Kabel, Sicherungen und Transformatoren richtig dimensionieren

Ein durchgebranntes Kabel ist ärgerlich, weil es meist irgendwo in der Wand passiert und alles dahinter dunkel wird. Mit drei Regeln passiert es nicht: das richtige Kabel, eine passende Sicherung je Netz und ein Transformator zwischen großen und kleinen Netzen.

Die drei Kabel#

Kabel	trägt bis	aus	gedruckt in	brennbar
Kabel (gerade)	5000 W	Kabelspule	Automatendrehmaschine, Elektronik-Drucker	ja, ab 140 °C
Schweres Kabel (gerade)	100 000 W	Kabelspule (schwer)	Elektronik-Drucker	praktisch nicht
Super-Heavy Cable (Straight)	500 000 W	Cable Coil (Super Heavy)	Elektronik-Drucker (Stufe 2)	praktisch nicht

Ein Kabelstück belegt eine Zelle von 0,5 m. Normales und schweres Kabel sind 5 cm dick, Super-Heavy 7,6 cm. Wie viele Spulen ein Stück kostet, hängt von der Form ab:

Form	Spulen
gerade, Ecke	1
Verzweigung (3 Enden), Kreuzung (4 Enden)	2
Verzweigung mit 5 oder 6 Enden	3
gerade 3er-Stück / 5er-Stück / 10er-Stück	3 / 4 / 7

Das 10er-Stück spart also 3 Spulen gegenüber zehn einzelnen. Eine Spule stapelt bis 50. Mit dem Drahtschneider baust du ein Kabel ab und bekommst die Spulen zurück.

Wann ein Kabel durchbrennt#

Jedes Netz rechnet in jedem Takt den Fluss: das Kleinere aus dem, was alle Erzeuger anbieten, und dem, was alle Verbraucher verlangen. Dieser Fluss wird mit jedem Kabelstück und jeder Sicherung im Netz verglichen. Liegt er über der Grenze des schwächsten Teils, bricht ein Teil – höchstens eins je Takt, zuerst Sicherungen.

Drei Fälle zum Nachrechnen:

• Zehn Panels liefern 5500 W, die Verbraucher brauchen 800 W. Fluss = 800 W. Nichts passiert.
• Dieselben Panels laden eine leere Batterie. Die Batterie verlangt ihre ganze freie Kapazität, Fluss = 5500 W. Das normale Kabel brennt.
• Batterie-Ausgang direkt an Batterie-Eingang: Beide Seiten sind riesig, der Fluss geht in die Millionen. Selbst Super-Heavy-Kabel brennt.

Daraus folgt: Für das Kabel zählt nicht, was die Erzeuger können, sondern was gleichzeitig angeboten und verlangt wird. Batterien machen beides groß.

Sicherungen#

Der Kit (Kabelsicherungen) baut fünf Sicherungen: 1 kW, 5 kW, 50 kW, 100 kW und 500 kW. Eine Sicherung sitzt auf einem Kabelstück und hat keinen eigenen Strombedarf. Löst sie aus, zerstört sie das Kabelstück unter sich mit. Das ist gewollt: Du weißt sofort, wo der Fehler lag, und ersetzt ein Stück statt einer ganzen Leitung.

Wichtig: Eine Sicherung vergleicht den Fluss des ganzen Netzes, in dem sie sitzt – nicht nur den des Kabelstücks daneben. Ein Abzweig, der ohne Trafo am Hauptnetz hängt, gehört zum Hauptnetz.

So wählst du sie:

• Nie über dem schwächsten Kabel im Netz. In einem Netz mit normalem Kabel also die Sicherung (5kW). Sie bricht dann statt eines Kabelstücks irgendwo in der Wand.
• Am Abzweig setzen. Löst sie dort aus, trennt sie den Strang dahinter ab.
• Kleine Sicherungen nur in eigenen Netzen. Eine Sicherung (1kW) im Hauptnetz löst aus, sobald das ganze Netz mehr als 1000 W führt. Hinter einem kleinen Trafo ist ein Strang ein eigenes Netz – dort passt sie für ein paar Lampen und Sensoren.
• Sicherung (50kW) und größer gehören in Netze aus schwerem Kabel.

Abgebaut wird eine Sicherung mit dem Schraubenzieher.

Transformatoren#

Ein Transformator trennt zwei Netze. Am Ausgang bietet er höchstens seine Einstellung Setting an, und auch nur so viel, wie am Eingang angeboten wird. Der Fluss hinter ihm bleibt damit unter Setting, egal wie groß das Netz davor ist.

Trafo	höchstens	Datenanschluss	Bauweise
Transformator (klein)	5000 W	am Eingang	an Wand oder Boden
Transformator (Mittel)	25 000 W	am Ausgang	an Wand oder Boden
Transformator (groß)	50 000 W	eigener Anschluss	Standgerät

Jeder Trafo braucht selbst 10 W. Von kleinem und mittlerem gibt es umgekehrte Varianten, etwa den Umgekehrter Transformator (klein), bei denen Ein- und Ausgang die Seiten tauschen.

Wichtig für Chips: Ein IC-Gehäuse sieht nur die Geräte in seinem Netz. Beim kleinen Trafo liegt der Datenanschluss am Eingang, beim mittleren am Ausgang. Ein Chip im Strang hinter einem kleinen Trafo sieht den Trafo also nicht – hinter einem mittleren schon.

Dimensionieren in drei Schritten#

1. Last des Strangs zusammenzählen, mit der Arbeitslast der Geräte, nicht nur dem Grundverbrauch.
2. Kabel wählen, dessen Grenze über dem Fluss liegt. Leitungen von Generatoren und Solarfeldern zu Batterien tragen die volle Erzeugung.
3. Strang absichern: Trafo mit Setting unter der Kabelgrenze davor, Sicherung am Anfang.

Rechenbeispiel Wohnstrang: drei Wand-Heizung (je 1010 W beim Heizen), eine Klimaanlage (355 W im Betrieb) und vier Lampen zu 50 W.

• Summe: 3 · 1010 + 355 + 4 · 50 = 3585 W.
• Normales Kabel (5000 W) reicht.
• Ein Transformator (klein) mit Setting 4500 davor und eine 5-kW-Sicherung dahinter schützen den Strang.
• Kommt eine vierte Heizung dazu, sind es 4595 W – mehr, als der Trafo durchlässt. Das Kabel brennt nicht, aber der ganze Strang geht aus. Dann hilft ein größerer Trafo mit schwerem Kabel oder Lastabwurf, siehe Notstrom und Lastabwurf: Netze trennen, Prioritäten, IC10.

IC10: Auslastung eines Strangs anzeigen#

Das Programm stellt den mittleren Trafo fest ein und zeigt am IC-Gehäuse, wie viel Prozent seiner Einstellung der Strang verlangt. Chip und Kabel-Analysator hängen im Strang hinter dem Trafo.

# --- Strang hinter einem Trafo ueberwachen ---
define TRAFO -1065725831       # Transformator Mittel (StructureTransformerMedium)
define ANALYSE 1036015121      # Kabel-Analysator (StructureCableAnalysizer)
define NTRAFO HASH("Trafo Wohnen")   # Trafo vor dem Strang
define NSTRANG HASH("Strang Wohnen") # Analysator im Strang
define GRENZE 4500             # W: Einstellung, unter 5000 W des Kabels
define EIN 1                   # Trafo eingeschaltet
define PROZENT 100
alias bedarf r0
alias last r1

start:
yield
# --- 1. Trafo fest einstellen (neu gebaut steht er auf 0) ---
sbn TRAFO NTRAFO Setting GRENZE
sbn TRAFO NTRAFO On EIN
# --- 2. Bedarf im Strang messen ---
lbn bedarf ANALYSE NSTRANG PowerRequired 0
bnan bedarf start              # kein Analysator mit diesem Namen
# --- 3. Auslastung in Prozent anzeigen ---
div last bedarf GRENZE
mul last last PROZENT
round last last
s db Setting last
j start

Über 100 % heißt: Der Strang verlangt mehr, als der Trafo durchlässt, und alle Verbraucher dahinter gehen aus.

Häufige Fehler#

• Kabel brennt zwischen Solarfeld und Batterie: Die Batterie zieht die ganze Solarleistung. Ab 5000 W schweres Kabel legen.
• Sicherung löst ständig aus: Sie liegt unter dem Fluss ihres ganzen Netzes. Last nachrechnen und den Strang mit einem Trafo abtrennen – nicht einfach die Sicherung vergrößern, wenn das Kabel nicht mehr trägt.
• Hinter dem Trafo ist alles dunkel: Setting steht auf 0 oder liegt unter dem Bedarf.
• Chip findet den Trafo nicht: Der Datenanschluss liegt auf der anderen Seite.

Weiter#

• Grundlagen: Stromnetz-Grundlagen
• Batterien richtig anschließen: Batterien und Speicher: Größen, Laden, Entladen, Transformator dazwischen
• Nachrechnen mit Kabelprüfung: Strom-Rechner
• IC10-Akademie: mehrere Netze