电动工具（电钻、电锤）产品质量分析报告

国家电动工具质量监督检验中心 尹海霞

上海电动工具研究所 金 轶

电动工具（电钻、电锤）产品质量分析报告

Power Tools(Drill, Hammer) Product Quality Analysis Report

国家电动工具质量监督检验中心 尹海霞

上海电动工具研究所 金 轶

手持式电动工具是由电动机或电磁铁驱动用来做机械功的机械。它被设计成由电动机或电磁铁与机械部分组装成一体、便于携带且能用手握持或悬挂操作的工具。

1 行业特点

1.1 市场潜力大

随着经济全球化不断发展，中国已成为世界主要的电动工具产品出口国和全球电动工具生产基地，行业外向型特征十分明显。我国每年生产的大量电动工具产品中，有80%出口到世界六大洲130个国家或地区，国内也涌现出一些骨干电动工具企业。近年来，随着人们生活水平的提高，电动工具产品的使用范围已从工业领域逐步向日用消费领域过度，如出口产品大多为“DIY”工具，以满足人们家庭小型装修工程或者园艺美化的需要。

1.2 区域特征强

我国电动工具企业主要分布于浙江、江苏、广东、上海等区域，企业数量约在900家以上，其中电钻和电锤的生产企业逾200家，目前持有CCC有效证书的企业约95家。基本以民营和外资为主，企业规模以中小型为主。销售产值2亿元以上的大型企业约10家，3千万元至2亿元的中型企业约20家，其余均为小型企业。浙江省金华市地区和江苏省启东市是电动工具的生产集中地，两个地区的电动工具生产企业数约占全国总量70%以上。

1.3 认证管理早

根据国家的认证管理制度，自2002年起手持式电动工具中的16类产品列入了国家强制性认证管理目录，包括螺丝刀、砂轮机、砂光机、圆锯、电钻、电锤、石材切割机等。在CCC制度实施的前十年中，认证机构共对约500多家企业的电动工具产品颁发5600张证书。电动工具强制性认证制度的实施，推动了电动工具行业采标和贯标的进程，企业的质量管理能力逐步提高，极大地提高了产品的安全性能，降低了产品的风险，同时也规范了电动工具产品的生产和市场秩序，据统计，获证企业的产品市场占有率为70%～80%。

2 质量现状

电动工具是典型的高危产品，对使用者可能产生的危害主要分为电气危害和机械危害两个方面。由于使用时操作者直接握持，如果粉尘和碳粉堆积在带电零件至外壳的通道上，内部带电零件脱落至风口，工作头触及隐蔽墙体的暗线，未配置漏电保护器而带水源操作等，均可能发生触电事故。由于手动进给被加工工件，如果产品防护系统不完善，紧固系统机械强度不合格，或者工作头被加工工件卡住，砂轮片爆裂等，就会对使用者造成机械危害。此外，电动工具也会对环境方面产生危害，包括火灾，噪声和电磁兼容等。

与国外同类产品比较，我国电动工具产品还存在以下方面不足：生产方式、工艺装备、检测手段落后，技术力量较薄弱；专业、半专业工具品种较少，产品单位重量出力较低；产品寿命、可靠性较差，产品的一次故障时间普遍较国外产品短；噪声、振动等技术指标低，不够重视人机工程学应用和环保意识等。

2.1 质量抽查情况

表1是2008年至2013年电动工具产品质量监督情况。由表1数据可见，电动工具行业产品质量状况逐步改善，逐年提高。

表1 电动工具国家抽查情况一览表

据国家电动工具质量监督检验中心和国家电机及机械零部件产品质量监督检验中心共同承担的电动工具（电钻、电锤）产品质量国家监督抽查数据显示：2014年电动工具质量抽查涉及60家企业、60批次产品，其区域分布在上海、江苏、浙江、福建、广东等5个省、直辖市，抽查企业数量约为获得电钻、电锤产品CCC证书企业数量的63.2%。其中，5家企业、5批次产品质量不合格，抽查企业合格率和产品合格率均为91.7%。

抽查的电钻包括属于GB 3883.6标准范围内的电钻和冲击电钻，电锤包括属于GB 3883.7标准范围内的电锤和锤钻。表2为产品分类合格率。

表2 产品类型统计合格率

2.2 产业集中区情况

抽查数据显示：抽查样品来源主要集中在浙江省金华市地区和江苏省启东市，两个地区共抽查了35家生产企业的35批次电动工具产品，分别占抽查总数的38.3%和20.0%。

1）浙江省金华市地区

浙江省金华市地处浙江中部, 是闻名国内外的中国五金产品集散中心，素有“百工之乡”、“五金之都”的美誉。该地区电动工具生产企业为400家左右，主要集中在永康市和武义县，其中全部经营内销的企业、全部经营外销的企业、外销和内销兼顾经营的企业各占三分之一，生产企业规模以中小型为主。

在抽查的23家企业中，大型企业3家，中型企业4家，其余均为小型企业。不合格的产品有3批次，未发现产品有严重质量问题的现象。批次合格率为87.0%，较2013年度降低了2.7个百分点。该地区历年国家质量抽查结果及趋势见表3及图1，可见自2008年以来，金华地区电动工具合格率尽管呈总体向上的趋势，但是仍有一定程度的波动。

表3 浙江省金华市地区历年国家抽查情况

图1 浙江省金华市地区历年国家抽查合格率

2）江苏省启东市

江苏省启东市地处沿海地区，近年来其工业经济迅速发展，已形成风力发电配套设备、电动工具及配件、水产品加工等多门类的工业体系。该地区电动工具生产企业为200家左右，电动工具整机和配件生产企业各占一半，生产企业规模以中小型为主。该地区先后被授予“中国电动工具产业基地”、“中国电动工具第一城”、“江苏省电动工具出口基地”的称号。

在抽查的12家企业中，大型企业2家，无中型企业，其余均为小型企业。未发现产品有不合格现象。批次合格率为100%，较2013年度提高了33.3个百分点。该地区历年国家抽查结果及趋势见表4及图2，可见自2008年以来，国家抽查的合格率呈波动向上的趋势，波动幅度较大。

表4 江苏省启东市历年国家抽查情况

图2 江苏省启东市历年国家抽查合格率

2.3 质量问题分析

抽查数据显示：电动工具（电钻、电锤）质量问题主要涉及发热、机械强度、结构、电源联接和外接软线、爬电距离、电气间隙、骚扰功率6个检验项目，其中1批次产品存在严重不合格。表5为各项目合格率统计数据。

按产品出现不合格项的数量从高到低的顺序具体分析如下：

1）骚扰功率

电磁干扰对人体和环境的影响已经逐步被人们所认识，该项目的合格与否不仅仅涉及到对工具产生骚扰的抑制手段，也能充分反映产品的制造工艺水平和整体质量。GB 4343.1-2009标准中按照电动工具产品额定输入功率规定了不同的限值。

经分析，主要有以下原因：

a)由于电钻产品结构紧凑，所有元器件集中度高，器具开关普遍带有电子调速和正反转功能，再加上换向器与电刷的换向过程，因此相对与其它电动工具产品，电钻是更“恶劣”的电磁骚扰源；此外，电钻产品额定功率普遍小于700 W，采用最低的电磁骚扰限值，更容易导致不合格发生。

表5 按检验项目统计合格率

b) 在CCC认证型式试验时，生产企业会按需装配合适的电容和电感抑制元器件；而在后续的生产过程中，如果企业不能保证这些关键件的一致性，必然导致不合格的发生。某企业擅自去除了CCC型式试验的电感，影响了骚扰功率的测试结果，见图4。图中红蓝线段为准峰值和平均值限值，红色“×”和粉色“+”表示最终测量值，可见准峰值测量结果已超过限值规定。

图4 骚扰功率测量结果超过限值图

c）测试电磁骚扰的设施和设备价格比较昂贵，一般中小型生产企业没有能力购买，按认证要求，生产企业只需每两年委托检验机构进行一次电磁兼容确认试验，对生产制造工艺的波动情况不能进行及时控制。若在CCC认证型式试验时，测量结果余量不大，也容易导致不合格发生。

2）电源联接和外接软线

为了方便地更换电源线，电动工具器具开关的外接导线接线端子普遍采用柱型螺钉结构，此时如果电源线导体采用锡焊，其冷变形会引起接触不良的危险，使得导线结头热阻增大，局部高温氧化，继而发生断路、短路或引燃工具等事故。标准中规定只有采用弹性端子时才可以用焊锡固结导线。

抽查发现有2个批次的电钻产品电源线导线受接触压力的部位采用焊锡加以固结，不符合GB 3883.1-2008、GB 3883.6-2012中第24.7条的规定，见图5。经分析，主要有以下原因：

a)企业相关技术人员未能掌握并理解标准中该条款的要求，也未在产品装配工艺文件中加以规定。

b)企业流水线装配人员贪图方便，为了避免装配时多股导线容易脱出，采用锡焊固结端子。

图5 电源线导线采用焊锡加以固结

3）发热

发热试验是为了避免过高温度对使用者和环境产生危险，引起对使用者的灼伤、绝缘材料性能下降和着火，是所有电子电器产品的基础性检验项目。通常获得CCC认证证书的产品只要关键元器件和重要原材料未发生变更，工艺稳定，电机绕组温升一般只是在狭小的范围内波动。

抽查发现1个批次的电锤产品定转子绕组温升分别为101K和94.6K，超出了标准规定值90K，不符合GB3883.1-2008、GB3883.7-2012中第12.1和12.5条的规定。

经分析发现，生产企业对电机转子绕组的电磁参数进行了调整，冷态电阻增大约10%，同时在额定负载条件下，电机转速下降了约10%。电磁参数的不匹配和冷却风扇转速的降低是导致不合格产生的原因。

4）结构和机械强度

为了防止触及带电零件和运动零件，工具必须设计得对操作者提供安全防护结构，对其自身的带电零件和运动零件加以隔离。在GB3883.1-2008新版标准中21.32增加了对于易于切割到暗线或/和自身软线的工具的规定，要求其手柄和握持面应当用绝缘材料构成，以避免当工具工作头接触到外部带电零件时而产生的电击危险。如果工具采用绝缘的棍状辅助手柄，为了避免操作者手意外触及工具金属壳体，在手柄握持面上方应有一高度不小于12mm的凸台。同时，在20.5条增加了对握持部分机械强度的要求，工具承受跌落之后，在手柄与输出轴之间进行耐电压试验。

抽查发现1批次电钻产品主手柄采用金属材料，该金属材料未用绝缘材料充分地覆盖，仅表面涂有一层漆，也未用绝缘隔层与因输出轴带电而可能会带电的易触及金属零件隔开，当跌落后，在覆盖有金属箔的主手柄与工具输出轴之间进行1250V耐电压试验时击穿，不符合GB3883.1-2008、GB3883.6-2012第20.5条的规定，产生严重不合格，见图6a处；此外，绝缘的棍状辅助手柄无凸缘，不符合GB3883.1-2008、GB3883.6-2012中第21.32条的规定，见图6b处。

图6 主手柄和辅助手柄均不符合要求的电钻

该条款为新版电动工具标准增加条款，要求比较明确，不存在标准理解的问题，在产品换版时应该解决了该产品结构问题。新版标准的生效日期为2013.5.1，而该产品生产日期为2014年2月。生产企业有可能为了节约成本，还是使用了先前生产的外壳和辅助手柄部件进行整机装配。

5）爬电距离、电气间隙

爬电距离、电气间隙的规定是要求产品设计时要对带电零件到可触及金属零件之间预留足够的电气安全距离。根据不同绝缘类型确定路径，实际测量值应大于标准给出的距离限值。

抽查发现有1个批次电钻产品定子绕组与定子铁芯之间爬电距离、电气间隙＜2.0mm，不符合GB3883.1-2008、GB3883.6-2012中第28.1条的规定，见图7。

经分析认为，该生产企业可能为节约成本，在槽绝缘设计尺寸上未留有一定余量，或者生产企业编写的工艺文件在实际生产过程中不能得到很好的贯彻执行，导致装配时定子绕组两边的槽绝缘尺寸不对称。

图7 定子绕组与定子铁芯之间爬电距离、电气间隙不合格

3 相关技术标准

电动工具标准体系完备，产品检验依据均为电动工具产品国家CCC强制认证依据标准，涉及到安全方面的为GB3883系列，等同于国际标准IEC60745系列，涉及电磁兼容方面的为GB4343.1，等同于国际标准CISPR14-1。在安全标准方面，主要对产品的电气、机械、发热等危险进行限制，规定了例如防止触及带电零件的保护、泄漏电流、电气强度、不正常操作、机械危险、机械强度和接地装置等对人身安全有重要影响的检测项目；电磁兼容标准则对电动工具产品使用过程中对周围电磁环境产生的影响进行限制，规定了例如端子骚扰电压和骚扰功率等测试项目。

对于电动工具（电钻、电锤）质量抽查包含上述标准中主要的测试项目。涉及相关标准如下：

1）GB3883.1-2008 手持式电动工具的安全第一部分：通用要求

2）GB3883.6-2012 手持式电动工具的安全第2部分：电钻和冲击电钻的专用要求

3）GB3883.7-2012 手持式电动工具的安全第2部分：锤类工具的专用要求

4）GB4343.1-2009 家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求 第1部分：发射

5）相关的法律法规、部门规章和规范

6）经备案现行有效的企业标准及产品明示质量要求

4 行业监管建议

4.1 优化监督模式、加大监督力度

经过多年的国家监督抽查，电动工具行业的整体水平有了一定程度的提高，这证明相关部门的监管是提高企业产品质量的有效手段。但是传统的抽查往往是对生产领域抽查多，对市场监督力度小。建议开展多种监督模式，加大市场监督力度，尤其应该加大对无证生产、无证销售的监管和处罚力度，以维护国家法律法规的严肃性，维持市场的良性竞争秩序。同时，监管不应局限于传统的生产企业、流通领域的实体店，也应逐步拓展到网络虚拟店，如电视购物，网络电商等。

4.2 强调主体责任，重视认证工作

由于电动工具行业基本上是民营企业加外资企业，中小型企业占大多数，尤其是小型企业约占整个行业企业总数的2/3，产业集中区绝大多数为小型企业。因此，在生产技术水平与企业管理上差距较大。小企业经营不规范，产品质量不稳定，市场监管困难，这是造成了目前电动工具产品CCC持证率较低，市场上无证产品充斥的主要原因之一。

2012年，上海市工商局在流通领域抽取了55个批次商品，仅有20批次是3C认证产品，其余均未经过3C认证。35个未经认证产品均不合格，其中30个产品偷工减料采用I类绝缘结构的电动机转子，3C认证产品中有2个不合格，认证产品明显优于未经认证产品。据不完全统计，即使是在电动工具产业集中区，企业获证率也仅为15%左右。这种现象应当引起当地质监部门的重视，首先应联合行业协会和标委会加强组织标准的宣传和培训，使企业正确地理解并执行标准，为企业提供技术服务；其次了解企业的产品认证相关需求，真正地做到实质性推进该地区的电动工具产品CCC认证工作，从而促进整个行业的健康发展。

4.3 积极落实整改，切实提高质量

对抽查到的不合格产品，生产企业应严格按照国家规定进行整改。建议有关部门对生产企业进行必要的产品质量、贯标等意识的宣贯，强化提高产品质量的重要性，督促企业纠正错误，牢固树立产品质量意识，重视公众和社会利益，有效保护消费者权益。

对抽查未能抽样的企业进行有效的跟踪，这些企业的质量管理相对薄弱，建议在适当的时候对这些企业进行抽查，以便能真实全面地反映CCC获证产品的质量现状。

4.4 注重科技创新，合理合法竞争

电动工具行业虽小，但又是一个充分市场竞争的行业，随着近年来部分外贸企业转向国内市场，企业转型升级工作走向了深入，提高自主创新能力，注重品牌建设，传统的电动工具产品逐步升级换代。近几年，国内重点企业在新能源锂电池工具、无刷电机等新产品新技术方面正在加大投入和应用，基本上接近跨国公司技术水平。国内电动工具企业只有关注市场需求，注重科技创新，产品节能环保，提升性能指标等方面持续努力，才能打造属于自己的独特品牌，真正地走向国际市场。