## PENGARUH  IMPEDANSI  LISTRIK SISTEM  PENTANAHAN BATANG TUNGGAL YANG  TERINTEGRASI  DENGAN KONSTRUKSI BANGUNAN
Oleh : Septiantar Tebe Nursaputro 1 , Agus Adiwismono 2 , Endang Triyani 3 1,2,3 Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang, Jl. Prof. H. Soedarto, SH. Tembalang Semarang E-mail : septiantartebe@polines.ac.id

## Abstrak
Sistem pentanahan yang baik akan mempunyai impedansi ≤ 5 Ω ( PUIL 2010), untuk keamanan jika ada gangguan kegagalan isolasi yang menyebabkan timbulnya tegangan sentuh. Ada beberapa faktor internal dan external yang akan mempengaruhi nilai impedansi pada  sistem pentanahan. Antara lain  adalah kedalaman panjang elektroda, tahanan  jenis  tanah  ,  dan  juga  musim  pada  musim  panas  tahanan  tanahnya tidak sama dengan pada saat musim penghujan, Pada penelitian ini mengambil judul  “Pengaruh Impedansi  listrik  sistem  pentanahan  batang  tunggal yang  terintegrasi  dengan  konstruksi  bangunan”.  Yang  menjadi  permasalahan,  seberapa  besar  pengaruh  nilai impedansi dari sistem pentanahan batang tunggal dengan kedalaman tertentu jika diintegrasikan dengan kontruksi sebuah  bangunan  gedung  dengan konstruksi  baja.  Untuk  mendapatkan  hasil  yang  baik  tentu  perlu  dilakukan pengukuran pada beberapa tempat dimana  elektroda ditanam. Hasil dari pengukuran di 6 titik  lokasi elektroda pentanahan  batang  tunggal,  sebelum  dan  setelah  diintegrasi  dengan  konstriksi  bangunan,  menunjukkan  setelah diintegrasi nilai impedansinya turun cukup signifikan.

## Kata kunci : impedamsi,pentanahan,batang tunggal, integrasi

## Abstract
A good grounding system will have an impedance of ≤ 5 Ω (PUIL 2010), for safety if there is an insulation failure that causes a touch voltage.There are several internal and external factors that will affect the impedance value at grounding  system.  Among  others  are  the  depth  of  the  electrode  length,  soil  resistivity,  andalso  the  season  in summer the soil resistance is not the same as during the seasonrain, in this study takes the title "Effect of electrical impedance systemsingle rod earthing integrated with building construction “. The problem is how much influence the impedance value of a single rod grounding system with a certain depth is integrated with the construction of a building with steel construction. To get good results, of course, measurements need to be made at several places where  the  electrodes  are implanted.  The  results  of  measurements  at  6  points  of  single  rod  earthing  electrode locations, before and after integration with the building constriction, show that after integration the impedance value drops significantly.
Key words: impedamsi, grounding, single rod, integration

## 1. PENDAHULUAN

## 1.1. Latar  Belakang
Besar  impedansi  pentanahan  sangat dipengaruhi  oleh  banyak  faktor  baik  faktor internal  atau  eksternal.  Yang  dimaksud dengan fator internal meliputi :
a. Dimensi konduktor pentanahan (diameter atau panjangnya).
b. Resistivitas relative tanah.
c. Konfigurasi system pentanahan.
Yang dimaksud dengan faktor eksternal meliputi :
a. Bentuk arusnya (pulsa, sinusoidal, searah).
b. Frekuensi yang mengalir ke dalam system pentanahan
1.2. Permasalahan
Dengan memperhatikan dan mencermati pada  latar  belakang  tersebut,  maka  akan timbul  permasalahan,  seberapa  signifikan perubahan impedansi pada sistem pentahanan
sistem  batang  tunggal  jika  diitegrasikan dengan konstruksi bangunan.

## 1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan  yang  ingin  dicapai  dalam penelitian ini  adalah:  Mengatahui  seberapa besar  pengaruh  nilai  impedansi  sistem pentanahan batang tunggal jika diintegrasikan dengan kontruksi bangunan. 1.4. Urgensi ( Keutamaan ) Penelitian
Urgensi dari penelitian ini adalah untuk memberi hasil  penelitian  tentang  seberapa besar pengaruh Impedansi listrik dari sistem pentanahan batangtunggal jika diintegrasikan dengan konstruksi bangunan.

## 2. LANDASAN TEORI
Untuk  mengetahui  nilai-nilai  hambatan jenis  tanah  yang  akurat  harus  dilakukan pengukuran secara langsung pada lokasi yang digunakan  untuk  system  pentanahan  karena struktur  tanah  yang  sesungguhnya  tidak sesederhana  yang diperkirakan,  untuk  setiap lokasi  yang  berbeda  mempunyai  hambatan jenis  tanah  yang  tidak  sama  (Hutauruk, 1991).

## 2.1. Syarat-syarat Sistem
Pentanahan
Agar  sistem  pentanahan  dapat  bekerja secara  efektif,  harus  memenuhi  persyaratan sebagai berikut:
a) Membuat jalur impedansi rendah ketanah untuk pengamanan personil dan peralatan  menggunakan  rangkaian  yang efektif.
b) Dapat  melawan  dan  menyebarkan gangguan berulang dan arus  akibat surja hubung (surge current)
c) Menggunakan  bahan  tahan  terhadap korosi terhadap berbagai kondisi kimiawi  tanah.  Untuk  meyakinkan kontiniutas  penampilan  sepanjangumur peralatan yang dilindungi.
d) Menggunakan sistem mekanik yang kuat namun mudah dalam pelayanannya.
Secara umum tujuan  dari sistem  pentanahan dan  grounding  pengaman  adalah  sebagai
berikut:
a) Mencegah terjadinya perbedaan potensial  antara  bagian  tertentu  dari instalasi secara aman.
b) Mengalirkan  arus  gangguan  ke  tanah sehingga  aman  bagi  manusia  dan peralatanlistrik  yang  dimiliki  sistem pentanahan.
Idealnya tahanan
pentanahan adalah 0 (nol), namun karena mencapainya sulit, maka  sebagai referensi, untuk gedung maksimum 5Ω

## 2.2 Bentuk elektroda.
Pada  prinsipnya  jenis  elektroda  dipilih yang mempuntai kontak sangat baik terhadap tanah.  Berikut  ini  akan  dibahas  jenis-jenis elektroda  pentanahan  dan  rumus-rumus perhitungan  tahanan  pentanahannya.  Pada dasarnya  ada  3  (tiga)  jenis  elektroda  yang digunakan pada sistem pentanahan yaitu :
a. Elektroda Batang
b. Elektroda Pelat
c. Elektroda Pita
Elektroda  –  elektroda  ini  dapat  digunakan secara  tunggal  maupun  multiple  dan  juga secara  gabungan  dari  ketiga  jenis  dalam suatu sistem.

## 2.3 Elektroda Batang
Elektroda  batang  ialah  elektroda  dari pipa atau besi baja profil yang dipancangkan ke  dalam  tanah.  Elektroda  ini  merupakan elektroda  yang  pertama  kali  digunakan  dan teori-teori  berawal  dari  elektroda  jenis  ini. Elektroda  ini  banyak  digunakan  di  gardu induk-gardu  induk.  Secara  teknis,  elektroda batang  ini  mudah  pemasangannya,  yaitu tinggal memancangkannya  ke  dalam  tanah. Disamping itu, elektroda ini tidak memerlukan  lahan  yang  luas.  Elektroda batang  ini  mampu  menyalurkan  arus discharge  petir  maupun  untuk  pemakaian pentanahan yang lain

## Gambar 1. Elektroda Batang
Contoh  rumus  tahanan  pertanahan  untuk elektroda Batang-Tunggal:

## 2.4.  Faktor-Faktor  Yang  Menentukan Tahanan Pentanahan
Tahanan  pentanahan  suatu  elektroda tergantung  pada  beberapa  faktor  sebagai berikut :
a. Tahanan  elektroda  itu  sendiri  dan penghantar  yang  menghubungkan  ke peralatan yang ditanahkan.
b. Tahan  kontak  antara  elektroda  dengan tanah.
c. Tahanan  dari  massa  tanah  s b e . keliling elektroda.
d. Tahanan jenis tanah (ρ).
Pada  prakteknya,  tahanan  elektroda  dapat diabaikan  namun  tahanan  kawat  penghantar yang  menghubungkan  keperalatan  akan mempunyai  impedansi  yang  tinggi  terhadap impuls (arus) frekuensi tinggi  misalnya  pada saat terjadi sambaran petir. Untuk
menghindari  hal  itu,  maka  penyambungan diusahakan  dibuat  sependek  mungkin.  Hal yang memberikan pengaruh terhadap pentanahan  adalah  Tahanan  jenis  tanah  (ρ), tahanan jenis tanah memiliki pengaruh yang sangat dominan terhadap pentahanan, sehingga  memperhatikan tahanan jenis.
3. METODE PENELITIAN
Tahapan dalam penelitian ini meliputi : 3.1 Studi Literatur Studi literatur dilakukan untuk
memahami  permasalahan  yang  berkaitan dengan.  Sistem  pentanahan  dan  pengaruh panjang  diameter  dan  jenis bahan  elektroda terhadap impedansi  pentanahan. Studi literatur  ini  dilakukan secara  bersama-sama oleh  ketua  dan  anggota  peneliti  yang mempunyai kepakaran ( expert ) dibidangnya masing-  masing.  Kegiatan  studi  literatur ini dengan  cara  mengumpulkan  bahan-  bahan pustaka  dari  berbagai  jurnal, buku,  majalah ilmiah  dan  dari  website  dan  melakukan diskusi.  Dengan  adanya  studi  literatur diharapkan mampu mendasari untuk langkah selanjutnya dalam penelitian ini.
3.2 Persiapkan bahan dan

## peralatan
Bahan –bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah beberapa batang elektroda berupa pipa galvanis Φ 1,5 inci , groudroad Φ 5/8  dan  kawat  tembaga  CU  Φ  35mm.serta beberapa peralatan  igunakan antara lain:
a) Earth Resistance Tester Dengan data sebagai berikut :
1) Merk : KYORITSU
2) Sumber tenaga : 9V DC jenis
baterai R6P (SUM-3) x 6 3) Jenis : Digital Earth Resistance Tester 4105A
4) Alat ini berfungsi untuk menampilkan nilai  tahanan pentanahan  yang  terukur dengan kemampuan  mengukur sampai 1999  Ω  ( ohm ).  Skema  gambar Earth Resistanc  Tester ini ditunjukan  pada gambar 2 berikut.
Gambar 2. Digital Earth Resistance Tester

## Keterangan :
1. LCD penampil nilai ukur.
2. Simbol  baterai  dalam  keadaan lemah.
3. LED indicator (berwarna hijau).
4. Tombol uji untuk mengunci.
5. Terminal pengukuran.
b) Elektroda batang Bantu
Yang  berfungsi  sebagai  pembanding dari elektroda utama untuk mendapatkan nilai tahanan pentanahan.
c) Meteran Alat  untuk  mengukur  jarak  antar elektroda dan kedalaman elektroda.
d) Kabel penghubung
Kabel  penghubung  berfungsi  untuk menghubungkan Earth Resistance
Tester dengan elektroda uji dan elektroda
bantu .
e) Martil Martil  ini  adalah  alat  yang  digunakan untuk  membantu  menanam  elektroda ke dalam tanah.
f) Kabel tembaga CU Φ 35mm, untuk menghubungkan batang elektroda dengan konstruksi bangunan.
g) Konektor untuk menghubungkan kabel CU
3.3. Pengukuran tahanan pentanahan elektroda  batang tunggal
Pengukuran dilakukan dengan tahapan pengukuran sebagai berikut :
a) Mempersiapkan peralatan dan bahan.
b) Mengecek  tegangan  baterai  dengan menghidupkan
Digital Earth Resistance  Tester .  Jika  layar  tampak bersih  tanpa  simbol  baterai  lemah berarti  kondisi  baterai  dalam  keadaan baik.  Jika  layar  menunjukkan  simbol baterai lemah atau bahkan layar dalam keadaan  gelap  berarti  baterai  pelu diganti.
Membuat  rangkaian  pengujian  seperti pada gambar 3 dengan menanam elektroda utama dan elektroda bantu.
a) Menanam  elektroda  dengan  memukul kepala  elektroda  menggunakan  martil, jika  menjumpai  lapisan  tanah  yang keras  sebaiknya  jangan  memaksakan penanaman elektroda.
b) Menetukan jarak antar elektroda bantu minimal  5  meter  dan  maksimal  10 meter.
c) Mengecek  penghubung  atau  penjepit pada  elektroda  utama  dan  elektroda bantu  dengan  mensetting range switch ke 30 Ω dan tekan tombol ” PRESS TO TEST ”.  Jika  tahanan  elektroda  utama terlalu tinggi atau menunjukkan simbol ” . . . ” yang berkedip-kedip maka perlu dicek  penghubung  atau  penjepit  pada elektroda utama.
d) Melakukan  pengukuran. Mengatur range      switch ke        posisi yangdiinginkan  dan  tekan  tombol ” PRESS TO  TEST ”  selama  beberapa detik.
e) Mencatat  nilai  ukur  tahanan  yang muncul  dari Digital  Earth  Resistance Tester.
f) Mengembalikan posisi tombol ” PRESS TO TEST ” ke posisi awal.
g) Melakukan  pengujian  tahanan  untuk kedalaman  elektroda  utama  yang berbeda dengan langkah c,d,e
Gambar 3. Pengukuran Tahanan Pentanahan
3.4. Pengukuran Elektroda Batang Tunggal  Yang  Terintegrasi  dengan Konstruksi bangunan Pengukuran dilakukan dengan
melakukan pertama adalah dengan menghubungkan  antara  elektroda  batang tunggal dengan konstruksi bangunan dengan label  tembaga  CU  Φ  35  mm.  Selanjutnya adalah sebagai berikut:
Gambar 4. Obyek Konstruksi Bangunan
a) Menetukan jarak antar elektroda bantu minimal 5 meter dan maksimal  10 meter.
b) Mengecek  penghubung  atau  penjepit pada  elektroda  utama  dan  elektroda bantu dengan mensetting range switch ke
30  Ω  dan  tekan  tombol  ” PRESS  TO TEST ”.  Jika  tahanan  elektroda  utama terlalu tinggi atau menunjukkan simbol ”
.  .  . ”  yang  berkedip-kedip  maka  perlu dicek  penghubung  atau  penjepit  pada elektroda utama.
c) Melakukan  pengukuran. Mensetting range  switch ke  posisi  yang  diinginkan dan  tekan  tombol  ” PRESS TO  TEST ” selama beberapa detik.
d) Mencatat nilai ukur tahanan yang muncul dari Digital Earth Resistance Tester.
e) Mengembalikan posisi tombol ” PRESS TO TEST ” ke posisi awal. Langkah-
langkah penelitian    diperlihatkan pada bambar flowchart               di gambar 4.

## Gambar 5. Flowchart Pengukuran Elektroda
Batang

## 4. Hasil dan Pembahasan
Hasil pengukuran inpedansi pentanahan dari sistem  pentanahan  batang  tunggal  dilakukan  di lingkungan  bengkel  listrik  Politeknik  Negeri Semarang,  elektroda  yang  dipakai  dalam penelitian ini terdapat pada  6 lokasi /posisi antara lain :
a) Pentanahan    pentanahan  pada  body genset di bengkel listrik.
b) Pentanahan  panel  pada  ruang  genset bengkel listrik
c) Pentanahan pada titik trafo distribusi
d) Pentanahan  pada  panel  distribusi tiang trafo
e) Pentanahan pada titik netral hantaran distribusi
f) Pentanahan untuk pembelajaran
sistem pentanahan di bengkel listrik.
Hasil pengukuran tahanan sistem pentanahan diperlihatkan pada tabel berikut :
Tabel  4.1 Hasil  Pengukuran  tahanan pentanahan batang tunggal di 6 lokasi
Hasil  pengukuran  inpedansi  pentanahan dari  sistem  pentanahan  batang  tunggal  yang terpasang  di  sekitar  bengkel  listrik  dapat diketahui  dimana  nilai    impedansinya bervariasi    antara  1  Ω  sampai  2,48  Ω, pengukuran  ini  dilakukan  pada  saat  musim hujan sehingga tahanan jesis tanah (η)  turun sehingga  ini  akan  mempengruhi  impedansi sistem  pentanahan.impedansi  pentanahan yang paling kecil ada pada pentanahan atester ,  ini  adalah  untuk  pengaman  peralatan jaringan  distribusi  dari  sambaran  petir. Tahanan    impedansi  sistem  pentanahan setelah  diintegrasikan  dengan  konstruksi bangunan diperlihatkan pada tabel 4.2.
Tabel  4.2 .  Hasil  Pengukuran  inpedansi pentanahan sistem batang tunggal terintegrasi dengan  konstruksi bangunan.
Hasil  Pengukuran  impedansi  sistem pentanahan batang tunggal terintegrasi dengan  konstruksi  bangunan  dapat  diketahui dari  hasil  pengukuran  dimana  impedansi sistem  pentanahan  dimasing-masing  likasi /tempat mempunyai nilai impedqansi antara 1 Ω  sampai  1,99  Ω.  Ini  menunjuk  kan  ada penurunan  nilai  impedansi  yang  cukup signifikan.  Untuk  lebih  jelasnya  pengaruh penyambungan  antara  batang  elektroda dengan  kontruksi  bangunan    diperlihatkan pada tabel 4.3.
Tabel  4.3. Hasil  pengukuran  impedansi sistem  pertanahan  sebelum  dan  setelah disambungkan dengan konstruksi bangunan
Hasil  pengukuran  Impedansi  sistem pentanahan  sebelum  dan  setelah  elektroda disanbungkan  dengan  konstruksi  bangunan ternyata akan menyebabakan penurunan nilai impedansi yang cukup signifikan  misal pada impedan pentanahan di lokasi bengkel listrik yang semula 2,4 Ω
Menjadi 1,74 Ω. Untuk keseluruhan  dari 6  lokasi  elektroda  pentanahan  dapat  dilihat pada gambar 6.

## Gambar 6. Kurva hasil pengukuran impedansi pentanahan sebelum dan sesudah integrasi dengan konstruksi bangunan
Dari  hasil  pengukuran  inpedansi  system pentanahan  batang  tunggak  sebelum  dan setelah  diintegrasikan  dengan  konstruksi bangunan  ada  penurunan  nilai  impedansi yang  signifikan  misalkan  pada  titik  netral trafo  yang  sebekumnya  nilai  impedansinya 4Ω,  setelah  diintegrasi  dengan  besi  dari konstruksi bangunan berubah menjadi 2 Ω.
Begitu  pula  pada  lokasi  bengkel  listrik 2,4 Ω   menjadi 1,7 Ω.  Oleh karena itu untuk menurunkan impedansi pada system pentanahan  salah  satu  cara  dapat  dilakukan dengan  menghubungkan  sistem  pentanahan dengan  besi kontruksi bangunan gedung.

## 5.    Kesimpulan
Berdasarkan  dari  hasil  pengukuran pengaruh fluktuasi tegangan terhadap kinerja lampu LED, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Lampu  jenis  LED  mulai  menyala  pada tegangan sekitar 80 Volt.
2. Jika  terjadi  Fluktuasi  tegangan  maka mempengaruhi intensitas cahaya.
3. Intensitas cahaya mulai stabil pada sekitar 70 % sampai 80 % tegangan nominal.
4. Saat Tegangan melebihi tegangan nominal maka  arus dan intensitas cahaya turun.

## DAFTAR PUSTAKA
Arrilaga,  Jos  and  Watson,  Neville.2003 Power  System  Harmonics Chicester: John Walley and Sons.
Ahmed  Hossam-Eldin  dan  Hasan  M  Reda.
2006. Study of The Effect of Harmonics On Measurments of The Energy Meters. Electrical Engineering Department, Alexandria University, Alexandria, Egypt. Buhron,Hernadi  and  Sutanto,  Justin,2007.
Implikasi  Harmonisa  Dalam  Sistem Tenaga  Listrik dan Alternatif Solusinya.
PLNDistribusi Jabar.
Daniel  Rohi,  Dion  Dwipayana  Utama,
Ontoseno Penangsang, 2009,Distorsi Joko  Santoso,  2005,  Pengaruh  Perubahan
Tegangan  Catu  Terhadap  Umur  Lampu Hemat Energi. Jurnal teknik, Undip Luciana Kristanto, 2008, Penelitian Terhadap Kuat Penerangan dan Hubunganya Dengan Angka Reflektansi  Warna  Dinding  ,  Petra. Surabaya.
Muhaimin,2001.  Teknologi  Pencahayaan,
Refika  Aditama, Bandung
SIN    04-6958-2003  pada  Lampu  Hemat Energi.
Berlianti.2011.Analisis pengaruh penggunaan elektroda  pentanahan  bentuk  plat  pada rugi rugi transformator:Politeknik Negeri Padang.
Wahyono  Budi  Prasetiyo,  2013,    Analisa pengaruh Jarak dan Kedalaman  terhadap nilai  tahanan  pembumian  dengan  2 elektroda  batang  ProsidingSNST  ke  4 Tahun  2013    Fakultas  Teknik  Wahit Hasyim Semarang.