TERAKREDITASI RISTEKDIKTI No. SK : 28/E/KPT/2019
DOI : https://doi.org/10.30630/eji.14.2.297

## Studi Kelayakan Sistem Pentanahan pada Gedung Teknik Elektro Universitas Andalas
S. Yudia Meka 1* , Novizon 2* 1 Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Padang
2 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Andalas *Corresponding Author: yudia@pnp.ac.id , novizon@eng.unand.ac.id
Abstrak—  Sistem  pentanahan  merupakan  salah  satu  bagian  sistem  tenaga  listrik  yang  memiliki  peranan  penting dalam mengalirkan arus lebih dari sistem tenaga listrik ke tanah karena adanya gangguan sistem tenaga listrik atau sambaran  petir  yang  bisa  membahayakan  gedung  dan  sekitarnya  Sistem  pentanahan  ini  bertujuan  agar  manusia, peralatan listrik, instalasi listrik terhindar dari bahaya konsleting listrik. Dalam pemenuhan regulasi resmi standart aman dan menurut standar peraturan umum instalasi listrik (PUIL) untuk menghindari bahaya sambaran petir pada gedung  dibutuhkan  nilai  resistansi  pentanahannya  kurang  dari  lima  ohm  dan  dikehendaki  resistansi  pentanahan dibuat  sekecil  mungkin.  Pada  penelitian  ini,  pengukuran  resistansi  pentanahan  dilihat  dari  kedalaman  tahanan pentanahan dan tahanan pentahanan disusun secara paralel. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa metode tahanan pentanahan secara paralel menghasilkan penurunan nilai resistansi pentanahan lebih signifikan dibandingkan dengan tahanan  pentanahan  dalam  kedalaman  tertentu.  Dari  hasil  perhitungan,  nilai  tahanan  Gedung  Teknik  Elektro Universitas Andalas menggunakan elektroda batang dengan diameter 0,016 meter sebesar 24,5 Ω dengan kedalaman elektroda  0,5  meter  dan  pada  kedalaman  1  meter  didapatkan  nilai  pentanahan  sebesar  17,52  Ω.  Semakin  dalam kedalaman  elektroda  semakin  kecil  nilai  tahanan  yang  dihasilkan,  dan  melakukan  pemasangan  sistem  pentanahan dengan metode multirod yaitu menyusun elektroda secara paralel dengan kedalaman tertentu  memperoleh tahanan yang lebih kecil dibandingkan dengan tidak memparalelkan elektroda.
Kata Kunci: Sistem Pentanahan, tahanan pentanahan
Abstract— The grounding system is one part of the electric power system that has an important role in flowing overcurrent from  the  electric  power  system  to  the  ground  due  to  electrical  power  system  disturbances  or  lightning  strikes  that  can endanger  the  building  and  its  surroundings.  This  grounding  system  aims  to  protect  humans,  electrical  equipment,  and electrical installations from the danger of electrical short circuits. In compliance with official regulations, safety standards and  according  to  general  electrical  installation  regulatory  standards  (PUIL)  to  avoid  the  danger  of  lightning  strikes  in buildings, it is necessary to have grounding resistance value of less than five ohms and is made as small as possible. In this study, the measurement of grounding resistance seen from the depth of the grounding and the grounding resistance are arranged  in  parallel.  The  results  of  this  study  indicate  that  the    parallel  grounding  resistance  method  produces  a  more significant reduction in the value of  grounding resistance compared to the grounding resistance in a certain depth From the  calculation  results,  the  resistance  value  of  the  Electrical  Engineering  Building  at  Andalas  University  using  a  rod electrode  with  a  diameter of  0.016 meters  is  24.5  Ω  with an  electrode  depth  of  0.5 meters  and at  a  depth  of  1 meter  a grounding value of 17.52 Ω is obtained. The deeper the depth of the electrode, the smaller the resulting resistance value, and installing a grounding system with the multirod method, namely arranging electrodes in parallel with a certain depth, obtains less resistance compared to not parallelizing the electrodes
Keywords: Grounding system, resistance
© 2022 Elektron Jurnal Ilmiah

## I. PENDAHULUAN
Pembumian  atau  yang  sering  dikenal  dengan istilah grounding merupakan sistem pentanahan dalam bidang teknik kelistrikan[1]. Sistem pentanahan adalah sistem  dalam  instalasi  listrik  yang  mengacu  pada penyambungan peralatan instalasi listrik ke tanah yang bertujuan untuk mengamankan manusia dan komponen-komponen  listrik  lainnya  dari  bahaya  arus abnormal[2].  Sistem  pentanahan  akan  menghilangkan beda potensial arus yang timbul akibat adanya lonjakan arus  yang  besar.  Lonjakan  arus  yang  besar  biasanya disebabkan  oleh  beberapa  faktor  yang  paling  sering terjadi  yaitu  karena  terjadinya source  circuit pada instalasi  listrik,sambaran  petir  serta  kebocoran  arus pada perangkat elektronik[3].
Sistem pentanahan hal yang sangat penting dalam sistem  kelistrikan.  Sistem  pentanahan  yang  baik memiliki angka tahanan tanah yang kecil dengan nilai tahanan  yang  kurang  dari  lima  ohm.    Hal  ini dikarenakan  karena  hambatan  yang  kecil  dapat mengalirkan arus lebih besar langsung kedalam tanah. Nilai resistansi penanahan yang rendah akan membuat instalasi  listrik  semakin  handal.    Ada  beberapa  faktor yang  mempengaruhi  nilai  tahanan  tanah  yaitu  jenis elektroda yang digunakan, jenis bahan elektroda yang digunakan,  kedalaman,  jumlah  serta  lebar  elektroda yang  dipasang,  tahanan  jenis  tanah  disekitar  gedung yang akan dipasang sistem pentanahan[4]. Pemasangan sistem pentanahan dilakukan dengan teknik dan syarat yang  benar  dengan  cara  menancapkan  elektroda

## S. Yudia Meka, dkk : Studi Kelayakan Sistem Pentanahan pada Gedung Teknik Elektro Universitas Andalas
kedalam  tanah.  Elektroda  tersebut  digunakan  untuk menyalurkan arus listrik yang berlebih ke tanah[5]. Namun  pada  kenyataannya,  hal  yang  paling  sering terjadi  pada  gedung  yang  sudah  dilengkapi  dengan sistem  pentanahan  akan  tetapi  sistem  pentanahan tersebut  belum  bisa  menetralisir  lonjakan  arus  listrik yang terjadi, salah satu faktor penyebabnya yaitu nilai resistansi  pentanahan  yang  terpasang  masih  jauh  dari nilai  ambang  batas  yang  diizinkan  oleh  Peraturan Umum Instalasi Listrik (PUIL) 2000 yaitu kurang dari lima  ohm[6].  Jika  hal  ini  dibiarkan  secara  terus  akan mengakibatkan  bahaya  bagi  manusia  yang  berada disekitar gedung tersebut. Penelitian ini akan diadakan studi  kelayakan  sistem  pentanahan  di  Gedung  Teknik Elektro Universitas Andalas. Dalam penelitian ini perlu mengetahui nilai-nilai tahanan jenis tanah yang akurat yang  dilakukan  pengukuran  secara  langsung  pada lokasi yang digunakan untuk sistem pembumian karena struktur  tanah      yang    sesungguhnya  tidak  sederhana yang  diperkirakan,  untuk  setiap  lokasi  berbeda mempunyai tahanan jenis yang berbeda.
Sistem  pentahan  berfungsi  untuk  menyalurkan arus listrik ke tanah. Penyaluran arus listrik ke tanah ini bertujuan  untuk  menetralisir  arus  bocor  akibat sambaran petir dan hal yang lain[7]. Dalam PUIL 2000 disebutkan bahwa ada dua resiko yang berbahaya pada instalasi  listrik  yaitu arus  kejut listrik dan suhu  tinggi yang  berpotensi  menimbulkan  kebakaran.  Resiko  ini dapat dihindari apabila instalasi listrik memiliki sistem pentanahan yang baik dan memenuhi standarisasi yang berlaku.  Sistem  pentahanan  yang  memenuhi  standar akan memperhatikan pemasangan elektroda pentanahan[8]. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi  tinggi  rendahnya  resisntansi  yang terukur yaitu :
a. Bentuk dan jumlah elektroda yang terpasang
Nilai  resistansi  dapat  diminimalkan  pada  sistem pentanahan  jika  pada  gedung  memiliki  elektroda batang yang disusun secara paralel, semakin banyak elektroda yang terpasang maka akan semakin kecil nilai resisntansinya
b. Kualitas Komposisi Tanah Tahanan  jenis  tanah  berbeda-beda  ditiap  titiknya, tergantung dari komposisi yang terdapat pada tanah tersebut  seperti  kadar  garam  dalam  tanah.  Garam merupakan  salah  satu  zat  kimia  yang  tergolong elektrolit kuat. Ion-ion garam akan bergerak bebas dalam  menghantarkan  listrik  dari  elektroda pentanahan  kemudian  menyebar  keseluruh  tanah. Semakin  banyak  kandungan  garam  pada  suatu media  pentanahan  maka  nilai  tahanan  jenis tanahnya  semakin  rendah  sehingga  pentahannnya pun  semakin  baik.  Hal  lain  yang  mempengaruhi kualitas komposisi tanah adalah pengaruh kandungan air didalam tanah atau yang lebih sering dikenal dengan kelembaban. Air juga termasuk zat elektrolit  yang  ion-ion  nya  begerrak  bebas.  Jika kelembaban dalam tanah tinggi maka nilai tahanan jenis tanah akan rendah dan membuat nilai tahanan pentanahan akan semakin baik.
c. Temperatur Tanah Pengaruh temperatur didalam tanah juga mempengaruhi  kualitas  komposisi  tanah,  seperti yang  dibahas  sebelumnya,  garam  dan  air  masuk kedalam kategori elektrolit yang dapat mengahantarkan arus listrik dari elektroda ke tanah. Namun hal tersebut tidak akan berfungsi jika berada pada  suhu  beku.  Jika  air  disuhu  0°C  yang  akan membuat ion-ion penyusun air tidak dapat bergerak bebas menghantarkan listrik. Oleh karena itu sistem penanahan harus dipasang pada tanah dengan suhu jauh diatas titik beku.
Arus listrik yang bocor akan langsung dialirkan ke dalam  tanah  untuk  dinetralkan[9].  Arus  tersebut  akan mengalir  melalui  elektroda  yang  ditanam  di  dalam tanah  pada  kedalaman  tertentu[10].  Resistansi  yang ditimbulkan  oleh  tanah  sangat  besar  sehingga  perlu pemasangan elektroda dan modifikasi komposisi tanah untuk  pendapatkan  sistem  pentanahan  yang  kecil[11]. Tabel 1 menampilkan resistansi tahanan jenis tanah.
Tabel 1. Tahanan Jenis Tanah
No. Jenis Tanah Tahanan Jenis Tanah (Ω) 1 Tanah rawa 30 2 Tanah liat dan tanah ladang 100 3 Pasir basah 200 4 Kerikil basah 500 5 Pasir dan kerikil kering 1000 6 Tanah batu 3000
Persamaan  untuk  menentukan  tahanan  jenis  tanah
adalah sebagai berikut : Keterangan : R = Nilai tahanan pentanahan (Ω)  = Tahanan Jenis tanah (Ω.m) L = Panjang elektroda atau kedalaman (m) a = Diameter elektroda (m)
Total  tahanan  yang  terdapat  dari  sebuah kombinasi  elektroda  datar  dan  elektroda  tegak  lebih kecil  dari  masing-masing  elektroda.  Namun  jika kombinasi  elektroda  tersebut  dihubung  secara  paralel maka  akan  menghasilkan  nilai  resisntansi  yang  lebih rendah. Total resistansinya dapat dihitung menggunakan persamaan berikut :
Keterangan : R 1 = Resistansi elektroda R 2 = Resistansi elektroda tegak R 12 =  Resistansi  gabungan  antara  elektroda  mendatar dan elektroda tegak
Nilai  Resistansi  elektroda  pentanahan  akan mengalami  peningkatan  seiring  bertambahnya  usia
4 (ln 1)                    (1) 2 L R L a     2 1 2 12 2 1 2 12 (2) R R R Rtotal R R R    
sistem pentanahan tersebut[12]. Hal ini karena kualitas elektroda  akibat  korosi  pada  elektroda  yang  akan menghambat  penyaluran  arus  listrik.  Gedung  Jurusan Teknik Elektro Universitas Andalas  sudah berdiri lebih dari  20  tahun.  Dari  usia  gedung  inilah  perlu  upaya penelitian secara berkala melihat bahwa apakah sistem pentanahan  pada  gedung  tersebut  masih  layak  dan sesuai dengan PUIL 2000.
.

## II. METODE
Alur penelitian pada flowchart berikut :
Gambar 1. Flowchart Alur Penelitian
Pada  penelitian  ini  ada  terdapat  beberapa  alat pengukuran yang terdapat pada tabel 2.
Tabel 2. Alat Pengukuran Nama Alat Jumlah Earth tester 1 unit Elektroda bantu 2 unit Kabel pengukuran (merah) 10 m Kabel pengukuran (kuning) 10 m Kabel pengukuran (hitam) 5 m Palu 1 unit Meteran 1 unit Tang 1 unit Obeng + 1 unit Obeng - 1 unit
Adapun  langkah  kerja  yang  dapat  dilakukan  adalah sebagai berikut :
a. Mempersiapkan  alat  dan  bahan  yang  akan digunakan dalam pengukuran resistansi pentanahan
b. Memeriksa tegangan baterai dengan menghidupkan earth tester digital
c. Merangkai  rangkaian  pengujian  untuk  mengukur nilai  resistansi  pada  sistem  pentanahan  digedung tersebut
d. Menentukan  jarak  antara  kedua  elektroda  tersebut yaitu pada jarak 5-10 meter
e. Melakukan  pengukuran  terhadap  tegangan  terukur pada  tanah.  Apabila  tegangan  terukur  pada  tanah lebih  besar  dari  10volt  maka  kemungkinan terjadinya  kesalahan  dalam  pengukuran  nilai resistansi pentanahan akan besar.
f. Melakukan pengukuran resistansi pentanahan
g. Mencatat nilai hasil pengukuran
h. Tahapan  diatas  diulangi  untuk  kondisi  tanah  yang berbeda.
Gambar 2. Rangkaian Pengukuran Resistansi

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Data Hasil Pengukuran Tahanan Pentanahan
Data  yang diambil adalah untuk  melihat  nilai tahanan pentanahan  yang  ada  di  Gedung  Teknik  Elektro Universitas Andalas.
a. Pengukuran Tahanan Pentanahan pada Kabel BC di Panel
Pengukuran  tahanan  pentanahan  pada  kabel  BC  di panel  menggunakan  metode  tiga  titik,  dimana pengukuran dilakukan dengan menggunakan satu buah elektroda utama dan dua buah elektroda bantu dengan panjang  30  cm.  Alat  ukur  tahanan  pentanahan  yang digunakan yaitu earth tester Kyoritsu KEW4106.
Gambar 3. Sketsa Pengukuran Nilai Pentanahan di Gedung Teknik Elektro Universitas Andalas
Ada tiga buah kabel penghubung yang digunakan yaitu  kabel  berwarna  hijau  sebagai  penghubung
Mulai Studi Literatur Pengumpulan Data Melaksanakan Metode Pengukuran Pengukuran Resistansi Pentanahan Analisis Hasil Hasil Pengukuran Selesai Sesuai Standar PUIL 2000

## S. Yudia Meka, dkk : Studi Kelayakan Sistem Pentanahan pada Gedung Teknik Elektro Universitas Andalas
ke  kabel  BC  dengan  terminal  E  ( earth ),  kabel berwarna  kuning  sebagai  penghubung  elektroda bantu 1 terminal P (potensial), kabel warna merah sebagai elektroda bantu 2 C ( current ) pada earth tester .  Jarak  tiap  elektroda  adalah  5meter  dan dilakukan  4  kali  percobaan  pada  titik  yang berbeda. Tabel 3 menunjukkan hasil pengukuran tahanan pentanahan dikabel BC.

## Tabel 3. Hasil Pengukuran Tahanan Pentanahan Kabel BC
Percobaan Nilai Tahanan (Ω) 1 4,25 2 3,89 3 3,54 4 4,67 Rata-Rata 4,0875
b. Pengukuran  Tahanan  Pentanahan  dengan Memvariasikan Kedalaman Elektroda
Pengukuran  tahanan  pentanahan  dengan memvariasikan  kedalaman  elektroda  di  Gedung Teknik  Elektro  Universitas  Andalas  ditunjukkan pada tabel 4.
Tabel 4. Hasil Pengukuran Tahanan Pentanahan Kedalaman (Meter) Tahanan (Ω) 0,5 24,5 1,0 13,2 1,5 9,7
Berdasarkan  pengukuran  yang  dilakukan  nilai tahanan  yang  didapat  belum  sesuai  standar  yang diinginkan yaitu 1 Ω, maka dilakukan analisa dan perhitungan  untuk  mendapatkan  nilai  tahanan yang  ≤  1  Ω.  Perhitungan  dilakukan  dengan menggunakan rumus pada persamaan (1).
3.2. Analisa Perhitungan Nilai
Tahanan Pentanahan Pengukuran  nilai  tahanan  di  Gedung  Teknik Elektro Universitas Andalas menggunakan elektroda batang dengan diameter 0,016 m. Pada  pengukuran  tersebut  didapatkan  nilai  hasil pentanahannya sebesar 24,5 Ω dengan kedalaman elektroda 0,5 meter, sedangkan pada kedalaman 1 meter didapatkan nilai pentanahan yaitu 13,2 Ω.
Maka  didapatkan  hasil  pengukuran  sebagai berikut :
Tabel 5. Hasil Perhitungan Pentanahan Kedalaman (Meter) Tahanan (Ω) 1 17,52 1,5 12,57 2 9,89 2,5 8,19
Dari  perhitungan  pada  tabel  5,  pada  kedalaman 2,5 meter didapatkan nilai pentanahan sebesar 8,19 Ω. Nilai ini belum sesuai dengan ketentuan PUIL 2000 yaitu < 5 Ω. Penurunan tahanan pentanahan maksimal dapat  diperoleh  dengan  elektroda  batang  yang
disusun  secara  paralel  dengan  jarak  minimal  antar batang elektroda melebihi dari panjang satu elektroda batang pentanahan. Nilai tahanan pentanahan paralel dapat  dihitung  menggunakan  persamaan  (2),  jika elektroda  batang  disusun  secara  parallel  maka diperoleh nilai tahanan pentanahan :
1 2 3 1 1 1 1 1
1 1 1
8,19 8,19 8,19 2, 73
R R R R R R    
     

## 
Berdasarkan hasil perhitungan, didapatkan nilai yang sudah  memenuhi  ketentuan  PUIL  2000  yaitu  nilai tahanan  yang kecil dari 5 Ω. Pentanahan di Gedung Teknik  Elektro  Universitas  Andalas  seharusnya dipasang  dengan  tipe multirod yaitu  sebanyak  3 elektroda dengan kedalaman 2,5 meter.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang dilakukan diperoleh  nilai  tahanan  Gedung  Teknik  Elektro Universitas  Andalas  menggunakan  elektroda  batang dengan diameter 0,016 meter sebesar 24,5Ω dengan kedalaman elektroda 0,5 meter dan pada kedalaman 1 meter didapatkan nilai pentanahan sebesar 17,52 Ω. Semakin  dalam  kedalaman  elektroda  semakin  kecil nilai  tahanan  yang  dihasilkan,  dan  melakukan pemasangan  sistem  pentanahan  dengan  metode multirod  yaitu  menyusun  elektroda  secara  paralel dengan  kedalaman  tertentu    memperoleh  tahanan yang  lebih  kecil  dibandingkan  dengan  tidak memparalelkan  elektroda.  Jika  Gedung  Teknik Elektro Universitas Andalas menerapkan pemasangan  sistem  pentanahan  dengan  multirod maka  nilai  pentanahan  akan  kecil  dan  nilai  tahanan gedung  sudah  memenuhi  nilai  ambang  batas PUIL2000  dan  tidak  membahayakan  peralatan  dan manusia disekitar Gedung Teknik Elektro Universitas Andalas

## REFERENSI
[1] Pronoto, A., Tumaliang, H., & Mangindaan, G. M. (2018).  Analisa  sistem  pentanahan  gardu  induk teling dengan konstruksi grid. Pentanahan , 189- 197.
[2] Wahyono,  Budhi    Prasetiyo,    2016.  Analisa Pengaruh  Jarak  Dan Kedalaman   Terhadap Nilai Tahanan    Pembumian    Dengan    2  Elektroda Batang,Prosiding  SNST  ke-4    Tahun    2016 Fakultas    Teknik  Universitas  Wahid  Hasyim Semarang.
[3] J. Fisika and U. N. Semarang, “Rancang Bangun Sistem Grounding Untuk,” pp. 115–124, 1998.
[4] Linda  Pasaribu,  Studi  Analisis  Pengaruh  Jenis Tanah,  Kelembaban,  Temperatur  dan  Kadar Garam  Terhadap  Tahanan  Pentanahan  Tanah (Tesis). Universitas Indonesia, Jakarta, (2011).

## S. Yudia Meka, dkk : Studi Kelayakan Sistem Pentanahan pada Gedung Teknik Elektro Universitas Andalas
[5] A. B. Pulungan, Sukardi, Ta’ali dan  R. Miftahul,
“Studi  Kelayakan  Sistem  Grounding  Pada Gedung Olahraga Universiras Negeri
Padang,”Vol. 3, No.1, 2022, pp. 96 – 101, 2022
[6] Badan  Standarisasi  Nasional.  2000.  Persyaratan Umum  Instalasi  Listrik  2000  (PUIL  2000). Jakarta: Yayasan PUIL
[7] Hutauruk, T.S. 1991. Pengetanahan Netral Sistem
Tenaga  Dan  Pengetanahan  Peralatan.  Yayasan
PUIL. Jakarta : Erlangga
[8] Tadjuddin. Bentuk - bentuk elektroda pentanahan.  Elektro  Indonesia  Edisi  ke  Lima Belas, Nopember 2010
[9] Pabla,  AS,  Sistem  Distribusi  Daya  Listrik,
Erlangga: Jakarta, 1994
[10] Managam  Rajagukguk,  Studi  Pengaruh  Jenis Tanah  dan  Kedalaman  Pembumian  Driven  Rod terhadap  Resistansi  Jenis  Tanah,  Universitas Tanjungpura, Pontianak, (2012).
[11] IEEE  Std  142-2007.  IEEE  Recommended Practice  for  Grounding  of  Industrial  and Commercial Power Systems,(2007).
[12] N. Nurdiana and A. Nurdin, Pengaruh Kedalaman Terhadap    Tahanan    Pentanahan    Di    Area Rusunawa Kampus Universitas Pgri
Palembang,” J.  Ampere, vol.4 no.2, p.327,2020