Sistem pentanahan adalah elemen penting dalam memastikan keselamatan manusia dan
keandalan peralatan listrik di Gardu Induk. Gangguan fasa menuju ground
menyebabkan aliran arus peralatan menuju pentanahan. Hal ini menyebabkan gradien
tegangan yang berbahaya bagi keselamatan personil di switchyard. Di Gardu Induk 150
kV, sistem pentanahan yang digunakan merupakan kombinasi antara grid dan rod,
sesuai dengan standar IEEE Std 80-2013 Guide for Safety in AC Substations Grounding,
yang mensyaratkan nilai resistansi pentanahan maksimum sebesar 1Ω. Penelitian ini
bertujuan untuk mengevaluasi kinerja sistem pentanahan di Gardu Induk 150 kV dan
mengusulkan modifikasi desain resistansi pentanahan menggunakan metode empiris
yang didukung dengan simulasi Finite Element Method atau metode elemen hingga
yang mampu memberikan tampilan profil distribusi medan dalam bentuk 3 dimensi.
Analisis dilakukan dengan mengukur resistivitas tanah, menghitung tegangan sentuh
dan langkah untuk berat badan 50 kg dan 70 kg, tegangan sebenarnya, arus grid, dan
Ground Potential Rise (GPR), serta dilakukan perhitungan manual dan simulasi. Hasil
analisis menunjukkan bahwa desain sistem pentanahan yang ada masih memenuhi
standar IEEE 80-2013 dengan nilai perhitungan manual Rg sebesar 0,4605 Ω, tegangan
sentuh dan langkah sebenarnya masing-masing sebesar 628,15 Volt dan 317,50 Volt.
Selanjutnya modifikasi pada jumlah dan panjang grid-rod dan konfigurasi penanaman
dapat lebih meningkatkan keamanan dan keandalan sistem ditinjau dari aspek nilai
resistansi pentanahan dan tegangan sentuh dan langkah sebenarnya. Dimana hasil desain
sistem pentanahan modifikasi mengalami penurunan nilai perhitungan manual Rg
sebesar 0,4543 Ω, tegangan sentuh dan langkah sebenarnya masing-masing sebesar
570,70 Volt dan 293,23 Volt, dan GPR 5487 Volt. Dengan membandingkan perhitungan
berbagai model konfigurasi sistem pentanahan secara manual dan software simulasi,
penelitian ini memberikan rekomendasi desain yang optimal untuk menurunkan Rg,
tegangan sentuh, tegangan langkah sebenarnya, dan GPR pada Gardu Induk 150 kV
guna meningkatkan efektifitas sistem pentanahan serta melindungi peralatan dan
personel dari risiko tegangan abnormal. Hasil juga memberikan informasi bahwa
semakin panjang dan meningkatnya jumlah konduktor grid-rod dapat menurukan nilai
Rg, Em, Es, dan GPR.
Kata Kunci: Empiris, Finite Element Method, Gardu Induk, Sistem Pentanahan GridRod.
