Skip to content

Search ARSTEMA

Type a chapter, term, symptom, or tool.

    Back to the atlas
    Electrical & Control · Chapter 18Applied

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

    Uji pembumian, impedansi lingkar gangguan, dan uji RCD

    Bab ini menjelaskan metode, alat, dan cara mencatat empat uji yang membuktikan jalur arus gangguan dan pemutusnya bekerja: kontinuitas konduktor proteksi dan ikatan, resistansi elektrode bumi dengan metode tiga kutub, aturan 62 %, dan metode jepit, impedansi lingkar gangguan fasa-PE beserta arus prospektif, serta uji RCD pada IΔn dan 5·IΔn. Contoh kerja membaca dan mencatat hasil keempat uji pada satu sirkit mesin cuci, lalu menandai nilai yang dinilai pada bab proteksi kejut listrik. Penilaian kelulusan terhadap Tabel 41.1 PUIL 2020 dan karakteristik pengaman tidak dibahas di sini. Uji lingkar dan uji RCD dilakukan pada instalasi bertegangan, sehingga bab ini menjelaskan prinsip dengan prasyarat kompetensi, alat berkategori ukur sesuai, dan APD, bukan instruksi kerja.

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

    High-risk material

    This material involves real hazards. A concept explanation doesn’t replace site procedures, competency, energy isolation, the latest SDS, or a work permit.

    Section you’re reading: Chapter opening

    Sebuah laundry kiloan menambah dua mesin cuci dan satu pengering, dengan sirkit baru dari PHB cabang ruang cuci (PUIL 2020 juga memakai istilah PSDK). Teknisi menancapkan dua pasak bantu 5 m dan 10 m dari batang pembumian, membaca 3,8 Ω, lalu menulis "pembumian baik, di bawah 5 Ω". Ia menekan tombol uji RCD (gawai proteksi arus sisa, GPAS), RCD memutus, dan instalasi dinyatakan aman. Pemeriksa kedua meminta empat angka yang tidak ada di laporan: resistansi konduktor proteksi sampai titik terjauh, resistansi elektrode yang diukur dengan cara yang dapat diperiksa ulang, impedansi lingkar gangguan di ujung sirkit, dan waktu pemutusan RCD yang diukur dengan alat. Proteksi kejut bekerja hanya bila jalur arus gangguan dari lin ke konduktor proteksi cukup rendah impedansinya dan gawai pemutus benar-benar memutus.

    Batas pembahasan

    Bab ini membahas metode, alat, dan cara mencatat keempat uji itu pada instalasi 230/400 V, 50 Hz bersistem TN-C-S, yang menurut PUIL 2020 Bagian 4-41, 411.4, umumnya berlaku di Indonesia, dan TT; sistem IT tidak dibahas. Penilaian angka terhadap Tabel 41.1 PUIL 2020 ada di Bab 21 (proteksi kejut listrik), desain elektrode di Bab 29 (pembumian dan ikatan ekuipotensial), dan urutan uji serta dokumen serah terima di Bab 39 (pemeriksaan dan pengujian instalasi). Metode uji mengikuti IEC 60364-6:2016 dan seri IEC 61557 edisi 2019, karena klausul padanannya di PUIL 2020 Bagian 6 (verifikasi) dan Bagian 5-54 (pembumian) belum diverifikasi.

    Uji kontinuitas dan uji elektrode tiga kutub adalah uji mati (dead test), yaitu uji bersumber alat yang dilakukan pada instalasi yang dibebaskan dan terbukti bebas tegangan menurut Bab 14 tentang keselamatan alat ukur. Metode jepit tidak memerlukan pelepasan, tetapi konduktor bumi yang dijepit diperlakukan dapat membawa arus dan bertegangan, sehingga prasyarat pengukuran bertegangan tetap berlaku. Uji lingkar dan uji RCD adalah uji hidup (live test) yang mensyaratkan tegangan jaringan, sehingga hanya dilakukan personel kompeten yang ditugaskan, dengan alat berkategori ukur sesuai, kabel uji layak, APD, dan area kerja yang dikendalikan.

    Apa yang diuji: lingkar arus gangguan

    Pada sistem TN, arus gangguan ke badan mesin kembali ke trafo melalui logam: lin ke titik gangguan, PE ke terminal pembumian utama, lalu PEN jaringan ke titik netral trafo. Impedans lingkar gangguan (fault loop impedance) ZsZ_\text{s} adalah impedansi jalur itu, yang menurut PUIL 2020 411.4.4 terdiri atas sumber, konduktor lin sampai titik gangguan, dan konduktor proteksi kembali ke sumber; klausul itu mensyaratkan Zs×Ia≤U0Z_\text{s}\times I_\text{a}\le U_0, dengan IaI_\text{a} arus yang membuat gawai memutus dalam waktu yang ditetapkan. Pada sistem TT, arus gangguan kembali lewat elektrode dan tanah, dan 411.5.3 mensyaratkan RA×IΔn≤50R_\text{A}\times I_{\Delta\text{n}}\le50 V, dengan RAR_\text{A} jumlah resistansi elektrode dan konduktor proteksi ke bagian konduktif terbuka.

    Pada TN, angka elektrode bukan kriteria pemutusan otomatis, meskipun elektrode tetap berperan saat PEN jaringan putus (Bab 20 tentang sistem pembumian). PUIL 2020 132.2.3 dan 313.1.1 juga meminta impedans lingkar gangguan bumi di hulu awal instalasi dan arus hubung pendek prospektif diketahui. Untuk pemeriksaan silang, ZsZ_\text{s} diperkirakan:

    Zs≈Ze+(R1+R2),R1+R2=ρθ L(1A1+1A2)Z_\text{s} \approx Z_\text{e} + (R_1 + R_2), \qquad R_1 + R_2 = \rho_\theta\, L \left( \frac{1}{A_1} + \frac{1}{A_2} \right)

    dengan ZeZ_\text{e} impedansi lingkar di luar instalasi, diukur di awal instalasi; R1R_1 dan R2R_2 resistansi lin dan PE dari awal sirkit sampai titik uji; ρθ\rho_\theta resistivitas tembaga, sekitar 0,0178 Ω mm2/m0{,}0178\,\Omega\,\text{mm}^2/\text{m} pada 20 °C dan naik sekitar 0,39 % per kelvin; LL panjang sirkit (m); A1A_1, A2A_2 penampang lin dan PE (mm²); impedansi dalam Ω. Reaktansi kabel sirkit akhir dianggap kecil, dan penjumlahan besaran sedikit melebihi penjumlahan fasor (Bab 5), sehingga hasilnya konservatif.

    Uji mati dulu, uji hidup kemudian

    IEC 60364-6:2016, 6.4.3.1, menyarankan urutan kontinuitas konduktor, resistansi isolasi, polaritas, lalu keefektifan pemutusan otomatis dan proteksi tambahan, urutan fasa, dan uji fungsi; bila satu uji gagal, uji itu dan uji sebelumnya yang mungkin terpengaruh diulang setelah perbaikan. PUIL 2020 9.4.3.2 memasukkan pembumian, kesinambungan sirkit, dan fungsi proteksi ke pemeriksaan sebelum instalasi dialiri.

    Alasannya fisik: uji lingkar dan uji RCD mengalirkan arus dari lin ke PE. Bila PE putus, arus uji tidak mengalir, sehingga PE di hilir putusan dan semua badan logam yang tersambung padanya naik sampai tegangan fasa selama alat menyambungkan beban ujinya, dan RCD tidak memutus karena tidak ada arus sisa. Bila PE hanya beresistansi tinggi, badan logam naik sebagian besar tegangan fasa selama arus uji mengalir. IEC 61557-3:2019, 4.4, meminta alat menghindari tegangan gangguan di atas batas tegangan sentuh di titik uji, tetapi perlindungan alat tidak menggantikan bukti bahwa PE utuh.

    Kontinuitas konduktor proteksi dan ikatan

    IEC 60364-6, 6.4.3.2, meminta kontinuitas konduktor proteksi dan sambungannya ke bagian konduktif terbuka diverifikasi dengan pengukuran resistansi. Alat menurut IEC 61557-4:2019 bertegangan rangkaian terbuka 4 sampai 24 V dengan arus ukur tidak kurang dari 0,2 A pada jangkauan terendah, cukup untuk membedakan sambungan layak dari sambungan yang hanya bersentuhan ringan, hal yang tidak dapat dilakukan bunyi kontinuitas multimeter di Bab 15.

    Pada cara R1+R2R_1+R_2, lin dan PE sirkit dihubungkan sementara di PHB, lalu resistansi antara kontak lin dan kontak PE diukur di setiap titik sirkit; nilai terbesar, biasanya di titik terjauh, adalah R1+R2R_1+R_2, sekaligus bukti polaritas. Pada cara kabel panjang, untuk konduktor ikatan, alat disambung ke terminal pembumian utama dan, lewat kabel uji panjang, ke setiap bagian yang harus terhubung: badan mesin, pipa air, pipa uap, rangka logam.

    Resistansi kabel uji dinolkan atau dikurangkan, hasil dibandingkan dengan nilai harapan dari rumus, dan suhu ruang dicatat. Nilai jauh di atas harapan menunjuk sambungan longgar atau penampang lebih kecil dari gambar; nilai jauh di bawahnya dapat berarti konduit logam atau rangka bangunan menutupi PE yang putus.

    Resistansi elektrode bumi

    Menurut definisi PUIL 2020 Bagian 1, resistansi elektrode bumi (earth electrode resistance) adalah resistansi antara elektrode atau sistem pembumian dan bumi acuan, sedangkan resistansi pembumian adalah jumlah resistansi elektrode dan konduktor bumi. Hampir seluruh resistansi terkumpul di tanah dekat elektrode (daerah resistansi); bumi acuan adalah tanah di luar daerah itu.

    Pada metode tiga kutub (fall-of-potential method), alat mengalirkan arus bolak-balik dari terminal E di elektrode ke pasak arus C pada jarak DD, dengan pasak potensial P segaris pada jarak xx, lalu menampilkan R=VEP/IR=V_\text{EP}/I. IEC 61557-5:2019 mensyaratkan keluaran bolak-balik, tegangan rangkaian terbuka dibatasi 50 V efektif atau arus hubung singkatnya 3,5 mA, ketidakpastian operasi tidak lebih dari ±30 %, dan kemampuan mengenali resistansi pasak bantu yang melebihi batas. Untuk elektrode setengah bola beradius aa di tanah homogen beresistivitas ρ\rho, bacaannya

    Rbaca(x)=ρ2π(1a−1D−1x+1D−x)R_\text{baca}(x) = \frac{\rho}{2\pi}\left(\frac{1}{a} - \frac{1}{D} - \frac{1}{x} + \frac{1}{D - x}\right)

    Suku pertama adalah resistansi sebenarnya, ρ/(2πa)\rho/(2\pi a); tiga suku lainnya saling meniadakan bila

    u=xD,u2+u−1=0  ⇒  u=5−12≈0,618u = \frac{x}{D}, \qquad u^2 + u - 1 = 0 \;\Rightarrow\; u = \frac{\sqrt{5} - 1}{2} \approx 0{,}618

    Itulah asal aturan 62 %. Tanah nyata berlapis dan elektrode berupa batang, sehingga 62 % adalah titik awal, bukan jaminan.

    Karena itu P digeser ke kedua arah, misalnya 52 %, 62 %, dan 72 % dari DD. Bila daerah resistansi elektrode dan pasak arus tidak tumpang tindih, ketiga bacaan hampir sama dan rata-ratanya dicatat; bila bacaan terus naik tanpa daerah datar, keduanya tumpang tindih dan DD diperbesar. Satu artikel teknik menganjurkan DD sekurang-kurangnya sepuluh kali dimensi terpanjang elektrode, sekitar 30 m untuk batang 3 m. PUIL 2000 3.21.3.1.1 meminta elektrode bantu sekurang-kurangnya 20 m dari elektrode batang dan sekitar tiga kali garis tengah susunan pita.

    Bacaan yang melompat biasanya bersumber pada tegangan interferensi di tanah, resistansi pasak bantu terlalu tinggi karena tanah kering atau pasak dangkal, atau jepit berkarat dan longgar. Batas tegangan interferensi dinyatakan pabrikan alat, dan tegangan tanah serta resistansi pasak bantu diperiksa sebelum mengukur. Bacaan yang tidak stabil tidak dirata-ratakan menjadi angka resmi; penyebabnya dihilangkan dulu.

    Pada sistem TN-C-S, elektrode pelanggan tersambung ke terminal pembumian utama dan PEN jaringan yang dibumikan di banyak titik, sehingga metode tiga kutub pada elektrode yang masih tersambung membaca paralel elektrode itu dengan seluruh pembumian jaringan, bukan batang pelanggan. Untuk mengukur batang saja, konduktor bumi dilepas. Membebaskan instalasi tidak memutus PEN jaringan, karena PUIL 2020 411.4.3 melarang gawai sakelar pada konduktor PEN; arus netral pelanggan lain atau PEN yang putus di jaringan tetap dapat mengalir lewat elektrode dan memunculkan tegangan berbahaya di celah saat konduktor bumi dibuka. Karena itu pelepasan hanya dilakukan saat seluruh instalasi dibebaskan, dikunci, dan terbukti bebas tegangan menurut Bab 2 · Keselamatan dan Bab 14 (prosedur penguncian di Bab 76 tentang kerja aman), setelah arus di konduktor bumi diperiksa dengan tang arus bocor seperti di Bab 16 dan terbukti mendekati nol, tanpa tubuh menjembatani kedua sisi celah, dan kontinuitas sambungan dibuktikan lagi sebelum instalasi dienergikan.

    Metode jepit (clamp-on method) menghindari pelepasan: tang khusus menginduksikan tegangan pada lingkar konduktor bumi, elektrode, tanah, dan pembumian lain yang paralel, lalu mengukur arusnya. Bacaannya adalah resistansi elektrode yang dijepit ditambah paralel elektrode lain dan konduktor penghubung, sehingga mendekati resistansi elektrode hanya bila elektrode lain jauh lebih rendah. Metode ini tidak dapat dipakai pada batang tunggal sistem TT tanpa jalur balik, dan bacaan yang sangat kecil dapat berarti tang menjepit lingkar logam, bukan tanah.

    Satu uji laboratorium pada tanah merah mencatat resistivitas naik sampai 30 kali saat kadar air turun dari 20 % ke 10 %. Catatan uji elektrode karena itu memuat tanggal, cuaca beberapa hari terakhir, keadaan tanah, DD, posisi P, ketiga bacaan, dan tegangan interferensi; pengukuran berkala dibandingkan pada musim yang sama.

    Impedansi lingkar gangguan

    Alat uji lingkar mengukur tegangan fasa-PE tanpa beban, lalu selama beberapa puluh milidetik memasang resistor uji di antara lin dan PE dan mengukur tegangan serta arusnya:

    Zs=Utanpa beban−UberbebanIujiZ_\text{s} = \frac{U_\text{tanpa beban} - U_\text{berbeban}}{I_\text{uji}}

    dengan tegangan dalam V, arus dalam A, dan ZsZ_\text{s} dalam Ω. Rangkaian voltmeter, amperemeter, dan resistor dengan prinsip ini tidak dirakit sendiri; alat IEC 61557-3 membatasi durasi, arus, dan tegangan gangguan yang timbul, dengan ketidakpastian operasi ±30 %. Penurunan tegangannya kecil: resistor uji 23 Ω pada lingkar 0,83 Ω mengalirkan sekitar 10 A dan menurunkan sekitar 8 V. Tegangan suplai yang naik-turun akibat mesin lain langsung terbaca sebagai kesalahan impedansi, sehingga bacaan diulang sekurang-kurangnya tiga kali dan sebarannya dicatat.

    ZeZ_\text{e} diukur di awal instalasi dan ZsZ_\text{s} di titik terjauh setiap sirkit. Pada sirkit ber-RCD 30 mA, arus uji beberapa ampere dari lin ke PE adalah arus sisa, sehingga RCD memutus. Menjembatani RCD supaya uji berjalan tidak boleh dilakukan. Jalan yang sah adalah mode arus rendah (no-trip), atau menentukan ZsZ_\text{s} dari impedansi di PHB ditambah R1+R2R_1+R_2 hasil uji mati. Mode arus rendah bersebaran besar: pada 15 mA penurunan hanya 12 mV, sehingga fluktuasi suplai 0,23 V setara kesalahan sekitar 15 Ω tanpa perataan panjang. Pedoman instalasi Inggris mengingatkan bahwa R1+R2R_1+R_2 tidak boleh dihitung dengan mengurangkan ZeZ_\text{e} dari ZsZ_\text{s} terukur, karena ZsZ_\text{s} memuat jalur paralel.

    Hasil dicatat bersama titik ukur, mode alat, ketiga bacaan, suhu ruang, dan perkiraan Ze+(R1+R2)Z_\text{e}+(R_1+R_2). Perbandingan dengan ZsZ_\text{s} maksimum dari IaI_\text{a} pengaman, termasuk koreksi karena konduktor lebih panas saat gangguan, ada di Bab 21.

    Arus gangguan prospektif

    Arus gangguan prospektif (prospective fault current) IpfI_\text{pf} adalah arus fasa-PE yang dihitung dari impedans lingkar terukur. Alat umumnya juga mengukur lingkar fasa-netral untuk arus hubung pendek prospektif IpscI_\text{psc}:

    Ipf=U0Zs,Ipsc=U0ZLN=U0ZL+ZN,I3f≈U0ZL=2 Ipsc bila ZN=ZLI_\text{pf} = \frac{U_0}{Z_\text{s}}, \qquad I_\text{psc} = \frac{U_0}{Z_\text{LN}} = \frac{U_0}{Z_\text{L} + Z_\text{N}}, \qquad I_\text{3f} \approx \frac{U_0}{Z_\text{L}} = 2\,I_\text{psc} \ \text{bila}\ Z_\text{N} = Z_\text{L}

    dengan ZLZ_\text{L} dan ZNZ_\text{N} bagian fasa dan netral lingkar fasa-netral ZLNZ_\text{LN}, dan U0=230U_0=230 V; gangguan tiga fasa simetris hanya dibatasi ZLZ_\text{L}. Tegangan yang dipakai alat, nominal atau terukur, dicatat. Bila netral berpenampang lebih kecil atau lebih resistif daripada fasa, perkiraan ini terlalu kecil dan tidak boleh dipakai memilih kapasitas pemutusan; bila impedansi trafo mendominasi, hasilnya terlalu besar sehingga tetap di sisi aman. Arus terbesar, di awal instalasi dan PHB, dibandingkan dengan kapasitas pemutusan gawai (Bab 24 tentang arus hubung pendek); arus gangguan terkecil, di ujung sirkit, menentukan apakah pengaman memutus cukup cepat (Bab 21).

    Uji RCD

    Tombol uji mengalirkan arus lewat resistor internal yang memintas trafo arus jumlah; ia menguji mekanisme, tetapi tidak mengukur waktu atau arus pemutusan dan tidak membuktikan PE tersambung. Arus operasi sisa pengenal (rated residual operating current) IΔnI_{\Delta\text{n}} adalah arus sisa yang harus membuat RCD memutus. Alat uji RCD mengalirkan arus sisa terkendali dari lin ke PE di hilir RCD, dan IEC 61557-6:2019 memintanya mengukur waktu pemutusan pada IΔnI_{\Delta\text{n}}, menunjukkan apakah RCD memutus pada arus yang tidak melebihi IΔnI_{\Delta\text{n}} dan apakah tegangan gangguan pada IΔnI_{\Delta\text{n}} tidak melebihi batas tegangan sentuh konvensional ULU_\text{L}, serta mampu memberi lima kali arus pengenal untuk RCD proteksi tambahan sampai 30 mA.

    Arus ujiYang diharapkan dan dicatatPerilaku alat menurut IEC 61557-6
    0,5 IΔn0{,}5\,I_{\Delta\text{n}}Tidak memutusDurasi minimal 0,3 s (umum) atau 0,5 s (tipe S)
    IΔnI_{\Delta\text{n}}Memutus; waktu (ms) pada 0° dan 180°Durasi dibatasi waktu pemutusan maksimum yang diizinkan
    5 IΔn5\,I_{\Delta\text{n}}Memutus; waktu (ms) pada 0° dan 180°Durasi dibatasi 40 ms
    Naik bertahap (arus sinus)Memutus di antara 0,5 dan 1,0 IΔnI_{\Delta\text{n}} menurut standar gawai; arus saat memutus (mA)Ketidakpastian ukur arus ±10 % IΔnI_{\Delta\text{n}}

    Rentang itu untuk arus uji sinus. Rentang untuk arus setengah gelombang pada RCD tipe A dan batas waktu pemutusan menurut standar gawai, IEC 61008-1 dan IEC 61009-1 edisi 2024, dibahas di Bab 22 tentang RCD. PUIL 2020 411.4.4 mencatat arus gangguan sisa pada sistem TN jauh di atas 5IΔn5I_{\Delta\text{n}}, dan Catatan 4 pada 411.5.3 mengaitkan waktu pemutusan Tabel 41.1 dengan arus sisa prospektif yang tipikal 5IΔn5I_{\Delta\text{n}}. Uji 5IΔn5I_{\Delta\text{n}} meniru gangguan nyata; uji IΔnI_{\Delta\text{n}} memeriksa kepekaan.

    Waktu pemutusan bergantung pada titik gelombang saat arus uji dimulai, sehingga IEC 61557-6 meminta arus uji dinyalakan pada lintasan nol; alat umumnya menyediakan lintasan nol naik (0°) dan turun (180°), dan nilai terbesar yang dicatat. Standar itu juga mengatur bentuk arus uji: sinus, setengah gelombang kedua polaritas untuk tipe A, dan arus searah halus yang naik untuk tipe B.

    Arus uji mengalir lewat PE dan, pada sistem TT, lewat elektrode ke tanah, sehingga semua badan logam yang tersambung ke PE itu naik potensialnya. Kenaikan itu disebut tegangan gangguan (fault voltage) UFU_\text{F}; pada sistem TT besarnya

    UF=Iuji×RAU_\text{F} = I_\text{uji} \times R_\text{A}

    sedangkan pada sistem TN arus kembali lewat logam dan kenaikannya jauh lebih kecil. IEC 61557-6, 4.5, meminta pencegahan bahaya tegangan gangguan di atas ULU_\text{L}, dengan pemutusan otomatis atau arus awal dibatasi 3,5 mA untuk mengukur lebih dulu. Selama uji, tidak seorang pun boleh menyentuh badan mesin, pipa, atau rangka logam; di laundry, mesin lain yang berbagi PE dan pipa air yang terhubung ikut naik. Arus bocor peralatan di hilir RCD menjumlah dengan arus uji, sehingga beban dilepas dulu dan arus bocornya diukur tersendiri dengan tang arus bocor seperti di Bab 16.

    Contoh kerja

    Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya. Uji mati dilakukan setelah sirkit, dan untuk uji elektrode seluruh instalasi, dibebaskan, dikunci, dan terbukti bebas tegangan; uji hidup dilakukan personel kompeten dengan alat IEC 61557 berkategori ukur sesuai, APD, dan area yang dikosongkan.

    Contoh 1: kontinuitas sirkit mesin cuci. Laundry di pembuka bab bersistem TN-C-S 230/400 V. Sirkit satu fasa ke terminal mesin cuci 1 berasal dari PHB cabang, memakai kabel tembaga L, N, PE masing-masing 2,5 mm² sepanjang 28 m, dilindungi MCB 16 A dan RCD 30 mA tipe A; suhu ruang 30 °C. Uji ini membuktikan PE utuh sebelum uji hidup.

    R1+R2=0,0178×28×(12,5+12,5)=0,3987 Ω,0,3987×(1+0,00393×10)=0,414 ΩR_1 + R_2 = 0{,}0178 \times 28 \times \left(\frac{1}{2{,}5} + \frac{1}{2{,}5}\right) = 0{,}3987\ \Omega, \qquad 0{,}3987 \times (1 + 0{,}00393 \times 10) = 0{,}414\ \Omega

    Dengan sambungan sementara L-PE di PHB dan kabel uji dinolkan, terbaca 0,42 Ω di terminal mesin, sekitar 1 % di atas harapan pada 30 °C: PE utuh. Ikatan pipa air ke terminal pembumian utama terbaca 0,06 Ω. Kedua angka dinilai di Bab 29. Sambungan sementara dilepas dan pelepasannya dicatat.

    Contoh 2: resistansi batang pembumian laundry. Elektrodenya batang 3 m. Konduktor bumi dilepas dengan instalasi bebas tegangan dan terkunci. Percobaan pertama meniru laporan lama: dengan D=10D=10 m dan P di 5,2; 6,2; 7,2 m terbaca 26, 31, 38 Ω, naik terus tanpa daerah datar, sehingga ditolak. Percobaan kedua: D=30D=30 m, P di 15,6; 18,6; 21,6 m (52, 62, 72 %), tegangan interferensi 1,2 V, resistansi pasak dalam batas alat. Terbaca 33,1; 34,0; 35,6 Ω, menyimpang −2,6 % dan +4,7 % dari bacaan tengah, sehingga daerah datar tercapai:

    RE=33,1+34,0+35,63=34,2 ΩR_\text{E} = \frac{33{,}1 + 34{,}0 + 35{,}6}{3} = 34{,}2\ \Omega

    Angka ini wajar untuk batang 3 m di tanah sekitar 100 Ω·m; karena diukur dua hari setelah hujan, angka kemarau diperkirakan lebih tinggi, sehingga diukur ulang saat kemarau. Konduktor bumi disambung kembali dan kontinuitasnya dibuktikan sebelum instalasi dienergikan. Angka 3,8 Ω di laporan lama tidak dapat dipakai: jaraknya terlalu dekat dan status sambungan ke PEN tidak tercatat.

    Contoh 3: impedansi lingkar sirkit mesin cuci. Lingkar fasa-PE di rel PHB cabang, di hulu RCD, terbaca 0,41 Ω; lingkar fasa-netral di titik itu 0,38 Ω. Di terminal mesin, dengan mode arus rendah, terbaca 0,86; 0,79; 0,83 Ω. Perkiraan dari impedansi di PHB ditambah R1+R2R_1+R_2 uji mati, 0,41+0,42=0,830{,}41+0{,}42=0{,}83 Ω, cocok dengan rata-rata bacaan 0,83 Ω, dan sebaran 0,07 Ω, sekitar 8 %, masih dalam ketidakpastian alat. Untuk penilaian di Bab 21 dicatat nilai terbesar, 0,86 Ω.

    Contoh 4: arus prospektif sirkit mesin cuci. Dari bacaan Contoh 3, arus gangguan prospektif di terminal mesin disiapkan untuk Bab 21 dan arus di PHB cabang untuk Bab 24:

    Ipf=2300,86=267 A,Ipsc,PHB=2300,38=605 A,I3f,PHB≈2×605=1 210 AI_\text{pf} = \frac{230}{0{,}86} = 267\ \text{A}, \qquad I_\text{psc,PHB} = \frac{230}{0{,}38} = 605\ \text{A}, \qquad I_\text{3f,PHB} \approx 2 \times 605 = 1\,210\ \text{A}

    Contoh 5: uji RCD sirkit mesin cuci. Mesin dilepas. Pada 0,5IΔn0{,}5I_{\Delta\text{n}} RCD tidak memutus pada 0° maupun 180°; pada IΔnI_{\Delta\text{n}} memutus 28 ms (0°) dan 35 ms (180°); pada 5IΔn5I_{\Delta\text{n}} 14 ms dan 17 ms; uji naik bertahap memutus pada 22 mA (0,73IΔn0{,}73I_{\Delta\text{n}}); tegangan gangguan 0,1 V; tombol uji memutus. Yang dicatat adalah 35 ms dan 17 ms, nilai terbesar dari 0° dan 180°, dengan keterangan beban dilepas.

    Contoh 6: kontinuitas di atas harapan pada sirkit oven dapur hotel. Sirkit oven memakai lin 4 mm² dan PE 2,5 mm² tembaga sepanjang 22 m, dan suhu ruang 32 °C.

    R1+R2=0,0178×22×(14+12,5)=0,255 Ω,0,255×(1+0,00393×12)=0,27 ΩR_1 + R_2 = 0{,}0178 \times 22 \times \left(\frac{1}{4} + \frac{1}{2{,}5}\right) = 0{,}255\ \Omega, \qquad 0{,}255 \times (1 + 0{,}00393 \times 12) = 0{,}27\ \Omega

    Alat dengan kabel uji dinolkan membaca 0,58 Ω, sekitar 2,2 kali harapan. Sesuai Kondisi berhenti butir 1, uji hidup ditunda dan sambungan PE sepanjang sirkit diperiksa. Setelah terminal PE yang longgar di kotak sambung dikencangkan, bacaan menjadi 0,27 Ω, sama dengan harapan, dan pengujian dilanjutkan.

    Kondisi berhenti

    Hentikan pengujian, atau jangan memulainya, bila salah satu keadaan berikut ditemukan; perbaikan dan uji ulangnya dikerjakan personel kompeten yang ditugaskan.

    1. Kontinuitas PE atau ikatan terbaca putus, atau jauh di atas harapan tanpa penjelasan. Uji hidup tidak dilakukan dan sirkit tidak dienergikan sampai diperbaiki dan diuji ulang.
    2. Sambungan sementara L-PE dari uji R1+R2R_1+R_2 belum dilepas atau pelepasannya tidak tercatat.
    3. Alat uji menampilkan tegangan pada PE, polaritas salah, lingkar terbuka, atau tegangan gangguan di atas ULU_\text{L}, atau menghentikan uji sendiri. Keadaan itu diperlakukan sebagai gangguan aktif; sirkit dibebaskan dan penyebabnya dicari.
    4. RCD tidak memutus pada IΔnI_{\Delta\text{n}} atau saat tombol uji ditekan, atau, pada arus uji sinus, arus pemutusannya melebihi IΔnI_{\Delta\text{n}}. Sirkit tidak dibiarkan beroperasi, dan RCD tidak diganti dengan yang kurang peka.
    5. Uji hanya dapat dilakukan dengan menjembatani RCD atau gawai proteksi lain.
    6. Orang lain dapat menyentuh badan mesin, pipa, rangka logam, atau lantai basah di area yang PE-nya sedang dialiri arus uji.
    7. Konduktor bumi atau ikatan akan dilepas saat instalasi bertegangan, konduktor bumi masih mengalirkan arus yang terukur dengan tang sebelum dilepas, atau instalasi akan dienergikan sebelum sambungan itu dipasang kembali dan kontinuitasnya dibuktikan.
    8. Alat tidak memenuhi bagian IEC 61557 yang sesuai, kategori ukurnya lebih rendah dari titik ukur menurut Bab 14, atau kabel uji rusak.
    9. Bacaan elektrode tidak stabil, tegangan interferensi melebihi batas alat, atau resistansi pasak bantu ditandai terlalu tinggi.
    10. Ada petir atau awan badai saat kabel pasak bantu puluhan meter terbentang di halaman.

    Salah tafsir yang sering terjadi

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

    Common misconception

    Resistansi pembumian harus ≤5 Ω untuk semua sistem.

    Why is it wrong?

    Angka 5 Ω berasal dari PUIL 2000 3.13.2.10 untuk resistansi pembumian total seluruh sistem PEN jaringan distribusi (10 Ω di tanah beresistivitas tinggi), bukan batang pelanggan; PUIL 2020 Bagian 4-41 memakai kriteria tegangan sentuh, 411.5.3 untuk TT dan 411.4.4 untuk TN.

    Common misconception

    Angka elektrode kecil, jadi sistem TN lulus.

    Why is it wrong?

    Pada TN, arus gangguan kembali lewat PE dan PEN; elektrode 2 Ω tidak menolong PE yang putus di kotak kontak.

    Common misconception

    RCD memutus saat uji lingkar, jadi RCD harus dijembatani dulu.

    Why is it wrong?

    Pemutusan itu tanda RCD bekerja; pakai mode arus rendah atau penjumlahan Ze+(R1+R2)Z_\text{e}+(R_1+R_2).

    Common misconception

    Kontinuitas baik bila penguji isolasi menunjukkan nol.

    Why is it wrong?

    Nol pada skala megaohm hanya berarti jauh di bawah satu megaohm; sambungan 5 Ω pun terbaca nol.

    Hubungan dengan bab lain

    Dasar bab ini adalah Bab 1 (tegangan, arus, resistansi, dan daya), Bab 5 (reaktansi dan impedansi), Bab 14 sampai Bab 17 (keselamatan alat ukur, multimeter, tang ampere, dan uji resistansi isolasi), serta Bab 1 · Keselamatan dan Bab 2 · Keselamatan (energi tersimpan dan verifikasi keadaan aman). Penguncian dan izin kerja ada di Bab 76. Hasilnya dinilai di Bab 20 sampai Bab 22 (sistem pembumian, proteksi kejut listrik, dan RCD), Bab 24 (arus hubung pendek), dan Bab 29 (ikatan ekuipotensial), dalam urutan Bab 39 (pemeriksaan dan pengujian instalasi), lalu dipakai Bab 80 dan Bab 81 (diagnosis instalasi dan pemeliharaan).

    Latihan dan pembahasan

    Tuliskan rumus, satuan, dan asumsi. Setiap uji bertegangan dalam soal dianggap dilakukan personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD.

    Try to answer first, then open the worked solution.

    1. Sirkit berlin 4 mm² dan PE 2,5 mm² tembaga sepanjang 40 m terbaca 0,64 Ω di titik terjauh tanpa penolan; kabel uji 0,18 Ω. Hitung harapan R1+R2R_1+R_2 pada 20 °C dan bacaan terkoreksi, lalu tafsirkan.

      See the worked solution

      Harapan 0,0178×40×(1/4+1/2,5)=0,4630{,}0178 \times 40 \times (1/4+1/2{,}5)=0{,}463 Ω, dan bacaan setelah dikurangkan 0,64−0,18=0,460{,}64-0{,}18=0{,}46 Ω cocok, jadi lin dan PE utuh dengan penampang sesuai. Tanpa pengurangan, 0,64 Ω tampak 38 % di atas harapan.

    2. Uji tiga kutub dengan D=20D=20 m memberi dua set bacaan pada P di 52, 62, dan 72 %: (a) 18,2; 18,6; 19,1 Ω; (b) 12; 17; 26 Ω. Apakah tiap set dapat dicatat, dan apa tindakan berikutnya?

      See the worked solution

      (a) Simpangan terhadap bacaan tengah −2,2 % dan +2,7 %, jadi daerah datar tercapai dan rata-rata 18,6 Ω dicatat. (b) Bacaan naik terus tanpa daerah datar, tanda daerah resistansi tumpang tindih; hasil tidak dicatat, DD diperbesar, dan uji geser diulang.

    3. Impedansi lingkar di PHB cabang 0,35 Ω dan R1+R2R_1+R_2 sebuah sirkit 0,62 Ω, sedangkan uji lingkar di ujungnya membaca 1,88; 1,92; 1,90 Ω. Bandingkan perkiraan dan bacaan ZsZ_\text{s}, hitung IpfI_\text{pf} dari keduanya, lalu tentukan tindakan.

      See the worked solution

      Perkiraan 0,35+0,62=0,970{,}35+0{,}62=0{,}97 Ω, sedangkan rata-rata terukur 1,90 Ω, hampir dua kali dan di luar ketidakpastian alat; IpfI_\text{pf} perkiraan 230/0,97=237230/0{,}97=237 A dan terukur 230/1,90=121230/1{,}90=121 A. Selisihnya menunjuk sambungan buruk di bagian yang tidak tercakup uji R1+R2R_1+R_2, misalnya terminal masuk MCB atau RCD. Sirkit dibebaskan, sambungan diperiksa, lalu kedua uji diulang sebelum angka dinilai.

    4. Uji RCD 30 mA: pada 0,5IΔn0{,}5I_{\Delta\text{n}} tidak memutus; pada IΔnI_{\Delta\text{n}} tidak memutus selama durasi uji; pada 5IΔn5I_{\Delta\text{n}} memutus 18 ms; tombol uji memutus. Pilih: (A) layak karena memutus pada 5IΔn5I_{\Delta\text{n}} dan tombol; (B) gagal karena tidak memutus pada arus operasi sisa pengenalnya; (C) hasil IΔnI_{\Delta\text{n}} diabaikan karena gangguan nyata di atas 5IΔn5I_{\Delta\text{n}}; (D) terlalu peka.

      See the worked solution

      B. RCD yang tidak memutus pada IΔnI_{\Delta\text{n}}, arus yang harus membuatnya memutus, tidak memberi proteksi pada gangguan berarus kecil, misalnya lewat tubuh di lantai basah. A salah karena uji 5IΔn5I_{\Delta\text{n}} dan tombol tidak menguji kepekaan; C salah karena catatan PUIL 2020 tentang 5IΔn5I_{\Delta\text{n}} menyangkut waktu pemutusan pada gangguan logam, bukan alasan mengabaikan kepekaan; D salah karena RCD terlalu peka justru memutus pada 0,5IΔn0{,}5I_{\Delta\text{n}}. Ini kondisi berhenti.

    5. Kios laundry bersistem TT mempunyai RA=120R_\text{A}=120 Ω. Hitung tegangan badan mesin selama uji pada IΔnI_{\Delta\text{n}} dan 5IΔn5I_{\Delta\text{n}} untuk RCD 30 mA dan 100 mA, lalu jelaskan artinya bagi alat uji dan orang di sekitar mesin.

      See the worked solution

      UF=I×RAU_\text{F}=I\times R_\text{A} memberi 3,6 V dan 18 V untuk RCD 30 mA, serta 12 V dan 60 V untuk RCD 100 mA. Uji 5IΔn5I_{\Delta\text{n}} pada RCD 100 mA menaikkan badan mesin di atas 50 V, sehingga alat IEC 61557-6 harus mencegahnya setelah pengukuran awal berarus kecil. Selama uji, semua badan logam yang berbagi PE bertegangan terhadap tanah, jadi tidak boleh disentuh. Angka RAIΔnR_\text{A}I_{\Delta\text{n}}, 3,6 V dan 12 V, dicatat untuk dinilai terhadap 411.5.3 di Bab 21.

    6. Seorang teknisi ingin mengukur batang pelanggan pada instalasi TN-C-S yang sedang beroperasi dengan melepas konduktor bumi. Rekannya menjepit tang pembumian pada konduktor bumi dan membaca 1,6 Ω, padahal batang tunggal 3 m di tanah itu diperkirakan sekitar 30 Ω. Nilai kedua rencana dan tafsirkan 1,6 Ω.

      See the worked solution

      Rencana pertama tidak boleh: konduktor bumi yang terlepas dapat memunculkan tegangan berbahaya di celahnya, bahkan dari PEN jaringan; pelepasan hanya saat seluruh instalasi dibebaskan dan dikunci, arus konduktor bumi terukur mendekati nol, dan kontinuitas dibuktikan kembali sebelum dienergikan. Metode jepit membaca resistansi batang ditambah paralel pembumian lain, sehingga tidak mungkin lebih kecil dari resistansi batang itu; 1,6 Ω, jauh di bawah sekitar 30 Ω, hampir pasti berasal dari lingkar logam yang terjepit, misalnya ikatan pipa air yang kembali ke terminal pembumian utama. Titik jepit dipindah ke konduktor yang hanya menuju batang, atau batang diukur tiga kutub saat instalasi bebas tegangan. Penjepitan itu sendiri sah dilakukan pada instalasi beroperasi oleh personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD.

    Referensi

    External sources

    • IEC 60364-6:2016 (Ed. 2.0), Low-voltage electrical installations, Part 6: Verification, pratinjau tekscdn.standards.iteh.ai
    • IEC 61557-3:2019 (Ed. 3.0), Part 3: Loop impedance, pratinjau tekscdn.standards.iteh.ai
    • IEC 61557-4:2019 (Ed. 3.0), Part 4: Resistance of earth connection and equipotential bonding, pratinjau tekscdn.standards.iteh.ai
    • IEC 61557-5:2019 (Ed. 3.0), Part 5: Resistance to earth, pratinjau tekscdn.standards.iteh.ai
    • EEPower, An Introduction to the Fall-of-Potential Method (sekunder)eepower.com
    • ELEK, Testing of Earthing Systems (sekunder)elek.com
    • IET Wiring Matters 105 (Mei 2025), Minimizing unnecessary live testing for initial verification (sekunder)electrical.theiet.org
    • IEC 61557-6:2019 (Ed. 3.0), Part 6: Effectiveness of residual current devices (RCD) in TT, TN and IT systems, pratinjau tekscdn.standards.iteh.ai
    • IEC 61009-1:2024 (Ed. 4.0), Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection (RCBOs), Part 1: General ruleswebstore.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). Uji pembumian, impedansi lingkar gangguan, dan uji RCD. ARSTEMA Academy. Revised October 29, 2026. arstema.com/academy/konsep/uji-pembumian-impedans-lingkar-gangguan-dan-uji-rcd

    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

    Safety limits still apply. This quiz tests reasoning; it doesn’t authorize mixing, adjusting, dismantling, live measurement, or field action.

    1

    Sirkit berlin 4 mm² dan PE 2,5 mm² tembaga sepanjang 40 m terbaca 0,64 Ω di titik terjauh tanpa penolan; kabel uji 0,18 Ω. Hitung harapan R1+R2R_1+R_2 pada 20 °C dan bacaan terkoreksi, lalu tafsirkan.

    2

    Uji tiga kutub dengan D=20D=20 m memberi dua set bacaan pada P di 52, 62, dan 72 %: (a) 18,2; 18,6; 19,1 Ω; (b) 12; 17; 26 Ω. Apakah tiap set dapat dicatat, dan apa tindakan berikutnya?

    3

    Impedansi lingkar di PHB cabang 0,35 Ω dan R1+R2R_1+R_2 sebuah sirkit 0,62 Ω, sedangkan uji lingkar di ujungnya membaca 1,88; 1,92; 1,90 Ω. Bandingkan perkiraan dan bacaan ZsZ_\text{s}, hitung IpfI_\text{pf} dari keduanya, lalu tentukan tindakan.

    Self-assessment progress0%

    Nearby chapters

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

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

    PreviousUji resistansi isolasi: tegangan uji dan membaca hasil pada kabel dan motor

    Reading order by shelf: Electrical & Control · Chapter 17.

    Same disciplineTegangan, arus, resistansi, dan daya

    Bab lain dalam Teknik Elektro dan Elektronika.