Skip to content

Search ARSTEMA

Type a chapter, term, symptom, or tool.

    Back to the atlas
    Electrical & Control · Chapter 20Applied

    By Kurnia · Published September 30, 2026 · Revised October 29, 2026 · Version 3 · 24 min read

    Sistem pembumian TN, TT, dan IT: jalur arus gangguan dan konsekuensinya

    Bab ini menjelaskan kode huruf sistem pembumian menurut PUIL 2020 Bagian 3, 312.2, lalu menelusuri jalur arus gangguan pada TN-C, TN-S, dan TN-C-S (lewat logam, arus ratusan ampere), TT (lewat tanah, arus beberapa ampere, RCD wajib menurut 411.5), dan IT (gangguan pertama kecil dan ditunjukkan gawai monitor insulasi, gangguan kedua diputus menurut 411.6.4). Larangan TN-C (411.4.3 dan 444.4.3.1), kewajiban TN-S di gedung baru (444.4.3.2), bahaya PEN putus di hulu titik pemisahan beserta peran elektrode lokal, dan cara mengenali sistem dari dokumen dan PHB dibahas dengan rujukan klausul. Contoh kerja menghitung arus gangguan badan mesin cuci yang sama pada TN-C-S dan TT. Syarat waktu pemutusan, pemilihan RCD, dan desain elektrode dirujuk ke bab lain; angka contoh adalah ilustrasi.

    This chapter is still in Indonesian. Its English edition will follow.

    Section you’re reading: Chapter opening

    Di sebuah laundry komersial yang beroperasi tiga gilir sehari, operator merasakan kesemutan setiap kali menyentuh badan mesin cuci berdaya 5 kW saat kunci pintu bersolenoida aktif. Teknisi mengganti MCB dua kali karena mengira pengamannya rusak, sebab MCB itu tidak pernah memutus. Setelah diukur oleh personel kompeten, badan mesin ternyata bertegangan sekitar 110 V terhadap lantai. Kejadian itu berakar pada sistem pembumian instalasi yang tidak dipahami dengan benar, sehingga jalur arus gangguan tidak dapat diprediksi dan pengaman yang dipilih tidak mampu memutus gangguan dengan andal.

    Batas pembahasan

    Bab ini menjelaskan sistem pembumian TN (TN-C, TN-S, dan TN-C-S), TT, dan IT menurut PUIL 2020: konfigurasi fisik, jalur arus gangguan, dan akibatnya terhadap pemilihan pengaman, pada instalasi bangunan 230/400 V, 50 Hz. Tegangan menengah, pembumian netral beresistansi tinggi, sistem arus searah, serta kapal atau kendaraan di luar cakupan. Syarat waktu dan impedansi pemutusan dibahas di Bab 21 tentang proteksi kejut listrik, dan pemasangan elektrode serta penampang konduktor proteksi di Bab 29 tentang pembumian dan ikatan ekuipotensial. Uraian ini bahan belajar, bukan instruksi kerja; pengukuran bertegangan hanya dilakukan personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD (Bab 14 tentang keselamatan alat ukur).

    Kode huruf sistem pembumian

    PUIL 2020 Bagian 3, 312.2, menamai jenis pembumian sistem dengan kode huruf, yang berasal dari IEC 60364-1. Huruf pertama menyatakan hubungan sistem daya, umumnya titik netral trafo, dengan bumi; huruf kedua hubungan bagian konduktif terbuka instalasi dengan bumi. Bagian konduktif terbuka (BKT, exposed conductive part) adalah bagian logam peralatan yang dalam kondisi normal tidak bertegangan tetapi dapat bertegangan saat terjadi gangguan isolasi.

    PosisiHurufArti menurut 312.2
    PertamaT (terre, bumi)Satu titik sistem daya dihubungkan langsung ke bumi
    PertamaI (isolé, terisolasi)Semua bagian aktif diisolasi dari bumi, atau satu titik dibumikan melalui impedansi tinggi
    KeduaTBKT langsung ke bumi, tidak bergantung pada pembumian sistem daya
    KeduaNBKT ke titik sistem daya yang dibumikan, umumnya titik netral
    BerikutnyaCFungsi netral dan proteksi dalam satu konduktor (PEN)
    BerikutnyaSFungsi proteksi oleh konduktor yang terpisah dari netral

    Sistem TN: jalur logam, arus besar, tiga varian

    Pada sistem TN, titik netral trafo dibumikan langsung, dan BKT instalasi dihubungkan kembali ke titik itu melalui konduktor proteksi (312.2.1.1). Arus gangguan fasa ke badan mengalir di sirkit logam tertutup: dari fasa ke titik gangguan, lewat PE atau PEN ke titik netral trafo, lalu melalui kumparan trafo kembali ke fasa. Impedansinya rendah, dan arusnya puluhan sampai ratusan ampere pada sirkit akhir. Impedans lingkar gangguan (fault loop impedance), ZsZ_\text{s} dalam PUIL 2020 411.4.4, adalah impedansi jalur itu: sumber, konduktor lin sampai titik gangguan, dan konduktor proteksi kembali ke sumber.

    If=U0Zs,Zs≈Ze+R1+R2I_\text{f} = \frac{U_0}{Z_\text{s}}, \qquad Z_\text{s} \approx Z_\text{e} + R_1 + R_2

    dengan IfI_\text{f} arus gangguan (A), U0U_0 tegangan nominal fasa ke bumi (230 V), ZeZ_\text{e} impedansi lingkar di hulu awal instalasi, yaitu trafo serta konduktor fasa dan PEN jaringan (Ω), dan R1R_1, R2R_2 resistansi konduktor fasa dan PE dari awal instalasi sampai titik gangguan (Ω), dengan asumsi gangguan berimpedansi nol dan reaktansi kabel kecil. Arus gangguan biasanya jauh melebihi arus pengenal pengaman, sehingga MCB atau sekering dapat memutus dengan cepat; inilah keunggulan sistem TN. Syarat Zs×Ia≤U0Z_\text{s} \times I_\text{a} \le U_0 dan waktunya dibahas di Bab 21 tentang proteksi kejut listrik.

    TN-C

    Konduktor PE dan N digabung di seluruh sistem (Gambar 31C) menjadi konduktor PEN (PEN conductor), yaitu satu konduktor yang menjalankan fungsi netral dan proteksi sekaligus. PUIL 2020 Bagian 4-41, 411.4.3, menyatakan TN-C dilarang: PEN tidak boleh dipakai setelah PHB (istilah PUIL 2020 juga PSDK) kecuali untuk sirkit masuk, dan tidak boleh ada gawai sakelar atau isolasi pada PEN. Bagian 4-44, 444.4.3.1, menegaskan larangan itu berlaku pada gedung lama maupun baru.

    TN-S

    Konduktor PE dan N terpisah di seluruh sistem (Gambar 31A1). Bagian 4-44, 444.4.3.2, mewajibkan TN-S di sisi hilir awal instalasi pada gedung baru dan menganjurkannya pada gedung lama yang berisi banyak peralatan teknologi informasi. Dalam kondisi normal PE tidak membawa arus beban, sehingga tidak ada tegangan jatuh sepanjang PE (Gambar 44.R3A).

    TN-C-S

    Pada TN-C-S, fungsi netral dan proteksi digabung dalam PEN di sebagian sistem, lalu dipisah di titik pemisahan PEN, yaitu titik tempat PEN dibagi menjadi PE dan N. Gambar 31B2 memperlihatkan pemisahan di awal instalasi dengan keterangan "lazim di Indonesia", dan 411.4 menyatakan sistem TN di Indonesia umumnya TN-C-S. Jadi sebagian besar laundry dan bengkel yang dipasok jaringan umum berada dalam TN-C-S: PEN sampai awal instalasi, lalu TN-S di dalam bangunan.

    Di titik pemisahan, PE dan N mendapat rel masing-masing, PEN masuk ke rel PE, dan keduanya tidak boleh dihubungkan kembali di hilir titik itu (PUIL 2000 3.13.2.8.3, rujukan cadangan, dengan padanan IEC 60364-5-54). Penampang PEN tidak boleh kurang dari 10 mm² tembaga atau 16 mm² aluminium (PUIL 2000 3.13.2.8.1, rujukan cadangan); IEC 60364-5-54 memuat angka yang sama, dan klausul padanan PUIL 2020 Bagian 5-54 belum diverifikasi.

    Sistem TT: jalur tanah, arus kecil, ketergantungan pada RCD

    Pada sistem TT, titik netral trafo dibumikan di sisi sumber, tetapi BKT instalasi dihubungkan ke elektrode yang independen secara listrik dari elektrode sistem suplai (312.2.2, Gambar 31F1). Tidak ada konduktor logam dari PE instalasi ke titik netral sumber, sehingga arus gangguan fasa ke badan melewati dua resistansi seri: elektrode instalasi ditambah konduktor proteksinya (RAR_\text{A}) dan pembumian netral sumber (RBR_\text{B}).

    If≈U0RA+RB,UBKT≈If RA=U0 RARA+RBI_\text{f} \approx \frac{U_0}{R_\text{A} + R_\text{B}}, \qquad U_\text{BKT} \approx I_\text{f}\, R_\text{A} = U_0\, \frac{R_\text{A}}{R_\text{A} + R_\text{B}}

    dengan UBKTU_\text{BKT} tegangan badan terhadap bumi jauh (V); impedansi konduktor diabaikan. Nilai RAR_\text{A} bergantung pada resistivitas tanah, bentuk elektrode, dan musim (Bab 29 tentang pembumian), sedangkan RBR_\text{B} tidak dikendalikan pelanggan. Dengan RA=80R_\text{A} = 80 Ω dan RB=2R_\text{B} = 2 Ω seperti pada Contoh 2, arus gangguan hanya sekitar 2,8 A, di bawah arus pengenal MCB 16 A sekalipun. MCB tidak memutus, badan peralatan tetap bertegangan, dan risiko kejut listrik pada pengguna tinggi.

    Karena itu PUIL 2020 411.5.2 menyatakan RCD (gawai proteksi arus sisa, GPAS) umumnya harus digunakan untuk proteksi gangguan pada TT, dan 411.5.4 melarang gawai proteksi arus lebih saja dipakai untuk itu. Syarat 411.5.3 adalah RA×IΔn≤50R_\text{A} \times I_{\Delta\text{n}} \le 50 V, dengan IΔnI_{\Delta\text{n}} arus operasi sisa pengenal RCD, dan syarat itu tidak menuntut 30 mA: RCD 30 mA diwajibkan 411.3.3 sebagai proteksi tambahan untuk kotak kontak sampai 32 A yang dipakai orang awam, pada TN maupun TT (IT dengan arus gangguan pertama tidak melebihi 15 mA dikecualikan).

    Sistem IT: dua gangguan dan pemantau isolasi

    Pada sistem IT, yang diatur PUIL 2020 411.6 dengan padanan IEC 60364-4-41:2005+AMD1:2017, bagian aktif sumber diisolasi dari bumi atau satu titiknya dibumikan melalui impedansi yang cukup tinggi (411.6.1), dan BKT dibumikan secara individual, dalam kelompok, atau kolektif (411.6.2). Gangguan isolasi pertama antara satu fasa dan badan hanya mengalirkan arus kecil melalui kapasitansi konduktor terhadap bumi dan impedansi pembumian sistem. PUIL 2020 411.6.2 meminta RA×Id≤50R_\text{A} \times I_\text{d} \le 50 V, dengan IdI_\text{d} arus gangguan pertama yang memperhitungkan arus bocor dan impedansi pembumian total, sehingga pemutusan pada gangguan pertama tidak diperlukan. Peralatan tetap beroperasi, tetapi fasa sehat kini bertegangan antarfasa terhadap bumi; karena itu Tabel 443.2 catatan d mengarahkan sistem IT 220 sampai 240 V ke baris 230/400 V.

    Gangguan pertama harus diketahui. PUIL 2020 134.2.3.5 mewajibkan gawai monitor insulasi (GMI, insulation monitoring device) pada sistem IT, dan 411.6.3.1 meminta sinyal bunyi atau visual yang terus ada selama gangguan serta merekomendasikan gangguan dihilangkan secepat yang dapat dipraktikkan. Rumusan pembuka 411.6.3.1 ("didesain untuk mendiskoneksi dalam kejadian gangguan pertama") diduga salah terjemah dari maksud "untuk alasan kontinuitas suplai" pada PUIL 2000 3.14.2.2. GMI dibuat menurut IEC 61557-8 dan membunyikan alarm bila resistansi isolasi turun di bawah ambang setelnya, misalnya 50 kΩ atau 100 kΩ.

    Bila gangguan pertama dibiarkan dan terjadi gangguan kedua pada konduktor aktif lain, arus mengalir antarfasa melalui kedua badan peralatan dan konduktor proteksi di antaranya, dan pengaman harus memutus menurut 411.6.4. Bila BKT dibumikan kolektif, berlaku syarat serupa TN:

    2 IaZs≤U  (tanpa netral terdistribusi),2 IaZs′≤U0  (dengan netral terdistribusi)2\,I_\text{a} Z_\text{s} \le U \ \ \text{(tanpa netral terdistribusi)}, \qquad 2\,I_\text{a} Z'_\text{s} \le U_0 \ \ \text{(dengan netral terdistribusi)}

    dengan UU tegangan antarfasa, ZsZ_\text{s} di sini lingkar konduktor lin dan PE sirkit saja tanpa sumber, dan Zs′Z'_\text{s} lingkar netral dan PE; faktor 2 memperhitungkan kedua gangguan dapat berada di sirkit berbeda. Untuk dua lingkar sama besar, arusnya sekitar U/(2Zs)=0,87 U0/ZsU/(2Z_\text{s}) = 0{,}87\,U_0/Z_\text{s}. Bila BKT dibumikan berkelompok atau individual, berlaku syarat serupa TT, RA×Ia≤50R_\text{A} \times I_\text{a} \le 50 V. Sistem IT dipilih bila kontinuitas suplai menjadi kebutuhan utama dan personel terlatih selalu siap menanggapi alarm; Tabel G.1 menyebut ruang khusus rumah sakit serta industri atau perkantoran khusus.

    Mengapa TN-C dilarang dan bahaya PEN putus

    Tabel G.1 memberi alasan larangan TN-C: risiko sentuh dan kebakaran yang tinggi serta masalah EMC. Catatan 444.4.3.1 menambahkan bahwa arus beban atau gangguan pada TN-C dapat dialihkan lewat ikatan ekuipotensial ke pipa dan struktur logam gedung. Pada pengaman, 411.4.5 melarang RCD dalam sistem TN-C, karena arus gangguan yang kembali lewat PEN juga melewati trafo arus RCD sehingga tidak terbaca sebagai arus sisa.

    PEN putus. Ini skenario paling berbahaya, juga pada TN-C-S. Bila PEN putus di hulu titik pemisahan, termasuk di jaringan atau kabel sambungan, akibat korosi, sambungan longgar, atau kerusakan mekanis, beban di hilir kehilangan jalur kembali arus netral. Pada instalasi tiga fasa dengan beban tidak seimbang, titik netral beban bergeser: fasa berbeban ringan mendapat tegangan lebih tinggi dan fasa berbeban berat lebih rendah (Bab 9 tentang beban tak seimbang). Yang paling kritis, PEN di hilir titik putus, dan pada TN-C-S seluruh PE yang terikat padanya, tersambung ke fasa melalui impedansi beban, dengan potensial terhadap bumi yang bergantung pada ketidakseimbangan beban; pada instalasi satu fasa tanpa jalur lain ke bumi, badan semua peralatan kelas I naik hampir ke 230 V melalui beban yang menyala.

    Elektrode lokal dan pembumian PEN di banyak titik mengurangi bahaya itu, tetapi tidak menghilangkannya. Catatan 411.4.1 menyebut pembumian PEN pada sejumlah titik sebagai contoh kondisi yang menjadi tanggung jawab perusahaan jaringan, dan 411.4.2 merekomendasikan konduktor proteksi dibumikan di tempat masuk setiap gedung. Arus netral lalu mencari jalan lewat elektrode lokal RAR_\text{A} dan tanah ke pembumian sistem RBR_\text{B}; dengan model resistif satu fasa

    UPE≈U0 RARbeban+RA+RBU_\text{PE} \approx U_0\, \frac{R_\text{A}}{R_\text{beban} + R_\text{A} + R_\text{B}}

    Beban 10 A pada 230 V (Rbeban=23R_\text{beban} = 23 Ω) dan RB=1R_\text{B} = 1 Ω, misalnya, memberi UPE≈128U_\text{PE} \approx 128 V bila RA=30R_\text{A} = 30 Ω dan sekitar 40 V bila RA=5R_\text{A} = 5 Ω. Jadi elektrode pada TN-C-S tetap bermakna walaupun bukan kriteria pemutusan otomatis.

    Pola khas PEN putus adalah tegangan satu fasa naik ketika fasa lain turun sementara tegangan antarfasa normal, sudah terlihat di awal instalasi, atau rangka logam dan pipa terasa bertegangan terhadap lantai. Voltmeter N-PE di titik pemisahan tidak menolong, karena N dan PE terikat di sana dan naik bersama. Bila konduktor N putus di bagian yang sudah TN-S, di hilir titik pemisahan, beban satu fasa dapat tidak bekerja atau rusak, tetapi badan peralatan tetap pada potensial PE yang utuh; keuntungan itu tidak berlaku untuk putus PEN di hulu titik pemisahan.

    Mengenali sistem pembumian dari lapangan dan dokumen

    Sistem pembumian instalasi yang belum dikenal diidentifikasi sebelum bekerja, karena identifikasi yang keliru membuat pengaman salah dipilih.

    1. Periksa dokumen instalasi. PUIL 2020 2.1.2.3 meminta diagram garis tunggal memuat pembumian sistem dengan mengacu pada 312.2 (Bab 19 tentang perencanaan instalasi). Dokumen adalah titik awal, bukan kesimpulan, karena instalasi dapat diubah tanpa pembaruan dokumen.
    2. Periksa PHB utama. Lampiran A.5110.9 Bagian 5-511 meminta busbar proteksi di PHB utama TN-C-S dihubungkan dengan busbar netral dan dibumikan, sedangkan pada TT hanya busbar proteksi yang dibumikan. Karena itu busbar PE (hijau-kuning) dan N (biru) yang terhubung di satu titik dan dibumikan menandakan TN-C-S dengan titik pemisahan di PHB itu, sedangkan busbar terpisah dengan hanya PE ke elektrode cocok dengan TT, tetapi juga dengan TN-C-S yang titik pemisahannya di hulu PHB, misalnya di meter prabayar satu fasa yang terminal G-nya terikat ke netral (790.29, Bab 13 tentang sistem suplai); karena itu meter dan konduktor dari terminal G diperiksa dulu sebelum menyimpulkan TT. Satu busbar yang dipakai sebagai PE sekaligus N untuk sirkit keluar berarti bagian itu masih TN-C.
    3. Lacak konduktor PE dan konduktor bumi. Pada TT, PE menuju elektrode lokal tanpa hubungan logam ke netral jaringan. Pada TN, PE terikat ke PEN atau netral jaringan, dan elektrode lokal merupakan pembumian tambahan. Uji resistansi isolasi N-PE bukan cara mengenali sistem; penghubung N-PE hanya dibuka saat seluruh instalasi bebas tegangan (Bab 17 tentang uji resistansi isolasi).
    4. Cari pemantau isolasi. GMI di PHB utama adalah indikator kuat sistem IT; GMI yang sedang alarm menandakan gangguan pertama yang belum diperbaiki.
    5. Uji impedansi lingkar fasa-PE. Bukti yang lebih definitif: lingkar rendah menandakan jalur logam TN, lingkar puluhan ohm atau lebih jalur tanah TT. Uji itu hanya dilakukan personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD, dengan metode Bab 18 tentang uji pembumian.

    Contoh kerja

    Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya. Uji lingkar dan pengukuran bertegangan dilakukan personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD.

    Contoh 1: badan mesin cuci pada sistem TN-C-S. Mesin cuci satu fasa dengan motor -M1 2,2 kW disuplai MCB kurva C 16 A -F1, dengan titik pemisahan PEN di PHB utama, Ze=0,10Z_\text{e} = 0{,}10 Ω, konduktor fasa PHB ke mesin R1=0,25R_1 = 0{,}25 Ω, dan PE mesin ke PHB R2=0,30R_2 = 0{,}30 Ω. Terjadi gangguan langsung fasa ke badan mesin.

    Zs≈0,10+0,25+0,30=0,65 Ω,If=2300,65≈354 A,Ia=10×16=160 A,UBKT≈353,8×0,30≈106 VZ_\text{s} \approx 0{,}10 + 0{,}25 + 0{,}30 = 0{,}65\ \Omega, \quad I_\text{f} = \frac{230}{0{,}65} \approx 354\ \text{A}, \quad I_\text{a} = 10 \times 16 = 160\ \text{A}, \quad U_\text{BKT} \approx 353{,}8 \times 0{,}30 \approx 106\ \text{V}

    Pelepasan seketika kurva C menurut IEC 60898-1 berada pada 5 sampai 10 kali arus pengenal, jadi yang menjamin pemutusan adalah ujung atasnya, 160 A. Arus gangguan 2,2 kali nilai itu, sehingga MCB trip seketika dan badan naik sekitar 106 V hanya sesaat. ZsZ_\text{s} terbesar yang memenuhi Zs×Ia≤U0Z_\text{s} \times I_\text{a} \le U_0 adalah 230/160=1,44230/160 = 1{,}44 Ω, jauh di atas 0,65 Ω. Gawai arus lebih cukup sebagai sarana pemutusan otomatis; kebutuhan RCD 30 mA sebagai proteksi tambahan ditentukan jenis sirkit dan lokasi (Bab 22 tentang RCD).

    Contoh 2: mesin cuci yang sama pada sistem TT. Mesin dan MCB sama, tetapi RA=80R_\text{A} = 80 Ω, RB=2R_\text{B} = 2 Ω, dan impedansi konduktor diabaikan.

    If=23080+2≈2,8 A,UBKT≈2,805×80≈224 V,RAIΔn=80×0,030=2,4 V≤50 V,IfIΔn=2,8050,030≈94I_\text{f} = \frac{230}{80 + 2} \approx 2{,}8\ \text{A}, \quad U_\text{BKT} \approx 2{,}805 \times 80 \approx 224\ \text{V}, \quad R_\text{A} I_{\Delta\text{n}} = 80 \times 0{,}030 = 2{,}4\ \text{V} \le 50\ \text{V}, \quad \frac{I_\text{f}}{I_{\Delta\text{n}}} = \frac{2{,}805}{0{,}030} \approx 94

    Arus 2,8 A di bawah arus pengenal, sehingga pelepas termal pun tidak bekerja. Dengan RCD 30 mA, arus sisa jauh di atas 5IΔn5 I_{\Delta\text{n}}, sehingga RCD jenis umum memutus paling lama 40 ms, batas uji 5IΔn5 I_{\Delta\text{n}} di Bab 18 tentang uji RCD. Jadi MCB saja, yang cukup pada TN, meninggalkan badan mesin bertegangan sekitar 224 V, berbahaya, tanpa pemutusan otomatis pada TT, sehingga sistem pembumian diidentifikasi sebelum memilih pengaman. Kasus di pembuka cocok dengan contoh ini, dengan gangguan isolasi beresistansi pada solenoida pintu: badan sekitar 110 V, arus jauh di bawah ambang MCB.

    Contoh 3: mengenali sistem dari uji lingkar di dua gedung hotel. Uji lingkar fasa-PE di kotak kontak gedung utama sebuah hotel memberi 0,72 Ω, sedangkan di paviliun yang berelektrode sendiri 64 Ω.

    If,utama=2300,72=319 A,If,paviliun≈23064=3,6 A,64×0,03=1,9 VI_\text{f,utama} = \frac{230}{0{,}72} = 319\ \text{A}, \qquad I_\text{f,paviliun} \approx \frac{230}{64} = 3{,}6\ \text{A}, \qquad 64 \times 0{,}03 = 1{,}9\ \text{V}

    Gedung utama berjalur logam (TN): 319 A melewati 160 A, arus seketika pasti MCB kurva C 16 A. Paviliun berjalur tanah (TT): 3,6 A tidak menggerakkan MCB 16 A, sehingga RCD wajib (411.5.2, 411.5.4); karena RAR_\text{A} tidak lebih dari 64 Ω, syarat 411.5.3 dengan RCD 30 mA terpenuhi. Dokumen dan busbar PHB paviliun tetap diperiksa sebelum kesimpulan dicatat.

    Contoh 4: gangguan pertama sistem IT di ruang khusus rumah sakit. GMI di sebuah ruang khusus rumah sakit berbunyi karena L1 bocor ke badan peralatan; RA=20R_\text{A} = 20 Ω dan Id=0,15I_\text{d} = 0{,}15 A.

    RA×Id=20×0,15=3 V≤50 VR_\text{A} \times I_\text{d} = 20 \times 0{,}15 = 3\ \text{V} \le 50\ \text{V}

    Pemutusan pada gangguan pertama tidak diperlukan; syarat itu baru dilampaui bila IdI_\text{d} melebihi 50/20=2,550/20 = 2{,}5 A. Fasa sehat kini bertegangan kira-kira antarfasa terhadap bumi, jadi alarm tidak dimatikan atau diabaikan (Kondisi berhenti butir 3), dan gangguan dihilangkan secepat yang dapat dipraktikkan oleh personel terlatih.

    Contoh 5: gangguan kedua di rumah sakit yang sama. Sebelum gangguan pertama diperbaiki, L2 bocor ke badan peralatan lain. BKT dibumikan kolektif, netral tidak terdistribusi, kedua sirkit dilindungi MCB kurva C 10 A (Ia=100I_\text{a} = 100 A), dan setiap lingkar Zs=0,9Z_\text{s} = 0{,}9 Ω.

    2 IaZs=2×100×0,9=180 V≤400 V,I≈4002×0,9=222 A2\,I_\text{a} Z_\text{s} = 2 \times 100 \times 0{,}9 = 180\ \text{V} \le 400\ \text{V}, \qquad I \approx \frac{400}{2 \times 0{,}9} = 222\ \text{A}

    Arus 2,2 kali IaI_\text{a}, sehingga kedua MCB memutus seketika menurut 411.6.4. Keunggulan kontinuitas sistem IT hilang: dua sirkit padam sekaligus karena alarm pertama dibiarkan.

    Contoh 6: sisa TN-C di gedung lama hotel. Di sub-panel gedung lama sebuah hotel, satu busbar dipakai sebagai PE sekaligus N untuk sirkit kamar, dan ruas PEN dari PHB utama (0,10 Ω) membawa arus netral 30 A pada jam sibuk. Menurut hukum Ohm, badan semua peralatan yang terikat pada PEN itu naik sekitar 30×0,10=330 \times 0{,}10 = 3 V terhadap bumi lokal, cukup untuk arus kecil saat disentuh dan arus liar di pipa terikat. RCD 30 mA untuk kotak kontak kamar tidak dapat dipasang (411.4.5), dan bila PEN putus, badan mendekati 230 V. Bagian itu diubah menjadi TN-C-S setelah isolasi menurut Bab 2 · Keselamatan tentang verifikasi keadaan aman, sesuai 411.4.3.

    Kondisi berhenti

    Pada keadaan berikut, kelanjutan pekerjaan diputuskan penanggung jawab instalasi atau personel berwenang:

    1. Konduktor PEN yang diduga putus, pola tegangan fasa yang naik-turun berlawanan di awal instalasi, atau BKT yang terukur bertegangan terhadap tanah diperlakukan sebagai gangguan aktif. Pekerjaan dihentikan, orang dijauhkan dari badan logam dan lantai basah, sumber diisolasi; karena sakelar utama tidak memutus PEN, badan logam tetap diperlakukan bertegangan selama PEN jaringan yang putus masih dibebani instalasi lain, dan temuan dilaporkan kepada penanggung jawab instalasi; bila titiknya di sisi jaringan, operator jaringan dihubungi.
    2. Konduktor bumi atau penghubung N-PE di titik pemisahan tidak dilepas selama instalasi, atau instalasi lain pada PEN yang sama, dapat membawa arus; pelepasan hanya setelah seluruh instalasi dibebaskan dan diverifikasi bebas tegangan menurut Bab 2 · Keselamatan tentang verifikasi keadaan aman.
    3. Alarm GMI pada sistem IT tidak dimatikan atau diabaikan; sistem diperlakukan kehilangan cadangan keamanannya sampai gangguan pertama diperbaiki.

    Salah tafsir yang sering terjadi

    Guess what’s wrong first, then open the explanation.

    Common misconception

    Resistansi pembumian harus di bawah 5 Ω untuk semua sistem.

    Why is it wrong?

    Tidak ada angka ohm tunggal. Pada TN, elektrode tidak menentukan arus gangguan karena jalurnya logam, walaupun berperan saat PEN putus; pada TT yang relevan RA×IΔn≤50R_\text{A} \times I_{\Delta\text{n}} \le 50 V (411.5.3), dan pada IT RA×Id≤50R_\text{A} \times I_\text{d} \le 50 V (411.6.2). Angka 5 Ω berasal dari PUIL 2000 3.13.2.10, yaitu resistansi pembumian total seluruh sistem PEN jaringan saluran udara, dan PUIL 2000 3.15.2.1 menganjurkan RAR_\text{A} TT tidak melebihi 100 Ω (rujukan cadangan).

    Common misconception

    RCD tidak diperlukan jika pembumian bagus.

    Why is it wrong?

    Pada TN berimpedansi lingkar rendah, proteksi gangguan memang dapat diserahkan pada MCB. Pada TT, 411.5.4 melarang gawai arus lebih saja sebagai proteksi gangguan, karena arus gangguan ditentukan RA+RBR_\text{A} + R_\text{B} yang sebagian di luar kendali pemilik dan berubah dengan musim. RCD wajib pada TT karena sifat fisik jalurnya, bukan karena pembumiannya buruk; elektrode tambahan tanpa RCD tidak menyelesaikan masalah proteksi.

    Common misconception

    Sistem IT aman karena tidak ada arus gangguan.

    Why is it wrong?

    Sistem IT aman hanya selama gangguan pertama belum terjadi, atau sudah ditunjukkan GMI dan segera diperbaiki; gangguan kedua di fasa lain menjadi arus antarfasa yang besar. Di laundry atau bengkel tanpa staf teknis tetap, sistem IT tidak tepat diterapkan.

    Common misconception

    TN-C boleh dipertahankan di instalasi lama.

    Why is it wrong?

    PUIL 2020 444.4.3.1 melarang TN-C pada gedung lama maupun baru, dan 10.5.1 meminta instalasi yang terpasang sebelum PUIL berlaku sedapat-dapatnya disesuaikan dalam waktu singkat. Instalasi lama yang masih TN-C diubah, terutama bila ada beban elektronik (inverter, VFD) yang menambah arus harmonisa pada PEN (Bab 10 tentang harmonisa) atau kabel data sejajar PEN; "sudah lama berjalan" bukan justifikasi teknis.

    Hubungan dengan bab lain

    Prasyaratnya Bab 1 (tegangan, arus, dan daya), Bab 9 (beban tak seimbang), Bab 14 (keselamatan alat ukur), Bab 18 (uji pembumian dan uji RCD), dan Bab 13 (sistem suplai tegangan rendah). Lanjutannya Bab 21 (proteksi kejut listrik), Bab 22 (RCD), Bab 29 (pembumian dan ikatan ekuipotensial), Bab 56 (sirkit kendali tak dibumikan dengan GMI), dan Bab 80 (diagnosis PEN putus dari tiga tegangan terukur).

    Latihan dan pembahasan

    Try to answer first, then open the worked solution.

    1. Titik netral trafo dibumikan langsung, kabel masuk berisi tiga fasa dan satu PEN, dan di PHB utama busbar PE dan N dihubungkan di satu titik dan dibumikan, lalu PE dan N terpisah ke semua beban. Apa sistem pembumiannya, dan klausul PUIL 2020 mana yang mengaturnya?

      See the worked solution

      TN-C-S. T: netral sumber dibumikan langsung; N: BKT ke netral sumber lewat konduktor proteksi; C: PEN di hulu; S: PE dan N dipisah di PHB utama, titik masuk instalasi. Kabel masuk berisi PEN, jadi bukan TN-S sejak sumber; rujukannya 312.2 dan Gambar 31B2, 411.4, A.5110.9, dan 444.4.3.2.

    2. Motor pompa -M1 pada TN-S mempunyai Ze=0,08Z_\text{e} = 0{,}08 Ω, R1=0,40R_1 = 0{,}40 Ω, dan R2=0,50R_2 = 0{,}50 Ω. Hitung arus gangguan untuk hubung pendek langsung fasa ke badan motor. Apakah MCB kurva C 20 A (pemutusan seketika pasti pada 10 kali arus pengenal) memutus seketika?

      See the worked solution

      Zs≈0,08+0,40+0,50=0,98Z_\text{s} \approx 0{,}08 + 0{,}40 + 0{,}50 = 0{,}98 Ω, If=230/0,98≈235I_\text{f} = 230/0{,}98 \approx 235 A, dan Ia=10×20=200I_\text{a} = 10 \times 20 = 200 A, jadi MCB memutus seketika. Margin hanya 1,17 kali: ZsZ_\text{s} maksimum 230/200=1,15230/200 = 1{,}15 Ω, sedikit di atas 0,98 Ω, dan kenaikan suhu kabel atau tegangan rendah dapat menghapusnya; di lapangan nilai ini diukur personel kompeten dengan penguji impedansi lingkar berkategori ukur sesuai dan APD.

    3. Instalasi laundry TT mempunyai RA=120R_\text{A} = 120 Ω dan RCD IΔn=30I_{\Delta\text{n}} = 30 mA. Periksa syarat 411.5.3, jelaskan arti fisiknya, dan sebutkan yang dilakukan bila tidak terpenuhi.

      See the worked solution

      120×0,030=3,6120 \times 0{,}030 = 3{,}6 V ≤ 50 V, jadi terpenuhi; RAR_\text{A} terbesar untuk 30 mA adalah 50/0,030≈1 66750/0{,}030 \approx 1\,667 Ω. Artinya, gangguan yang menaikkan badan di atas 50 V mengalirkan arus lebih dari 50/RA50/R_\text{A}, yang melebihi IΔnI_{\Delta\text{n}}, sehingga RCD memutus, walaupun pada gangguan langsung badan tetap naik jauh di atas 50 V sampai RCD memutus. Angka 120 Ω melampaui anjuran PUIL 2000 3.15.2.1 (≤100 Ω, rujukan cadangan), tetapi kriteria PUIL 2020 terpenuhi; bila tidak terpenuhi, elektrode diperbaiki untuk menurunkan RAR_\text{A}, RCD dengan IΔnI_{\Delta\text{n}} lebih kecil dipakai, atau keduanya.

    4. Apa yang terjadi pada badan mesin cuci yang beroperasi pada TN-C bila PEN putus di antara trafo dan PHB bangunan? Apakah jawabannya berubah pada TN-C-S bila putusnya di kabel sambungan, dan mengapa bahaya ini tidak terjadi pada bagian TN-S bila yang putus N dan PE utuh? Hitung UPEU_\text{PE} untuk beban satu fasa 5 A, RB=1R_\text{B} = 1 Ω, dan RA=10R_\text{A} = 10 Ω.

      See the worked solution

      Pada TN-C, badan mesin terhubung ke PEN di hilir titik putus, yang tersambung ke fasa melalui beban yang menyala tanpa hubungan ke netral sumber; pada beban satu fasa tanpa jalur lain ke bumi, badan mendekati 230 V. Pada TN-C-S hasilnya sama bila putusnya di hulu titik pemisahan, karena seluruh PE terikat ke PEN di sana; elektrode lokal hanya menurunkannya: Rbeban=230/5=46R_\text{beban} = 230/5 = 46 Ω dan UPE=230×10/57≈40U_\text{PE} = 230 \times 10/57 \approx 40 V. Pada bagian TN-S dengan N putus di hilir titik pemisahan, badan tetap pada potensial PE yang utuh, jadi tidak bertegangan berbahaya walau mesin mungkin tidak bekerja normal.

    5. Pada sistem IT sebuah fasilitas produksi, alarm GMI menyala karena gangguan langsung L1 ke badan pompa; resistansi isolasi yang ditampilkan hampir nol (ambang setel 50 kΩ). Operator melanjutkan produksi tanpa melapor, dan dua jam kemudian terjadi gangguan kedua di fasa lain. Jelaskan perubahan arus gangguan dan mengapa tanggapan terhadap alarm GMI wajib.

      See the worked solution

      Pada gangguan pertama hanya mengalir arus kapasitif dan bocor yang kecil; bila RA×Id≤50R_\text{A} \times I_\text{d} \le 50 V (411.6.2) dipenuhi, produksi boleh berlanjut, tetapi L2 dan L3 kini bertegangan kira-kira antarfasa terhadap bumi. Gangguan kedua di fasa lain membentuk lingkar antarfasa lewat kedua badan dan konduktor proteksi, dengan arus sekitar U/(2Zs)U/(2Z_\text{s}) untuk dua lingkar sama besar, ratusan ampere, yang harus diputus menurut 411.6.4. Tanggapan wajib karena GMI dipasang menurut 134.2.3.5 dan 411.6.3.1 justru supaya gangguan pertama dihilangkan sebelum cadangan keamanan itu habis.

    6. Di PHB bangunan ditemukan (a) satu busbar dipakai sebagai PE sekaligus N untuk semua sirkit keluar, (b) konduktornya 10 mm² tembaga langsung ke konduktor masuk dari tiang distribusi, dan (c) tidak ada elektrode lokal. Sistem apa yang kemungkinan dipakai, apa risiko utamanya, dan langkah apa yang ditempuh sesuai PUIL 2020?

      See the worked solution

      TN-C di dalam bangunan, karena PEN dipakai setelah PHB untuk sirkit keluar; 10 mm² tembaga memenuhi minimum PEN (PUIL 2000 3.13.2.8.1, rujukan cadangan; IEC 60364-5-54), tetapi ukuran tidak membuat susunannya sah. Risikonya: PEN putus menaikkan semua badan peralatan, arus beban mengalir di PE dan logam terikat (catatan 444.4.3.1), dan RCD tidak boleh dipakai pada TN-C (411.4.5), sehingga proteksi tambahan 30 mA tidak dapat dipasang; susunan itu dilarang 411.4.3 dan 444.4.3.1. Langkahnya: laporkan kepada penanggung jawab instalasi; ubah menjadi TN-C-S dengan memisahkan PEN menjadi PE dan N berel terpisah di PHB utama, dengan PE tersendiri ke setiap sirkit; bumikan PE di tempat masuk gedung (411.4.2); pasang RCD sesuai 411.3.3. Pekerjaan dilakukan setelah isolasi dan verifikasi bebas tegangan menurut Bab 2 · Keselamatan tentang verifikasi keadaan aman, berkoordinasi dengan operator jaringan.

    Referensi

    External sources

    • IEC 60364-1:2025 (Ed. 6.0), Low-voltage electrical installations, Part 1: Fundamental principles, assessment of general characteristics, definitionswebstore.iec.ch
    • IEC 60364-4-41:2005+AMD1:2017 CSV (Ed. 5.1), Protection against electric shock, pratinjauwebstore.ansi.org
    • IEC 60364-5-54:2011+AMD1:2021 CSV (Ed. 3.1), Earthing arrangements and protective conductorswebstore.iec.ch
    • IEC 61557-8:2014 (Ed. 3.0), Insulation monitoring devices for IT systemswebstore.iec.ch
    • IEC 60898-1:2015+AMD1:2019 CSV (Ed. 2.1), Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installationswebstore.iec.ch

    Revision history

    DateVersionChange
    October 29, 20263Revised to the chapter standard
    October 20, 20262Expanded in wave R10: worked examples, stop conditions, and cross-chapter references
    September 30, 20261First published

    How to cite

    Kurnia (2026). Sistem pembumian TN, TT, dan IT: jalur arus gangguan dan konsekuensinya. ARSTEMA Academy. Revised October 29, 2026. arstema.com/academy/konsep/sistem-pembumian-tn-tt-dan-it-jalur-arus-gangguan-dan-konsekuensinya

    Self-check · 3 questions

    Check your understanding before moving on

    Write your answer in your own words, then compare it with the worked solution from this chapter’s exercises. The system doesn’t judge open answers as right or wrong; you decide which parts you’ve understood.

    0/3rated
    1

    Titik netral trafo dibumikan langsung, kabel masuk berisi tiga fasa dan satu PEN, dan di PHB utama busbar PE dan N dihubungkan di satu titik dan dibumikan, lalu PE dan N terpisah ke semua beban. Apa sistem pembumiannya, dan klausul PUIL 2020 mana yang mengaturnya?

    2

    Motor pompa -M1 pada TN-S mempunyai Ze=0,08Z_\text{e} = 0{,}08 Ω, R1=0,40R_1 = 0{,}40 Ω, dan R2=0,50R_2 = 0{,}50 Ω. Hitung arus gangguan untuk hubung pendek langsung fasa ke badan motor. Apakah MCB kurva C 20 A (pemutusan seketika pasti pada 10 kali arus pengenal) memutus seketika?

    3

    Instalasi laundry TT mempunyai RA=120R_\text{A} = 120 Ω dan RCD IΔn=30I_{\Delta\text{n}} = 30 mA. Periksa syarat 411.5.3, jelaskan arti fisiknya, dan sebutkan yang dilakukan bila tidak terpenuhi.

    Self-assessment progress0%

    Nearby chapters

    PreviousPerencanaan instalasi: dokumen, simbol, diagram garis tunggal, dan kebutuhan maksimum

    Reading order by shelf: Electrical & Control · Chapter 19.

    Same disciplineTegangan, arus, resistansi, dan daya

    Bab lain dalam Teknik Elektro dan Elektronika.