Abschaltzeit und Schleifenimpedanz: Schutzprüfung Schritt für Schritt

Jede Linie auf dem Blatt ist das Ergebnis einer Berechnung, jede Beschriftung das Ergebnis einer Norm.

Was das ist: eine Software für die Elektroplanung, die rechnet

GorkyCAD erledigt drei Dinge zugleich. Es zeichnet – Plan, Trassen, Schaltschrank, Einlinienschema. Es rechnet – Kurzschlussströme, Spannungsfall, Erwärmung, Beleuchtungsstärke, Kostenschätzung. Es gibt aus – ein Dokumentenpaket nach GOST (SPDS) oder IEC, BS, NEC, IS 732. Die Komplexität steckt nicht in der Oberfläche, sondern unter der Haube.

Der Umfang der Codebasis: rund 1,16 Mio. Zeilen TypeScript (davon ≈760 Tsd. Produktivcode ohne Tests) und 76 Module. Die Kernschichten:

Kernschicht	Dateien
PDF-Generator	≈466
KI-Kern (Erkennung)	328
Berechnungs-Engines	203
Import von Bestandsplänen	200

Weiter abwärts – Elektrosymbole 161, SVG-Grafik 111, Kostenschätzung 99, Einlinienschema 93 Dateien.

Komplexität Nr. 1 – Normen: ein maschinell geprüfter Kanon

Normen sind hier keine Tooltips, sondern ein maschinell geprüfter Kanon: Jede Regel existiert im Code als Datensatz mit Paragrafennummer und als Prüfung, die die Ausgabe beeinflussen kann. Zugleich bestehen der russische Kreis (GOST/SPDS, PUE, SP) und der internationale (IEC, BS, NEC, IS 732) nebeneinander.

Ein einheitliches Normenregister – „ein Buch“ für das gesamte System

Grundlage ist ein einheitliches Register der Normverweise: 44 Fakten (27 mit der Primärquelle und einem Zitat abgeglichen, 17 ehrlich als Projektrichtlinie gekennzeichnet). Oberfläche, PDF und Engines übernehmen die Formulierung einer Norm nur aus dem Register, statt die Paragrafennummer „an Ort und Stelle“ zu schreiben; eine „schwarze Liste“ aus 61 verbotenen Paaren hält fest, welcher Paragraf auf welchen Fakt nicht anzuwenden ist.

Subsystem	Beantwortet die Frage	Umfang
Normverweis-Register	„Worauf wir verweisen“	44 Fakten (27 geprüft + 17 Richtlinien)
QC-Register (Normenkontrolle)	„Was auf dem Blatt nicht stimmt“	69 Regeln in 15 Kategorien
Engine ausführbarer Regeln	„Hält die Berechnung die Toleranz“	Profile RU_PUE und IN_CEA

Der Kanon der Kabeltrassen

Trassen verlaufen wie ein Bündel im Manhattan-Raster: Stamm → Zweige → Abgänge im 90°-Winkel – Diagonalen gibt es nicht. Bei einer Kreuzung bleibt die Starkstromleitung durchgehend, die Schwachstromleitung wird unterbrochen (nach GOST). Die Automatik bewahrt die manuelle Trasse: Sie rastet die Geometrie ein oder verschiebt die Kreuzung zur nächsten Öffnung.

Komplexität Nr. 2 – Elektroberechnung: ein Kanon, vier Projektionen

Die Berechnung in GorkyCAD ist ein Kanon für das gesamte Produkt. Plan, Einlinienschema, Kabelverlegeplan und Kostenschätzung sind vier Projektionen einer Berechnung – deshalb stimmen sie überein.

Kurzschlussstrom und die Phase-Null-Schleife

Den Kurzschlussstrom berechnet eine einzige Funktion – sie wird von der Oberfläche, dem Hintergrund-Worker, dem PDF, dem Schaltschrankblatt und dem PUE-Rechner aufgerufen. Das ist ein behobener Defekt: Früher ergab dieselbe Eingabe 547 A in der Prüfung und 298 A am Schaltschrank, weil die Formel in mehreren Kopien existierte. Solange die Formel eine ist, müssen die Dokumente übereinstimmen.

In der Kurzschlussstromberechnung wurde eine Überhöhung um das 1,8–3,4-Fache beseitigt: Die Phase-Null-Schleife wird jetzt vollständig berechnet (L + N/PE), mit Erwärmung auf 160 °C und Übergangswiderständen der Kontakte – nach GOST 28249-93 und PUE, Kap. 7.1. Wo der Schutz früher fälschlich „bestand“, wird die Anforderung ehrlich geprüft.

Leitung	Vorher	Nachher
Cu 2,5 mm² / 20 m	767 A	415 A
Cu 6 mm² / 5 m	4.678 A	1.392 A
Cu 6 mm² / 20 m	2.500 A	764 A

Isc-Berechnung in GorkyCAD. Zeilen 1–2 – Pfad „PUE-Rechner“; Zeile 3 – Pfad „KI-Hinweis“ (Fall Ghost H5).

Umkehr des Urteils: Leitung 1,5 mm² / 60 m, Leitungsschutzschalter C16 – vor dem Fix „Vielfaches 10,1 – erfüllt“ (falsch), danach „6,28 – nicht erfüllt“ (ehrlich).

Der Schutz wird auf Ansprechempfindlichkeit anhand der Zeit-Strom-Kennlinien B/C/D passend zum Zweck des Stromkreises geprüft: Licht – B, Pumpen und Maschinen – D (damit der Anlaufstrom keine Fehlauslösung bewirkt), Steckdosen und Allgemeines – C. „Überall C“ ist hier kein Kanon.

Kein Eingang – kein Urteil. Ein falsches Urteil ist schlimmer als kein Urteil.

Spannungsfall im Kabel (ΔU)

Der Spannungsfall folgt einem einheitlichen Kanon, ΔU = k·I·L·(R·cosφ + X·sinφ): Widerstand bei Betriebstemperatur der Ader von 70 °C statt 20 °C (sonst wird ΔU um rund 16 % zu niedrig angesetzt), Längen aus realen Trassensegmenten, der Abfall summiert sich über die Kaskade „Einspeisung → Gruppe“. Die Norm ist 3 % für Beleuchtung und 5 % für Sonstiges (GOST R 50571.5.52, Abschnitt 525). Es gab vier verschiedene ΔU-Implementierungen – jetzt eine, überwacht von einem Test.

Querschnitt, Erwärmung und Beleuchtungsstärke

Der Querschnitt wird nicht „nach Augenmaß“ gewählt: zuerst nach Erwärmung (In ≤ Iz = Izul·K1·K2) und Koordination mit dem Schutz, dann nach ΔU. Die Korrekturfaktoren stammen streng aus den PUE-Tabellen; außerhalb der Tabelle gibt es ein ehrliches „nicht geprüft“ statt einer erfundenen Zahl. Aluminium folgt eigenen Tabellen, nicht „Kupfer × 0,78“. Die Beleuchtungsstärke wird nach dem Nutzungsgradverfahren ermittelt, die Normen nach SP 52.13330.2016.

Durchgängige Abstimmung: vier Dokumente – eine Berechnung

Derselbe Stromkreis im Plan, im Einlinienschema, im Kabelverlegeplan und in der Kostenschätzung ist keine Sammlung von vier Dokumenten, sondern vier Projektionen einer Berechnung: Die Länge stammt aus einem Trassenkanon, der Gerätenennwert ist überall derselbe („C25“ überall). Eine Abweichung ist ein Gate-Fehler; im Kontrollprojekt „Haus 100 m²“ liefert die Abstimmung null Abweichungen. Die Kehrseite: keine Daten – „KEINE DATEN“ statt einer Annahme; keine Lösung – ein Grund statt eines Platzhalters „2,5 mm²“.

Komplexität Nr. 3 – das Dokument: vom Einlinienschema bis zum Kabelverlegeplan nach GOST

Das Paket der Planungsdokumentation ist kein „paar Zeichnungen“, sondern ein Katalog von bis zu 38 Blättern: Titelblatt und Lageplan, neun Pläne, Einlinienschemata der Schaltschränke, Kabelverlegeplan, Berechnungsblätter, Aufstellungen, Spezifikationen und Kostenschätzung. Der Goldstandard umfasst 34 Seiten: jede mit eigenem sha256-Fingerabdruck; separat erfassen 6 Pixel-SSIM-Referenzen eine Verschlechterung des Renderings.

Beschriftungen überqueren keine Wände, Maßangaben und Texte

Eine Beschriftung auf der Zeichnung ist ebenfalls eine Ingenieursaufgabe. Eine fünfstufige Engine: Ziele → Cluster (Fächer) → Bänder → Hinweislinie → Kollisionsprüfung; bei einer Überlappung wird die Beschriftung versetzt statt darüber gedruckt, gibt es keinen freien Platz, wandert sie in die Legende des Blattes. Die Konflikthierarchie ist im Code hinterlegt: Wände und Öffnungen > Schaltzeichen > Verbindungen > Maßangaben > Beschriftungen > Text. Eine Kabeldurchführung durch die Wand gibt es nur in einer Muffe, beschriftet „Ø25 feuerfest“.

Das PDF ist bitgenau deterministisch

Früher stimmten die PDF-Bytes desselben Projekts zwischen Exporten nicht überein: Das Datum kam aus der Systemzeit, der Bezeichner war zufällig. Jetzt stammt der Bezeichner aus dem Hash des Inhalts, die Daten aus Modell und Version – ohne Date.now() und Math.random(): Dasselbe Dokument erzeugt heute, in der CI und in einem Jahr identische Bytes.

Ein leeres oder defektes Paket darf nicht als fertig gelten

Vor der Ausgabe durchläuft ein Blatt eine Prüfkette – Vollständigkeit, Invarianten, Inhalt, Konsistenz, PDF-Validierung. Ein leeres Projekt („55 Wände, 0 Geräte“) wurde früher als fertige Ausführungsdokumentation ausgegeben – jetzt wird es mit Begründung blockiert. Ein defektes PDF bricht den Export ab; ein nicht erzeugtes Blatt wird durch die Seite „Blatt nicht erstellt: Grund“ ersetzt.

Komplexität Nr. 4 – KI-Import von Bestandsplänen

Der Import eines Bestandsplans ist eine eigene Ingenieursdisziplin. Die Anwendung klassifiziert ehrlich die Natur der Datei (Vektor / Scan / leer) und liest den Maßstab aus der Zeichnung selbst: Maßtexte → nächstgelegene Linie → Median mit Ausreißerunterdrückung. Konfidenz und Anzahl der Messungen werden nicht verborgen. Mehr dazu in den Materialien der Akademie zu Bestandsplänen.

Ein Pixel lässt sich nicht als Millimeter eintragen

Koordinaten aus der Erkennung lassen sich nicht als Millimeter ins Projekt eintragen, und die Anwendung prüft das, statt dem Modell zu vertrauen: Das Gate blockiert Pixeleinheiten, solange die Kalibrierung „mm pro Einheit“ nicht übergeben wurde. Ein unbestätigter Maßstab sperrt sowohl „Projekt zusammenstellen“ als auch den PDF-Export – und die Bestätigung durch den Menschen wird mit Zeitstempel und Autor festgehalten.

Fünf Stimmen für eine Steckdose

Eine Steckdose erkennen fünf „Stimmen“ – Ebenenname, Legende/Schaltzeichen, physische Größe des Symbols, Wiederholung des Blocks und ein Vision-Modell; bei jedem Ergebnis ist die Herkunft sichtbar. Einen Scan liest eine Leiter: kostenlose Regeln → Pool günstiger Modelle per Konsens → starker Schiedsrichter bei Streit; scheitert die KI, gibt es ein „nicht erkannt“ statt Müll. „Projekt zusammenstellen“ führt Stromkreise, Schaltschrank und Trassen durch dieselben Engines wie die Handarbeit.

Wie sich das selbst prüft

Jedes Release durchläuft mehr als 20.000 automatisierte Tests in 2.285 Testdateien: ≈339 für den PDF-Generator, 102 für die Berechnungs-Engines, 103 für den Import von Bestandsplänen. Dateinamen: gate, parity, canon, gost, norm, acceptance, invariant.

Gates sind in Prüfungen gegossene Normen

Die Tests prüfen genau die ingenieurtechnischen Dinge. Der Test der zulässigen Ströme verlangt exakt die Werte der PUE-Tabelle und liefert „nicht geprüft“ für einen Nicht-Standard-Querschnitt statt des „nächstbesten“. Der Test des Spannungsfalls setzt die Formel ΔU in einer eigenen, von Hand geschriebenen Implementierung um – sonst beweist der Abgleich des Produktivcodes mit sich selbst nichts. Referenzblätter werden pixelweise (SSIM) verglichen, und das Gate prüft sich selbst: Verschiebe eine Seite um 20 Pixel – es muss rot werden.

Die Schuldenratsche und das Verbot zweiter Wahrheitsquellen

Technische Schulden (as any, Formelduplikate, überladene Dateien) sitzen auf einer Ratsche: Die Anzahl ist festgeschrieben, kommt Schuld hinzu, wird der Build rot, wird sie reduziert, sinkt die Schwelle. Ein separates Gate verbietet neue „Wahrheitsquellen“: eine zweite Kopie der Stromtabelle oder eine eigene ΔU-Formel außerhalb des Kanons. Ein Teil der Gates ist noch in der Erprobung: Verstöße sind in den Logs sichtbar, Merges werden noch nicht blockiert.

Bevor ein PDF als fertig gilt, durchläuft es 19 registrierte Gates, von denen 10 die Ausgabe blockieren, mit der Regel „ein Gate-Fehler darf nicht in einem Fertig enden“. Ein nicht erstelltes Blatt gelangt als ehrliche Seite mit Grund ins Paket, statt still zu verschwinden. Details in der Produktdokumentation.

Der internationale Kreis: dieselbe Ingenieurskunst für die IEC-Welt

GorkyCAD „lokalisiert nicht nur Beschriftungen“, sondern wechselt das gesamte Profil: In einem Kern liegen fünf Spezifikationen – GOST/PUE, IEC 60364, BS 7671, NEC (NFPA 70), IS 732/1646 (Indien) – jede mit eigener Frequenz, Querschnittsreihe, Strömen, Phasenfarben und Regeln für die Fehlerstromschutzschaltung. Das Umschalten ist ein Klick: Berechnungen, Farben, Blätter und Symbole werden abgestimmt neu aufgebaut.

Parameter	GOST/PUE	IEC 60364	BS 7671	NEC (NFPA 70)	IS 732/1646
Frequenz	50 Hz	50 Hz	50 Hz	60 Hz	50 Hz
Querschnittsreihe	ab 1,5 mm²	ab 1,5 mm²	ab 1,0 mm²	AWG 18…4/0	ab 1,0 mm²
Fehlerstromschutz	RCD nach PUE/SP	RCD 30 mA	wie IEC	GFCI 6 mA	wie IEC
Symbole	GOST 2.755/2.710	IEC 60617	BS 3939/1363	ANSI Y32.9/NEMA	IEC/IS

AWG und mm² leben in einer Tabelle; NEC hat eigene Einheiten (AWG, Fuß, Zoll). Die Dokumentsprache wird für die Dauer des Exports eingefroren, damit ein Wechsel der Oberfläche nicht die Sprachen auf einem Blatt vermischt. Den Standardsymbolen ist ein Abschnitt der GorkyCAD-Akademie gewidmet.

Prüfen Sie es selbst

Glauben Sie dem Artikel nicht aufs Wort – öffnen Sie das kostenlose Demo-Projekt „Haus 100 m²“ im Browser: 20 Stromkreise (QF01–QF20) und 349,0 m Kabel sind bereits berechnet. Die Demo lädt ohne Trassen – bauen Sie sie mit der Schaltfläche „Nach Stromkreisen“ und öffnen Sie die Blätter als PDF. In der Demo sieht man sowohl den Aufbau des Schaltschranks als auch das Einlinienschema online – wie sie aus der Berechnung entstehen. Mehr Material im GorkyCAD-Blog.

Demo „Haus 100 m²“ öffnen →

Häufige Fragen

Was kann GorkyCAD?

GorkyCAD zeichnet, rechnet und gibt Elektrodokumentation in einer Anwendung aus. Es erstellt Plan, Einlinienschema, Kabelverlegeplan und Kostenschätzung, berechnet Kurzschlussströme, Spannungsfall, Kabelerwärmung und Beleuchtungsstärke und stellt daraus ein Paket von PDF-Blättern nach GOST (SPDS) oder IEC/BS/NEC/IS zusammen – alles aus einem Modell.

Kann man ein Einlinienschema nach GOST erstellen?

Ja – ein Einlinienschema nach GOST wird automatisch aus dem Berechnungsmodell erstellt, nicht von Hand gezeichnet. Nennwerte der Leitungsschutzschalter und RCDs, Stromkreisbezeichnungen und die Anordnung des Schaltschranks stammen aus derselben Berechnung wie der Plan; daher ist das Schema stets mit Plan und Kabelverlegeplan abgestimmt – eine Abweichung blockiert die Ausgabe.

Wie werden Kurzschlussstrom und Spannungsfall berechnet?

Der Kurzschlussstrom wird über die Phase-Null-Schleife (L–PE) unter Berücksichtigung der Erwärmung der Ader auf 160 °C und der Kontaktwiderstände berechnet; der Spannungsfall nach der Formel ΔU = k·I·L·(R·cosφ + X·sinφ) bei 70 °C. Beide Berechnungen nutzt eine Funktion für das gesamte Produkt, deshalb stimmen die Zahlen in Plan, Schema und Verlegeplan überein.

Worin unterscheidet es sich von AutoCAD, sPlan und Excel?

AutoCAD und sPlan liefern Grafik, halten aber kein Berechnungsmodell – Schema und Kostenschätzung leben dort getrennt. Excel speichert Tabellen, kennt aber die Netztopologie nicht. GorkyCAD hält ein Modell: Plan, Einlinienschema, Kabelverlegeplan und Kostenschätzung werden abgestimmt neu berechnet – ändern Sie die Trasse, aktualisieren sich Ströme, Längen und Kostenschätzung.

Was ist ein EOM-Projekt und was gehört dazu?

Ein EOM-Projekt ist ein Projekt für Stromversorgung und Elektroausrüstung: Pläne, Schaltschrankschemata, Kabelverlegeplan, Berechnungen von Kurzschlussströmen und Spannungsfall, Spezifikationen und Kostenschätzung. In GorkyCAD wird das gesamte Paket aus einem Modell mit einem Export zusammengestellt – bis zu 38 Blätter, von Plänen und Einlinienschemata bis zu Aufstellungen und Kostenschätzung.

Sind der Kabelverlegeplan nach GOST und die Kostenschätzung Teil des Projekts?

Ja – Kabelverlegeplan und Kostenschätzung gehören zum Paket und werden aus demselben Modell erstellt wie Plan und Schema. Der Verlegeplan sammelt Längen, Querschnitte und Kabeltypen, die Kostenschätzung Volumen und Kosten der Arbeiten; eine Abweichung zwischen ihnen blockiert die Ausgabe, deshalb stimmen sie stets mit dem Plan überein.

Gibt es eine kostenlose Version?

Kostenlos verfügbar ist das Demo-Projekt „Haus 100 m²“ – es öffnet sich im Browser ohne Registrierung und Installation. Darin sind 20 Stromkreise und 349 m Kabel bereits berechnet; die Trassen werden mit der Schaltfläche „Nach Stromkreisen“ gebaut, die Blätter als PDF ausgegeben. Ein ehrlicher Weg, die Berechnungen an einem realen Projekt zu prüfen.

Unter der Haube steckt Ingenieurskunst, deshalb herrscht auf dem Blatt Ordnung.