Beveiliging rondom een elektrische onderstation

Download de case study (PDF)

Een groot elektriciteitsbedrijf in particuliere handen heeft de beveiliging rond zijn onbemande onderstations versterkt met IRONCLAD, na aanhoudende koperdiefstal en een federaal voorschrift om kritieke locaties te beschermen. Een typisch station draait twee zones op één LPU-402-processor, die door een beveiligingsintegrator in enkele dagen werd geïnstalleerd terwijl het station continu onder spanning stond, waarbij alarmen via de RTU van het station naar het bestaande SCADA-kanaal worden gestuurd. De identiteit van de klant wordt op diens verzoek niet bekendgemaakt.

Wat voor locatie werd er beschermd?

De klant is een groot particulier nutsbedrijf voor elektriciteit dat stroom levert aan meer dan vijf miljoen klanten in 11 staten. Het transmissie- en distributienetwerk loopt door honderden onderstations, waarvan de meeste onbemand zijn: een omheind terrein met transformatoren, schakelinstallaties, railconstructies en het koperen aardingsnet dat het station veilig maakt om in te werken.

Op een normale dag is er niemand. Ploegen komen langs voor gepland onderhoud en stroomuitval, en het dichtstbijzijnde servicecentrum kan een uur of meer rijden zijn. Tussen de bezoeken door vormen het hekwerk van kippengaas en een hangslot op de poort de volledige fysieke aanwezigheid van de locatie.

Wat ging er mis op deze locaties?

Koperdiefstal was endemisch. Dieven knippen door het hek en strippen wat ze kunnen bereiken: aardingsgeleiders, stuurkabels, alles met schrootwaarde. Het schroot is weinig waard. De schade niet. Een gestripte aardingsmat kan een station onveilig achterlaten voor de volgende ploeg die binnenkomt, en gestolen stuurkabels kunnen een transformator of een hele voedingslijn buiten werking stellen totdat er reparaties zijn uitgevoerd.

Het nutsbedrijf kwam er meestal pas achteraf achter. Een ploeg kwam aankomen voor routinematig werk en trof dagen of weken na de inbraak het doorgesneden hek en het verdwenen koper aan. Op dat moment valt er nergens meer op te reageren, alleen op reparatiekosten, het risico op stroomuitval en papierwerk.

Achter het diefstalprobleem ging een groter probleem schuil. Onderstations zijn doelwitten voor meer dan alleen schroothalers, en schade aan het verkeerde station op het verkeerde moment kan ver buiten één buurt doorwreken.

Waarom heeft de federale naleving de tijdlijn vastgesteld?

NERC CIP-014 verplicht nutsbedrijven om hun meest kritieke transmissiestations te identificeren, de fysieke bedreigingen daartegen te beoordelen en rond elk station een gedocumenteerd beveiligingsplan op te stellen. Voor dit nutsbedrijf betekende dit een overgang van afschrikking – zoals hekken, sloten en borden – naar detectie: op het moment zelf weten dat er iemand door de perimeter breekt.

Het mandaat gaf ook vorm aan het ontwerpprogramma. Een maatregel die bij één vlaggenschipstation werkte, was niet genoeg. Het nutsbedrijf had een standaardpakket nodig dat het kon specificeren, begroten en herhalen op onbemande locaties in een grondgebied van 11 staten.

Wat is er geïnstalleerd?

Het nutsbedrijf standaardiseerde op de IRONCLAD Hekwerkdetectie, de trillingssensorkabel van RBtec voor kettinghekken en soortgelijke omheiningen. De kabel wordt aan het hekwerk bevestigd, waarna de processor de trillingspatronen van doorsnijden en beklimmen detecteert en vervolgens een relais inschakelt voor de zone waar de gebeurtenis plaatsvindt.

Een typisch station gebruikt één LPU-402-processor die twee zones aanstuurt. Elke zone bestrijkt ongeveer maximaal 1.000 ft (305 m) aan hekwerk, wat meer is dan de meeste onderstations nodig hebben, dus de twee zones verdelen de perimeter op natuurlijke wijze: het hek aan de voorkant en de poort op de ene, de resterende zijden op de andere. Eén kabeltraject per heklijn dekt hekken tot 10 ft (3 m), en de processor bevindt zich binnen het terrein in een behuizing met een NEMA 4X (IP66)-classificatie.

Elke zone heeft zijn eigen gevoeligheidsinstellingen. De poortzone, waar legitiem verkeer langskomt, is afzonderlijk afgesteld van de achterste heklijnen waar helemaal niemand zou mogen komen.

Hoe werd het systeem uitgerold?

Een beveiligingsintegrator voerde de installaties uit, waarbij per locatie werd gewerkt. Een typisch station koste enkele dagen: het terrein verkennen, de sensorkabel monteren, aansluiten op de processor, de relaisuitgangen bedraden naar de RTU van het station en vervolgens elke zone in bedrijf stellen en afstemmen.

De stations bleven gedurende het hele proces onder spanning en in dienst. Al het werk vindt plaats bij de heklijn en in de besturingsbehuizing. Niets van de installatie raakt primaire apparatuur aan en er was geen uitvaltijd nodig. Dat was belangrijk voor de planning, omdat het buiten bedrijf stellen van onderstations om beveiligingsapparatuur te installeren nooit aan de orde was.

Waar wordt het systeem aan gekoppeld?

Het alarmeringspad maakt gebruik van infrastructuur die het nutsbedrijf al vertrouwt. De relaisuitgang van elke zone komt aan op potentiaalvrije contactingangen bij de RTU van het station, en het alarm loopt via het bestaande SCADA-kanaal naar de centrale, hetzelfde pad dat de elektrische telemetrie van het station transporteert.

Operators zien een hekalarm net als elk ander stationspunt, in het systeem dat ze al de klok rond in de gaten houden, waarbij het zonecontact aangeeft om welke kant van het terrein het gaat. Er is geen apart bewakingscontract, geen nieuwe centrale software en geen nieuwe communicatieverbinding om te onderhouden op enige locatie.

Wat is er veranderd na de installatie?

Het is de bedoeling dat een inbraakpoging bij het hek op het moment zelf een alarm activeert in de meldkamer, in plaats van pas ontdekt te worden bij het volgende bezoek van het beveiligingsteam. Een operator kan beveiligingspersoneel of de politie sturen terwijl de indringer zich nog bij het hek bevindt, en de indeling per zone geeft de hulpverlener aan welk deel van het hekwerk hij als eerste moet controleren. RBtec heeft voor deze toepassing nog geen gemeten cijfers over het aantal diefstallen of alarmen vóór en na de implementatie gepubliceerd.

Voor het compliancebestand produceert de perimeter nu een record: elk alarm is een gebeurtenis voorzien van een tijdstempel in de eigen systemen van het nutsbedrijf, wat het type gedocumenteerde detectiemogelijkheid is waarop CIP-014-beveiligingsplannen zijn gebaseerd.

Onderstations vormen het duidelijkste voorbeeld om het alarmeringspad eenvoudig te houden. Het station rapporteert al aan de centrale via SCADA, dus we geven de uitgang van de processor door aan de RTU als een potentiaalvrij contact en de eigen infrastructuur van het nutsbedrijf transporteert het vanaf daar. Er is niets nieuws te onderhouden tussen het hek en de operator.

Het RBtec-technische team

Wat werd er ingezet

Download de case study (PDF)

Wat is de volgende stap?

Voor een nutsbedrijf zijn de cijfers die bepalend zijn voor een onderstationpakket de lengte van de omheining per station en het aantal stations. De meeste terreinen vallen binnen twee zones en één processor, dus de schatting is vrijwel lineair: één pakket per station, plus kabel die bij de omheining past. Stuur RBtec een representatieve schets van een station en de omvang van het wagenpark, dan sturen wij u een standaardpakketdefinitie terug die u aan een integrator kunt voorleggen.

RBtec Perimeter Security Systems ontwikkelt sinds 1986 inbraakdetectiesystemen voor buitengebieden en heeft inmiddels meer dan 5.000 systemen geïnstalleerd in 57 landen.