlich wird I_b ≤ I_r (Hauptschalter) sowie die Selektivität geprüft.
- Spannungsfall ≤ zulässigem Wert – erfordert er einen größeren Querschnitt als die Belastbarkeit, wird dieser übernommen.
- Parallelverlegung: Überschreitet der so ermittelte Einzelquerschnitt den gewählten Grenzquerschnitt (oder liefert die Tabelle für keinen Querschnitt einen ausreichenden Wert), erhöht das Tool im Automatikmodus die Kabelzahl n (bis maximal 4) und rechnet die Belastbarkeit, den Spannungsfall und den Häufungsfaktor mit dem neuen n neu, bis der Einzelquerschnitt wieder unter dem Grenzquerschnitt liegt oder n = 4 erreicht ist.
- Auslegungsreserve: Die Belastbarkeits‑Bedingung (I_n ≤ I_z bzw. I_b ≤ I_z) wird nicht gegen den reinen Bedarf, sondern gegen Bedarf × (1 + Auslegungsreserve) geprüft – Vorgabe 10 %. Dadurch wählt das Tool ggf. einen größeren Querschnitt, sodass im Betrieb Reserve bleibt. Die harten Nachweise (I_n ≤ I_z, gG‑1,45‑Regel usw.) bleiben unverändert gegen den tatsächlichen Bedarf bewertet – die Reserve ist ein zusätzlicher Sicherheitsaufschlag auf die Querschnittswahl, kein eigenes Prüfkriterium.
Der Bemessungsstrom I_n wird automatisch als kleinster verfügbarer Normwert ≥ Betriebsstrom (bzw. ≥ 1,6·I_r/1,05 im Endgerät‑Modus, als Selektivitäts‑Richtwert) vorgeschlagen und bleibt bei manueller Änderung erhalten, bis Schutzeinrichtung oder Überlastschutz‑Modus gewechselt werden.
Spannungsfall
- Bis unter 50 mm² (rein ohmsch): Δu = √3 · I_b · L · R′ · cos φ / n, mit R′ = 1/(γ·S)
- Ab 50 mm² zusätzlich mit Blindanteil: Δu = √3 · I_b · L · (R′·cos φ + X′·sin φ) / n
- Bewertet als Δu/U in Prozent gegen den zulässigen Spannungsfall
- Vereinfachung: γ wird bei 20 °C (nicht betriebswarm) angesetzt – konservativ für den Nachweis, im Dokument als Rechenannahme ausgewiesen
Schutzleiterquerschnitt S_PE
Bei NYY‑J mit PE‑Einstellung „automatisch" gilt die S/2‑Regel: S ≤ 16 mm² → S_PE = S; 16 < S ≤ 35 mm² → S_PE = 16 mm²; S > 35 mm² → S_PE = S/2, aufgerundet auf den nächsten Normquerschnitt. Bei den feindrähtigen Bauarten (H07RN‑F, H07BQ‑F, NSSHÖU, NSGAFÖU) sowie bei PE‑Einstellung „= Außenleiter" wird stets der volle Außenleiterquerschnitt als PE geführt.
Kurzschlussfestigkeit der Leitung (k²S², DIN VDE 0100‑430)
Nur wenn ein Kurzschlussstrom am Übergabepunkt angegeben ist. Adiabatisch: t_zul = (k · S · n / I_k,max)² ist die zulässige Ausschaltzeit der Leitung, wobei I_k,max der Kurzschlussstrom am Übergabepunkt (worst case am Leitungsanfang, ohne Leitungsimpedanz) ist. Die Bewertung erfolgt in dieser Reihenfolge:
- Ist eine Ausschaltzeit t_f der Vorsicherung bei I_k,max angegeben: erfüllt, wenn t_zul ≥ t_f.
- Sonst bei gG mit I_k,max ≥ 14·I_n: Richtwert t_f ≈ 0,4 s (DKE‑Erläuterung zu VDE 0100‑410: „ca. > 14·I_n → < 0,4 s"), erfüllt wenn t_zul ≥ 0,4 s.
- Sonst hinreichend: t_zul ≥ t_a, da die Vorsicherung I_k,max spätestens in t_a klärt (bei dem größeren I_k,max schneller als bei dem kleineren I_k am Leitungsende, für das t_a gilt).
- Ist auch das nicht erfüllt, erscheint ein neutraler Hinweis „Ausschaltzeit bei I_k,max gegen Kennlinie prüfen" – kein hartes Fehlerkriterium.
Abschaltnachweis – Schutz bei indirektem Berühren (TN‑System)
Ebenfalls nur mit angegebenem I_k am Übergabepunkt und L > 0:
- Vorimpedanz Z_V = U₀ / I_k (U₀ = U/√3)
- Schleifenwiderstand der Zuleitung: R_L = (L/(γ·S·n))·Temperaturzuschlag, R_PE = (L/(γ·S_PE·n))·Temperaturzuschlag, Z_Leitung = R_L + R_PE
- Z_s = Z_V + Z_Leitung; minimaler Kurzschlussstrom am Anlagenende I_k,min = c · U₀ / Z_s
- LS‑Schalter: Bewertung I_k,min ≥ I_a mit I_a = k·I_n (k = 5/10/20 für Typ B/C/D)
- gG‑Sicherung: Ist I_a (aus der Herstellerkennlinie) eingetragen, gilt der harte Nachweis I_k,min ≥ I_a. Ist das Feld leer, verwendet das Tool den Richtwert I_a ≈ 5·I_n (t_a = 5 s) bzw. 14·I_n (t_a = 0,4 s). Ein Nichterfüllen mit dem Richtwert blockiert die Gesamtbeurteilung nicht, sondern erscheint als Warnung „Herstellerkennlinie prüfen bzw. t_a = 5 s"; erfüllt der Richtwert, gilt der Nachweis als geführt.
Selektivitätsprüfung (nur Überlastschutz durch Endgerät)
- Überlast‑Selektivität: Richtwert I_n ≥ 1,6·I_r (nächste Normgröße, ~5 % Toleranz) als Grobkriterium; der automatische gG‑Vorschlag wählt bereits die kleinste Normgröße ≥ 1,6·I_r. Verbindlich bleibt die I²t‑Staffelung gegen die Selektivitätstabelle des Herstellers.
- Kurzschluss‑Selektivität: Ist die Selektivitätsgrenze I_s (aus der Hauptschalter‑Vorlage oder manuell) angegeben, prüft das Tool I_k am Schienensystem (≈ I_k am Leitungsende, aus dem Abschaltnachweis bzw. andernfalls dem Ik am Übergabepunkt) ≤ I_s als echten Nachweis; ohne I_s erscheint nur der Hinweis, die Herstellertabelle zu prüfen.
Zusätzlich prüft das Tool durchgängig die Bemessungsspannung der Bauart (Netzspannung ≤ zulässige Spannung der Leitung) und, bei Erdverlegung, dass die Verlegeart überhaupt für die gewählte Bauart zulässig ist (nur NYY‑J).
5. Angenommene Werte & Richtwerte
Jeder im Tool verwendete Zahlenwert ist im aufklappbaren Bereich „Datenbasis (Quellen)" offengelegt und in docs/normbasis.md mit Quelle, Tabelle und Referenztemperatur dokumentiert. Status „verifiziert" bedeutet: durch mindestens zwei unabhängige, frei zugängliche Quellen deckungsgleich belegt. Status „Richtwert / zu bestätigen" bedeutet: plausibel und im Tool konservativ angesetzt, aber (noch) nicht gegen die kostenpflichtige Originalnorm oder eine zweite unabhängige Quelle abgeglichen.
| Größe | Wert | Quelle | Status |
|---|---|---|---|
| Leitwert γ (Cu, 20 °C) | 56 m/(Ω·mm²) | üblicher Praxiswert für den Spannungsfall-Nachweis | offen (57 als Alternative im Raum, betriebswarm niedriger) |
| Reaktanzbelag X′ (ab 50 mm²) | 0,08 mΩ/m je Ader | Herstellerkatalog / VDE 0100‑520 Beiblatt 3 (Quelle noch zu beschaffen) | offen |
| c‑Faktor (I_k,min) | 0,95 | VDE 0102 / IEC 60909, 230/400 V | zu bestätigen |
| k, adiabatisch (k²S²) | Cu/PVC 115 · Cu/Gummi 60 °C 141 · Cu/EPR 90 °C 143 | DIN VDE 0100‑430 | zu bestätigen |
| Referenztemperatur Luft | 30 °C | IEC 60364‑5‑52 / DIN VDE 0298‑4 | Normreferenz |
| Referenz Erdverlegung | 20 °C Erdboden, 2,5 K·m/W, 0,7 m Tiefe | IEC 60364‑5‑52 Tab. B.52.4 (D1/D2) | verifiziert (Tabellenwerte) |
| f_ϑ Luft, PVC 70 °C | Tabelle 10–60 °C, z. B. 30→1,00 · 40→0,87 · 50→0,71 | IEC 60364‑5‑52 Tab. B.52.14 | verifiziert (3 Quellen: ecalpro, ABB, Baseline) |
| f_ϑ Luft, Gummi 60 °C | Tabelle 10–55 °C, z. B. 30→1,00 · 40→0,82 | ABB 2CDC401002D0106 Tab. 5 | verifiziert |
| f_ϑ Luft, EPR/XLPE 90 °C | Tabelle 10–80 °C, z. B. 30→1,00 · 40→0,91 · 50→0,82 | IEC 60364‑5‑52 Tab. B.52.14 | verifiziert (3 Quellen) |
| f_ϑ,Erde (Ref. 20 °C, PVC) | 10→1,10 · 20→1,00 · 30→0,89 · 40→0,77 | IEC 60364‑5‑52 Tab. B.52.15 (aus dem Gedächtnis reproduziert) | zu bestätigen |
| f_ρ, spez. Erdbodenwärmewiderstand (Ref. 2,5 K·m/W) | 1,0→1,18 · 2,5→1,00 · 3,0→0,96 | IEC 60364‑5‑52 Tab. B.52.16, Quelle ecalpro | verifiziert |
| f_H, gebündelt einlagig (Häufung) | 1→1,00 · 2→0,80 · 3→0,70 · 4→0,65 … 10→0,48 | IEC 60364‑5‑52 Tab. B.52.17 / DIN VDE 0298‑4 Tab. 22 | verifiziert (3 Quellen) |
| Häufung im Erdgraben (mehrere Kreise) | im Tool pauschal f_H = 1 angesetzt | IEC 60364‑5‑52 Tab. B.52.18/B.52.19, nicht hinterlegt | gesondert zu bewerten |
| Reduktionsfaktor 4 belastete Adern | 0,84 | IEC 60364‑5‑52 §523.6 / Anhang E | zu bestätigen |
| NSGAFÖU‑Bündelfaktor | 0,70 (5 Einzeladern, Drehstrom gebündelt) | linzi.hu / DIN VDE 0298‑4 | verifiziert (2 Quellen: linzi.hu, TKD) |
| I_2/I_n bei gG‑Sicherung | 1,6 | IEC 60269‑1 | verifiziert |
| gG I_a‑Richtwerte | ≈ 5·I_n bei t_a = 5 s · ≈ 14·I_n bei t_a = 0,4 s | DIN VDE 0100‑410 Beiblatt 2 / IEC 60269‑1 (gG‑Kennlinienband, konservativ; belegte Beispiele gG 25→110 A, gG 32→150 A bei 5 s) | Richtwert – ersetzt nicht die Herstellerkennlinie |
| Selektivitäts‑Richtwert Vorsicherung ↔ Hauptschalter | I_n ≥ 1,6·I_r | Grobkriterium, verbindlich ist die I²t‑Staffelung des Herstellers | Richtwert |
| Schutzleiterregel S_PE (S/2) | S ≤ 16 → S_PE = S · 16 < S ≤ 35 → S_PE = 16 · S > 35 → S_PE = S/2 (aufgerundet) | IEC 60364‑5‑54 Tab. 54.2 / DIN VDE 0100‑540 | zu verifizieren |
| Belastbarkeitstabellen I_z,tab (NYY‑J B1/B2/C/E/D1/D2, H07RN‑F/H07BQ‑F, NSSHÖU, NSGAFÖU) | siehe Datenbasis‑Panel im Tool | DIN VDE 0298‑4 / IEC 60364‑5‑52, 3 belastete Adern, Kupfer | überwiegend verifiziert (Details je Bauart im Panel; NYY‑J E nur bis 70 mm² belegt, NSSHÖU zweite Quelle offen) |
| Siemens 3VA1 ↔ gG Selektivitätsgrenzen I_s | z. B. 3VA1220 (200 A) + gG 315 → 6,6 kA · + gG 355 → 9,5 kA | Siemens „Selectivity Tables" 04/2024 (3NA gG ↔ 3VA1, 230/400 V) | nur für belegte Kombinationen hinterlegt, sonst leer → Herstellertabelle; alle Werte manuell überschreibbar |
| Hauptschalter‑Baugrößen 3VA1 630/800/1000 A (3VA1463/3VA1580/3VA1510‑5EF32‑0AA0) | 630 A / 800 A (I_r 560–800 A) / 1000 A (I_r 700–1000 A), je 55 kA | Siemens Produktdatenblätter (Industry Mall / RS Components), 1000 A als Maximum der Baureihe 3VA1 laut Siemens‑Produktübersicht | verifiziert (Herstellerdatenblatt); I_s zu diesen Baugrößen nicht hinterlegt → Herstellertabelle |
| Auslegungsreserve (Standardwert) | 10 % | Krantz‑interne Vorgabe (Anwenderrückmeldung) | Vorgabe, in 5‑%‑Schritten 0–25 % wählbar, kein Normwert |
6. Das Ausgabedokument
Rechts entsteht parallel zu den Eingaben das druckfertige Dokument. Es gliedert sich wie folgt:
- Kopf: Dokumenttitel „Zuleitung zur Anlage — Auslegung & Verlegevorgabe" mit der Kennzeichnung „Technischer Nachweis · Elektro‑Zuleitung" sowie rechts Firma, Zusatz und Ort des Bearbeiters.
- Kopfdaten: Projekt/Anlage, Projekt‑Nr., Kunde, Bearbeiter, Datum und eine zusammenfassende Gesamtbeurteilung („alle Nachweise erfüllt" oder „siehe Hinweise").
- Empfehlung: hervorgehobener Block mit dem empfohlenen Kabeltyp inkl. Querschnitt (und ggf. Parallelanzahl), der Leitungsbauart, den geführten Adern, der gewählten Vorsicherung sowie dem Schutzleiterquerschnitt. Ist keine Auslegung möglich (Umgebungstemperatur ≥ zulässige Leitertemperatur), erscheint hier stattdessen ein deutlich hervorgehobener Fehlerhinweis.
- Zugrunde gelegte Annahmen: tabellarisch Netzform/Spannung, Anschlussleistung bzw. Betriebsstrom, Leitungslänge, Leitungsbauart, Verlegeart, belastete Adern/Leitertemperatur, Umgebungs- bzw. Erdbodenbedingungen mit Korrekturfaktoren, Art des Überlastschutzes, zulässiger Spannungsfall, Auslegungsreserve und die verwendeten Rechenannahmen (γ, X′, c, k).
- Rechnerischer Nachweis: Tabelle mit jedem geprüften Kriterium (I_b, I_n, I_z, Auslegungsreserve, Korrekturfaktoren, ggf. I_r/Selektivität im Endgerät‑Modus, gG‑1,45‑Bedingung, Spannungsfall, k²S²) jeweils mit Wert, Bedingung und Bewertung „erfüllt"/„NICHT erfüllt"/Hinweis.
- Abschaltnachweis: eigener Tabellenblock mit Schleifenimpedanzen, minimalem Kurzschlussstrom am Anlagenende, erforderlichem Auslösestrom I_a und der Abschaltbedingung – oder, falls kein I_k angegeben wurde, ein Hinweistext, dass Abschalt- und Kurzschlussfestigkeitsnachweis vom Errichter anhand der tatsächlichen Netzverhältnisse zu führen sind.
- Bestellangaben für den Kunden: Kabeltyp/Querschnitt (oder gleichwertig), Zuschnittlänge inkl. Reservehinweis, Vorsicherung/Schutzorgan am Einspeisepunkt, Schutzleiterquerschnitt.
- Hinweise zur Verlegung: bauart- und fallabhängige Punkte (z. B. Erdverlegungs-Tiefenbezug, Nicht‑Erdverlegbarkeit bestimmter Bauarten, Selektivitäts- und Schaltvermögens‑Hinweis im Endgerät‑Modus, Gleichlaufhinweis bei Parallelkabeln, Biegeradien/Brandabschottung, Prüfpflicht durch die Elektrofachkraft).
- Rechtlicher Hinweis: generischer, sich automatisch an die Annahmen anpassender Disclaimer, dass es sich um eine planerische Auslegungshilfe handelt, die die Verantwortung der ausführenden Elektrofachkraft nicht ersetzt.
- Unterschriftenfeld: „Erstellt — Bearbeiter, Firma" und „Geprüft / Errichter — Datum, Unterschrift".
- Fußzeile: Normverweise (DIN VDE 0298‑4 · DIN VDE 0100‑430 · DIN VDE 0100‑540) und Seitenangabe.
7. Grenzen der Berechnung
- XLPE/N2XH ist im Auswahlfeld nur als „in Vorbereitung" sichtbar und deaktiviert – es fehlt eine frei zitierbare, für ein Kundendokument taugliche 3‑adrige 90 °C‑Belastbarkeitstabelle.
- Aluminium als Leiterwerkstoff ist nicht hinterlegt (Auswahl fest auf Kupfer).
- Einphasige Netze sind nicht abgebildet, das Tool rechnet ausschließlich Drehstrom 3~.
- NYY‑J Verlegeart E ist nur bis 70 mm² hinterlegt; für größere Querschnitte meldet das Tool „Belastbarkeit … nicht hinterlegt".
- Feste oder gebündelte Verlegung von H07RN‑F/H07BQ‑F (DIN VDE 0298‑4 Tab. 13) ist nicht hinterlegt; im Tool ist ausschließlich die Belastbarkeit „frei in Luft / auf dem Boden" (Tab. 11) berücksichtigt und muss bei abweichender Verlegung neu bewertet werden.
- Häufung im Erdgraben bei mehreren Kreisen wird im Tool pauschal mit f_H = 1 angesetzt und ist gesondert zu bewerten.
- Alle als „Richtwert" gekennzeichneten Angaben – insbesondere die gG‑Auslösestrom‑Richtwerte (5·I_n/14·I_n) und der Selektivitäts‑Richtwert 1,6·I_r – ersetzen keine Herstellerkennlinie bzw. Herstellerfreigabe (Selektivitätstabelle, Sicherungskennlinie). Sie sind konservativ angesetzt, gelten aber nicht als verbindlicher Nachweis.
- Der Abschalt- und der k²S²‑Nachweis werden nur geführt, wenn ein Kurzschlussstrom am Übergabepunkt angegeben wird; ohne diese Angabe sind beide Nachweise vom Errichter anhand der tatsächlichen Netzverhältnisse zu führen.
- Das Tool ist eine planerische Auslegungshilfe. Die Verantwortung der ausführenden Elektrofachkraft für Anschluss, Absicherung, Inbetriebnahme und die Prüfung der tatsächlichen Netz-, Verlege- und Umgebungsbedingungen bleibt in jedem Fall bestehen.
8. Normen & Quellen
- DIN VDE 0298‑4 – Strombelastbarkeit von Kabeln und Leitungen, Referenz 30 °C in Luft (verbindliche Basis, kostenpflichtig; Verifikation im Tool gegen frei zugängliche Sekundärquellen)
- DIN VDE 0100‑430 – Schutz bei Überstrom, Koordination Leitung/Schutzorgan, k²S²‑Nachweis
- DIN VDE 0100‑410 – Schutz bei indirektem Berühren, Abschaltbedingungen und -zeiten
- DIN VDE 0100‑540 / IEC 60364‑5‑54 – Schutzleiterquerschnitt
- IEC 60364‑5‑52 – frei referenzierbare Tabellenbasis für Belastbarkeit und Korrekturfaktoren (Tab. B.52.4/B.52.5/B.52.10/B.52.14/B.52.15/B.52.16/B.52.17)
- IEC 60269‑1 – NH/gG‑Sicherungen, Kennlinienband, I_2/I_n‑Verhältnis
- DKE‑Erläuterung zu VDE 0100‑410 – Richtwertbegründung für den gG‑Auslösestrom bei 0,4 s
Die vollständige, tabellenwertweise Quellenliste mit Fundstelle, Spaltenüberschrift und Referenztemperatur führt docs/normbasis.md im Projektrepository; sie wird im Tool selbst im aufklappbaren Bereich „Datenbasis (Quellen)" zusammengefasst offengelegt.