Sistem Pembumian memegang peranan yang sangat penting dalam sistem proteksi. Sistem pembumian digunakan sebagai jalur pelepasan arus gangguan ke tanah. Menurut fungsinya pembumian dibedakan menjadi dua, yaitu pembumian titik netral sistem tenaga listrik dan pembumian peralatan. Pembumian netral sistem tenaga listrik berfungsi sebagai pengaman sistem atau jaringan, sedangkan pada pembumian peralatan berfungsi sebagai pengaman terhadap tegangan sentuh.
Sistem pembumian atau biasa disebut sebagai grounding sistem adalah sistem pengamanan terhadap peralatan-peralatan yang mempergunakan listrik sebagai sumber tenaga, dari lonjakan listrik terutama akibat sambaran petir. Sistem pembumian digambarkan sebagai hubungan antara suatu peralatan atau sirkuit listrik dengan bumi. Pembumian mula-mula dilakukan dengan menanamkan batang-batang konduktor tegak lurus ke permukaan tanah (vertikal). Tetapi kemudian orang menggunakan batang-batang konduktor sejajar dengan permukaan tanah dengan kedalaman beberapa meter di bawah permukaan tanah. Hal ini dilakukan mula-mula karena pada suatu daerah yang berbatu tidak dapat menanamkan elektroda pembumian ke dalam. Setelah diselidiki lebih lanjut ternyata pembumian dengan sistem penanaman horizontal dengan bentuk kisi-kisi (grid) mempunyai keuntungan dibandingkan dengan pembumian yang memakai batang-batang vertikal. Sistem pembumian batang vertikal masih banyak digunakan pada gardu induk, dan juga merupakan teori dasar dari sistem pembumian.
Sistem pembumian yang digunakan baik untuk pembumian netral dari suatu sistem tenaga listrik, pembumian sistem penangkal petir dan pembumian untuk suatu peralatan khususnya dibidang telekomunikasi dan elektronik perlu mendapatkan perhatian yang serius, karena pada prinsipnya pembumian tersebut merupakan dasar yang digunakan untuk suatu sistem proteksi. Tidak jarang orang umum/awam maupun seorang teknisi masih ada kekurangan dalam memprediksikan nilai dari suatu hambatan pembumian. Besaran yang sangat dominan untuk diperhatikan dari suatu sistem pembumian adalah hambatan sistem dari suatu sistem pembumian tersebut.
Untuk mengetahui nilai-nilai hambatan jenis tanah yang akurat harus dilakukan pengukuran secara langsung pada lokasi yang digunakan untuk sistem pembumian karena struktur tanah yang sesungguhnya tidak sesederhana yang diperkirakan, untuk setiap lokasi yang berbeda mempunyai hambatan jenis tanah yang tidak sama.
Nilai tahanan jenis tanah pada daerah kedalaman tertentu tergantung pada beberapa faktor yaitu :
- Jenis tanah : liat, berpasir, berbatu dan lain-lain
- Lapisan tanah : berlapis-lapis dengan tahanan jenis berlainan atau sejenis
- Komposisi kimia dari larutan garam dalam kandungan air
- Kelembaban, temperature & kepadatan tanah
Jenis tanah, seperti berpasir, berbatu, tanah liat dan lain-lain mempengaruhi besar tahanan jenis. Berdasarkan Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000) tahanan jenis tanah dari berbagai jenis tanah dapat dilihat pada Tabel Dibawah :
| Jenis Tanah | Tahanan Jenis Tanah (Ω-m) |
| Tanah Rawa | 30 |
| Tanah Liat dan Tanah Ladang | 100 |
| Pasir Basah | 200 |
| Kerikil Basah | 500 |
| Pasir dan Kerikil Kering | 1000 |
| Tanah Berbatu | 3000 |
Untuk mengetahui apakah suatu tahanan pembumian sesuai dengan standar, maka diperlukan pengukuran tahanan pembumian tersebut. Pengukuran tersebut atas beberapa jenis yang secara menyeluruh disebut sebagai pengukuran pembumian. Pengukuran yang disebut di atas adalah pengukuran tahanan pembumian yang bertujuan mengetahui besarnya tahanan pembumian dari beberapa kondisi tanah.
Pada Pengukuran tahanan pembumian ini terdapat 3 tempat pengukuran yaitu pada tanah basah, tanah berpasir dan tanah ladang (kering), pada setiap pengukuran dilakukan dengan menggunakan 1 elektroda batang dengan variabel kedalaman penanaman elektroda. Iap-tiap percobaan dilakukan 3 kali pengulangan agar didapatkan hasil yang terbaik.
- Proses Pengukuran dilakukan dengan menggunakan Hioki FT6031-50 Earth Tester, merupakan produk dari Hioki Instrumentasi yang berfungsi untuk dapat melakukan pengukuran tahanan pembumian. Alat Instrumentasi ini juga sudah didukung dengan Protokol Komunikasi Bluetooth untuk dapat mengirimkan data hasil pengukuran kepada Aplikasi Android.
- Elektroda utama (tes) dengan panjang 1,5 meter.
- Elektroda batang bantu Elektroda bantu berfungsi sebagai pembanding dari elektroda utama untuk mendapatkan nilai tahanan pembumian.
- Meteran Alat untuk mengukur jarak antar batang elektroda dan kedalaman elektroda yang ditanam.
- Kabel penghubung Kabel penghubung berfungsi untuk menghubungkan Earth Tester dengan elektroda uji dan elektroda bantu.
- Palu atau Martil Palu atau Martil adalah alat yang berfungsi untuk membantu menanam elektroda ke dalam tanah.
Tabel Data Hasil Pengukuran Tahanan pada Setiap Jenis Tanah yang berbeda didapat sebagai berikut :
Tahanan pembumian 1 elektroda batang pada tanah basah (tanah persawahan)
Tahanan pembumian 1 elektroda batang pada tanah berpasir
Tahanan pembumian 1 elektroda batang pada tanah ladang (kering)
Kesimpulan :
- Berdasarkan hasil pengukuran tahanan pembumian, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :Tahanan elektroda pembumian untuk elektroda batang tunggal akan bernilai semakin kecil bila elektroda batang tersebut ditanam semakin dalam dari permukaan tanah untuk ketiga kondisi yang berbeda.
- Nilai tahanan elektroda pembumian yang bernilai paling kecil untuk elektroda yang tertanam di tanah basah (persawahan), untuk sama-sama kedalaman elektroda 1 meter diperoleh R = 12,7 ohm untuk tanah basah, sedangkan untuk tanah kering R = 67,3 ohm dan tanah berpasir R = 147 ohm, ini disebabkan karena tahanan jenis tanahnya mempunyai Nilai yang berbeda.
- Dari ketiga kondisi tanah dapat dibandingkan bahwa tanah basah yang mempunyai harga tahanan pembumian paling kecil.
Referensi: Journal of Electrical Technology, Vol. 1, No. 1, Pebruari 2016
