Schwenk-/Neigekameras von FLIR liefern hervorragende Perimetererkennung für abgelegene Umspannwerke

Durch die Kombination von Radar (Radio Detection and Ranging) und Wärmebildtechnik werden eine zuvor unerreichte Abdeckung bei der Überwachung und ein hervorragender Perimeterschutz für Kraftwerke und Umspannwerke erreicht. Dank der Integration kompakter Überwachungsradare (Compact Surveillance Radars, CSR) von SpotterRF mit Kameras der PT-Serie von FLIR profitieren die Endnutzer von einer herausragenden Übersicht sowohl innerhalb von Umspannwerken als auch außerhalb der Absperrungen. Diese kostengünstige Lösung benötigt erheblich weniger Infrastruktur als andere Zaunüberwachungssysteme und liefert eine höhere Genauigkeit. (PDF lesen)

Allein in den USA gibt es 55.000 Umspannwerke. Diese Umspannwerke gehören ebenso zum Stromnetz wie Kraftwerke und Freileitungen und versorgen somit Millionen von Haushalten mit Strom. Diese Werke müssen daher unbedingt vor Eindringlingen und Saboteuren geschützt werden. Wenn nur eine Handvoll dieser Umspannwerke außer Betrieb gesetzt würde, könnte dies einen gravierenden Stromausfall verursachen.

Infolge des Scharfschützenangriffs auf das von der PG&E Corporation betriebene Metcalf-Umspannwerk in Coyete, Kalifornien im Jahr 2013, bei dem mehrere Transformatoren zerstört wurden und über 15 Millionen US-Dollar an Schäden entstanden, hat die Federal Energy Regulation Commission (FERC) neue Sicherheitsrichtlinien für den Versorgungssektor erlassen. Zu den wichtigsten neu eingeführten Richtlinien gehört der Critical Infrastructure Protection Standard 014 (CIP-014). Diese Norm verpflichtet Energieversorgungsunternehmen dazu, „missionskritische“ Anlagen zu identifizieren, eine Sicherheitsüberprüfung zur Erkennung von Bedrohungen durchzuführen und ein Sicherheitssystem zur Bekämpfung dieser Risiken zu implementieren.

Als Reaktion auf andere Vorschriften der FERC und auf Sicherheitsvorfälle wie den Anschlag auf das Metcalf-Umspannwerk hat ein großer Energieversorger, der hunderte von Umspannwerken im ganzen Land betreibt, nach Möglichkeiten zur Verbesserung der Sicherheit außerhalb der Absperrungen gesucht. Das Unternehmen wollte die bisherigen Zaunschutzsysteme verbessern und gegebenenfalls ersetzen – einschließlich Faseroptik, Mikrowellenschranken und Videoanalyse. Diese Systeme hatten sich als zu kosten-, zeit- und arbeitsintensiv herausgestellt. Letztendlich folgte das Unternehmen einer Empfehlung und entschied sich für VTI Security, einen branchenführenden Integrator.

Eine Lösung finden

VTI Security hat seinen Hauptsitz in Burnsville, Minnesota, und bedient das Sicherheitsbedürfnis in den Sektoren Gewerbe, Energieversorgung sowie Öl und Gas seit über 35 Jahren. Um das ideale System für den Endnutzer zu bestimmen, hat VTI sechs unterschiedliche Technologien geprüft, darunter auch Technologien mit verschiedenen Anbietern. VTI hat auch Systeme und Außenbereitstellungen getestet und eine Kostenanalyse durchgeführt. Der Integrator kam zu dem Schluss, dass das Produkt von SpotterRF den übrigen überlegen war und wählte es als Standardgerät für Perimeterlösungen.

 „Unsere Untersuchungen haben ergeben, dass SpotterRF nicht nur die umfassendste Überwachung für Umspannwerke bietet, sondern dank der Befestigungsmöglichkeiten auf vorhandene Strukturen auch die kostengünstigste Gesamtlösung ist“, erklärt Jerry Klapak, Senior Account Manager für VTI Security.

SpotterRF hat seinen Sitz in Orem, Utah, und bietet patentierte kompakte Überwachungsradarsysteme (CSRs) zum Perimeterschutz an. Diese Systeme decken bis zu 121 Hektar (300 Acres) mit einem einzigen 1,8 kg (4 Pfund) schweren Handgerät ab. Mit den CSRs werden die Sicherheitsmonitore ständig mit aktuellen Bildern versorgt, die eine vollständige Abdeckung rund um die Uhr und bei allen Wetterbedingungen bieten. Die Radarsysteme überwachen einen Bereich von bis zu 1000 Metern (3300 Fuß) um die Absperrungen herum und warnen die Mitarbeiter frühzeitig, bevor eine Situation eskalieren kann.

Während das Radar kreisförmig Wellen aussendet, um potenzielle Eindringlinge aufzuspüren, ermöglicht die Wärmebildkamera von FLIR die visuelle Überprüfung eines spezifischen Perimeters.

Bei der Auswahl eines Radarsystems benötigte VTI einen Hersteller, dessen Kameras zusammen mit dem Radarsystem installiert werden konnten. Im Jahr 2015 kam der Integrator zwecks einer Lösung auf FLIR Systems zu und wählte die Wärmebildkamera der PT-Serie für das Projekt aus.

„Die Produkte von FLIR übertreffen teilweise die angegebenen Leistungsspezifikationen. So etwas kommt nicht häufig vor“, begründet Klapak. „Jedes Produkt übertraf die angegebenen Leistungsdaten in unseren Praxistests und eingesetzten Systemen.“

Bei den Modellen der PT-Serie handelt es sich um Schwenk-/Neigekameras, die für Wärmebildgebung und visuelle Bildgebung geeignet sind. Der Schwenk-/Neigemechanismus bietet dem Endnutzer eine präzise Richtungssteuerung, vollständig programmierbare Prüfmuster, eine radarbasierte Zielerfassung und eine Alarmauslösefunktion.

Nahtlose Integration

Mit den ausgewählten Radar- und Wärmebildtechnologien sorgte VTI für eine nahtlose Integration und Leistung der beiden integrierten Systeme.

„Wir haben mit dem Support und den Entwicklungsteams jedes Unternehmens sowie mit dem VMS-Hersteller zusammengearbeitet, um sicherzustellen, dass die Technologien einerseits miteinander kompatibel sind und andererseits die Kundenanforderungen bezüglich Bandbreitenverbrauch sowie VMS-Schnittstelle und -Display erfüllen“, beschreibt Klapak.

Gemeinsam liefern die C20- und C40-Radare von SpotterRF in Kombination mit den Kameras der PT-Serie von FLIR eine maximale Abdeckung und optimalen Perimeterschutz.

„Die Modelle der PT-Serie von FLIR decken zusammen mit den Systemen von SpotterRF auch große Bereiche von Umspannwerken ab. Es handelt sich hierbei um eine kosteneffektive Lösung für Umspannwerke, die sowohl den Perimeter als auch den Innenbereich der Anlage überwachen müssen“, erklärt Michael Chaffee, Director of Business Development bei FLIR Systems. „Besonders beeindruckend ist die Geschwindigkeit, mit der die PT-Serie von FLIR auf Erkennungsalarme des Radars reagiert und die potenziellen Ziele erfasst.“

Wenn jemand das Sichtfeld des C20- oder C40-Radars von SpotterRF betritt, werden die Funkwellen von der Person zum Radar zurückgeworfen, das anhand des aufgefangenen Signals die genaue Position und Größe des Ziels berechnet. Das Radar sendet ein Signal an die Kamera der PT-Serie von FLIR, auf genau diese Stelle zu zoomen. Die Kamera wird automatisch auf das Ziel ausgerichtet. Da die Kameras vom Radar gesteuert werden, bewegen sie sich nur, wenn ein Objekt oder eine Person erfasst wird. Dadurch wird die Lebensdauer der Kameras erheblich verlängert, sodass sie ohne Austausch über Jahre in Betrieb bleiben können.

Technologische Auswirkungen

Diese Lösung von FLIR und SpotterRF behebt eines der größten Probleme in den Bereichen Perimetersicherheit und Einbruchmeldung.

„Bisher wurden von Energieversorgern Videoanalysen zur Zielerfassung eingesetzt. Da diese Systeme in Außenbereichen installiert waren, wurde ihre Leistung von verschiedenen Umgebungsfaktoren beeinflusst, z. B. Wetter, Beleuchtung und raschelnde Bäume“, berichtet Logan Harris, CEO von SpotterRF. „Durch die Kombination unseres Radars mit den schwenk- und neigbaren Wärmebildkameras von FLIR wird dieses Problem gelöst.“

Harris fügt hinzu: „Das kombinierte System aus Radartechnologie von SpotterRF und Wärmebildtechnik von FLIR kann ohne Eingreifen des Betreibers eine Person in einem Bereich von 6 oder 40 Hektar lokalisieren, hunderte von Metern über die Absperrung hinaus überwachen, die Kamera ausrichten und das Personal alarmieren.“

Solche Technologien standen bisher nur dem Militär zur Verfügung. Dank der Lösung von FLIR und SpotterRF ist diese Sicherheitstechnologie nun auch für den breiten Markt zugänglich und erschwinglich für die Überwachung wichtiger Infrastruktur, Energieversorgungseinrichtungen und gewerblicher Anlagen.

Ergebnisse

„Unser Kunde ist sehr zufrieden damit, wie diese Technologie die Sicherheit seiner wichtigsten Standorte erhöht“, erzählt Klapak. „Ein überraschender Vorteil war die Möglichkeit, die Wärmebildkameras und Radarsysteme für höhere Sicherheit und Produktionszwecke einzusetzen. Unsere Kunden setzen das Radar innerhalb und außerhalb der Absperrungen als Bewegungsmelder zum Einschalten der Beleuchtung ein. Dies ist einerseits ein umweltfreundliches Sicherheitskonzept, da der Energieverbrauch gesenkt wird. Andererseits werden hierdurch die Kundenbeziehungen verbessert, da die Belästigung durch die Beleuchtung in Wohngebieten verringert wird.“

Das gesamte war ebenso beeindruckt von der extrem kurzen Installationszeit der Lösung. Im Gegensatz zur Installation von Glasfaserkabeln an Zäunen, die aufgrund des Aushebens von Gräben Monate in Anspruch nimmt, können die PT-Kameras von FLIR  und das Radar von SpotterRF innerhalb einer Woche problemlos auf Kontrollhäuschen oder Gitterpfosten montiert werden.

„Die Installation lief viermal schneller ab als geplant“, bestätigt Harris. „Innerhalb von nur drei Monaten hat VTI die Systeme an 25 bis 30 Standorten installiert.“

VTI begann mit der Installation im Jahr 2016. Der Plan war, die Lösung über mehrere Jahre hinweg phasenweise umzusetzen. Insgesamt wird die Kombination aus Kamera und Radar an 50 bis 75 Standorten eingesetzt. Im Durchschnitt verfügt jedes Umspannwerk über zwei Kameras der PT-Serie von FLIR und vier Radarsysteme von SpotterRF.

Aufgrund des nachweislichen Erfolgs von VTI im Versorgungssektor wird erwartet, dass in den nächsten Jahren weitere Kunden von VTI die gleiche Lösung an 10 bis 20 Standorten installieren.