手持式电动工具产品日常检测不合格项目及原因浅析

高家材、陈其勇、郑小龙

手持式电动工具产品日常检测不合格项目及原因浅析

（ 广东产品质量监督检验研究院 广东 广州 510330 ）

高家材、陈其勇、郑小龙

基于日常检测尤其是CCC检测和监督抽查以及各类地方抽查的试验，介绍手持式电动工具在测试过程中常见的不合格项目，对不合格项目的产生原因进行简要分析。

手持式电动工具；不合格项目；原因浅析

0 引言

电动工具是一种由电动机或电磁铁为动力，通过传动机构驱动工作头进行作业的机械化工具，包括手持式电动工具、可移式电动工具和园林电动工具。电动工具品种繁多，量大面广，其中16类手持式电动工具被列入国家强制性产品认证目录，包括螺丝刀、角向磨光机、砂光机、圆锯、电钻、电锤、石材切割机等。我国国内生产手持式电动工具企业多达千家，集中生产地以浙江、江苏和广东为主，虽然量大面广，但产品质量参差不齐。历年产品质量监督抽查合格率虽保持着上升趋势，仍存在各类安全风险和隐患，本文主要阐述在手持式电动工具产品检测中出现的常见不合格项目，并对其原因进行分析。

1 不合格项目及原因分析

1.1 标志项目不合格

常见问题多见于铭牌缺少原产地和电源种类符号，使用不符合标准要求的警示符号，或者单位使用错误，例如大小写使用不规范等。检测中常常发现铭牌不能通过擦拭试验，发生卷曲甚至脱落，达不到经久耐用的目的。产品铭牌标志信息是消费者了解商品的信息平台，有着不容忽视的作用。GB 3883．1-2005《手持式电动工具的安全 第一部分 通用要求》中要求电动工具应标有额定电压或额定电压范围、电源种类符号、额定输入功率、制造商和原产地、型号或类型标记、II类结构符号和警告标记等信息。标注额定电压和电源种类符号，可以使消费者直观了解到该产品的使用电压类别和范围。清晰地标注制造商和原产地可以使消费者缺失包装盒或说明书的情况下，仍能从实物上得到该制造商信息，更好地得到售后技术支持和服务。产生这些不合格的原因主要是：企业对标准了解不够，没有完全按照标准的要求对产品进行标识，尤其是没有结合特定产品的专用要求进行恰当标识；生产企业为了降低生产成本，造成标志不经久耐用。

1.2 防止触及带电零件的保护不合格

工具应构造或包封得足以防止意外接触带电零件。对于II类工具或II类结构中的空隙，试验探针应不可触及带电零件。

探针触及开关端子，如图1所示。

图1 探针触及开关端子

易造成该项目不合格的原因主要是：企业在产品设计时，没有充分理解标准，没有意识到触及带电零件可能引发的危险，因此也就没有形成合理的结构避免问题的发生。

1.3 发热试验项目不合格

手持式电动工具的发热试验主要指电动工具在规定的负载条件下，通常是在额定功率或额定电流下，绕组和工具不同部位的金属和非金属材料的温度与环境温度的差值。工具温升高低可以说明规定的负载是否适合该产品，电压波动和电流不平衡对产品的影响，甚至电动机的电磁设计、产品风路设计是否合理等，综合反应了工具的运行状态。发热试验中不合格一般是电动机的温升过高，主要原因如下。

（1）绕组原因：短路故障，如相间短路、匝间短路等。

（2）转子原因：振动过大、电机转子的动平衡过大。

（3）通风散热原因：通风道堵塞、通风不畅、绕组表面有污垢，影响散热。

（4）负载原因：因机械卡滞而增加摩擦力等原因造成电机过载，定子电流大大超过额定值，电机容量过小。

（5）产品一致性控制出现问题：电动机绕组的电磁参数或铁芯参数发生了变化，导致产品测试不合格。

1.4 泄漏电流、电气强度试验项目不合格

泄漏电流和电气强度试验一直被认为是考核产品电气安全性能的重要项目之一，在各类电气产品的安全标准中均有引用，具有十分重要的意义。泄漏电流一般是指测试样品在一定电压下流经绝缘部分的电流。如果泄漏电流过大，则说明绝缘中存在某些缺陷或弱点。电气强度也是检查样品的绝缘材料和绝缘结构是否符合要求的测试。该试验是通过对工具的带电部件和起不同程度绝缘的零部件之间施加一定的高电压，并持续1 min，以验证高压下的绝缘材料是否仍旧符合标准要求。造成不合格的原因主要为爬电距离和电气间隙不够，如工具的转子上绕组到端部的爬电距离和电气间隙不够，导致耐压试验后绝缘击穿。此外，由于泄漏电流和电气强度测试通常是在发热、耐久甚至不正常操作后进行，这些测试容易导致工具绝缘损坏，例如绝缘表面覆盖导电粉尘、金属微粒，从而造成爬电距离或电气间隙下降甚至被短接，此外工具的内部布线、螺钉、弹簧等零件也会在以上测试中脱落，并跨接带电部分与可触及金属零件，损坏工具绝缘。

1.5 耐久性试验项目不合格

耐久性试验的目的主要是考核工具在持续使用过程中，工具的绝缘不得损坏，联接件和触头不因发热、振动等导致松动，不得出现有损于标准中要求的电气和机械故障。造成耐久性试验不合格的原因，除了电气强度测试不合格以外，主要有：

（1）碳刷材质或尺寸与换向器未达到理想匹配，工具运行时电刷与换向器之间产生过大的火花，甚至导致工具在试验中烧毁。其他转子不平衡没有得到适当调节，电刷偏离几何中心导致延迟换向而造成火花偏大。再者，电刷压力不当造成刷握内跳动，电刷弹簧淬火处理不符合要求。

（2）轴承和钢套等材料选用不合格，耐久性试验会因为它们的破裂而导致电机烧毁；选用开关不合理，开关容量不够，引起开关烧毁。

1.6 电源联接和外接软线项目不合格

电源线夹紧固定装置设置不合理，拉扭力试验后不合格。工具电源线型号规格不符合标准要求，护套伸出长度不够，电源线在弯曲试验后单股芯线的折断率超过标准规定的10%，护套出现开裂甚至断裂等现象。造成不合格的原因如下：

（1）模具设计不合理，固定装置设计不合理甚至没有固定装置，造成拉扭力试验不合格。

（2）企业为降低成本，采用劣质电源线，或者电源线的护层不能提供足够保护，这些电源线在弯曲试验后不能满足标准要求。这也是产品一致性存在问题的主要表现之一。

（3）护套的选用，护套应由具有一定厚度和弹性好的橡胶和类似绝缘材料制造。若使用再生橡胶和厚度偏薄的护套，缺乏弹性，容易老化，在试验时易断裂，对电源线未能起到足够保护作用。

1.7 结构项目不合格

该项目不合格原因主要是企业对标准理解不够透彻，产品设计不合理。

（1）模具设计不合理导致该项目不合格，如带有开关接通锁定的电钻，该锁定开关应设计成不会被操作者意外锁定。不合格图例见图2，合格图例见图3。

图2 结构不合格产品

图3 结构合格产品

（2）对于额定能力大于100 mm的角向磨光机，开关应是瞬时接通形式的，允许提供“接通”锁定装置，只要必须有两个不同动作将开关锁定在“接通”位置。此外，开关要求只一个动作即可自动回复到“断开”位置，如图4所示。

该图例中的结构容易被设计成一个动作将开关锁定在“接通”位置。

图4 开关位置

（3） 对开关置于尾部的角向磨光机，不能提供辅助手柄的结构位置，工具包装盒内也不得提供辅助手柄。以便操作人员一只手能置工具的尾部，需要时可以立即关断电源。不合格品见图5。

图5 结构不合格产品

1.8 爬电距离、电气间隙和绝缘穿通距离试验项目不合格

电气间隙是两个导电零件之间，或一个导电零件与可视作易触及的绝缘材料表面上紧贴着一层金属箔的机壳外表面之间测得的最短空间距离。不同带电部件之间或带电部件与接地金属部件之间，当它们的空气间隙小到一定程度时，在电场的作用下，空气介质将被击穿，绝缘失效或暂时失效，因此在两导电部件之间的空气应该保持一个使之不会发生击穿的安全距离。爬电距离是两个导电零件之间，或导电零件与机壳外表面之间，沿绝缘材料表面测得的最短路径，可视作易触及的绝缘材料表面上紧贴着一层金属箔。爬电距离过小，有可能使两个导电部件之间的空气发生击穿，在有灰尘或水气冷凝的情况下，沿着绝缘表面会形成导电通路，使得绝缘失效。该项目不合格主要原因如下：

（1）换向器到转子后轴承的爬电距离或电气间隙不够，见图6。

图6 不合格品1

（2）定子绕组到铁芯部位的爬电距离和电气间隙不够，见图7。

图7 不合格品2

（3）转子绕组到前轴承的爬电距离与电气间隙距离不够，见图8。

Unqualified Items and Cause Analysis in Hand-held Electric Tools Routine Test

Gao Jiacai Chen Qiyong Zheng Xiaolong
(Guangdong Testing Institute of Product Quality Supervision, Guangzhou 510330, China)

Based on the routine test, especially the CCC certification, supervision and various local spot check, introduce the common unqualified items during the process in the hand-held electric tools test, and analyze the cause of the unqualified items briefly.

Hand-held electric tools; Unqualified items; Cause analysis

TM08

A

1674-2796（2016）06-0015-04

2015-8-11

高家材（1976—），男，大学本科，工程师，主要从事家用电器和电动工具检测工作。