小型断路器主要用于家用和类似场所的电气线路和设备的过载和短路保护，在低压配电网络中起着至关重要的作用。操作机构作为小型断路器实现过载保护和短路保护功能的关键部件，对小型断路器的可靠性起着决定性作用。本文以DZ47-60型小型断路器的操作机构为研究对象，对其可靠性分析进行了全面、深入的研究。首先，简要综述了可靠性工程的发展历史与现状，小型断路器可靠性研究的现状和存在的问题和国内外机构可靠性研究的主要内容、方法及现状和发展趋势，为小型断路器操作机构的可靠性研究奠定了基础。其次，分析了小型断路器的工作特性和工作要求。根据试验与现场数据，对小型断路器进行了FMECA分析，得到了小型断路器的主要失效模式。在此基础上，以FMECA得到的主要失效模式为顶事件，进行了FTA分析，确定影响小型断路器可靠性的主要因素。第三，采用有限元软件Ansys的电-热-结构耦合的分析方法，对热脱扣器（热双金属片）进行了脱扣过程的特性分析，得出了热双金属片在不同电流激励下的温度分布规律、位移变化曲线。以小型断路器在某一过载电流下发生脱扣为例，计算其此时的脱扣力，为操作机构的运动可靠性分析打下基础。第四，采用静力学分析的方法对小型断路器操作机构的合闸力和合闸力矩、各构件相互之间的作用力和各扭簧的扭矩进行分析。建立操作机构的运动学模型，利用多体动力学分析软件Adams研究小型断路器操作机构在过载脱扣时的动力性能，研究动触头速度和位移对操作机构动力性能的影响，得出了当触头附件扭簧刚度系数越大和触头附件转动惯量越小时，动触头的速度将会更快，即小型断路器分断时间更短。第五，通过建立小型断路器过载分断时操作机构的可靠性模型，采用Monte Carlo法得到操作机构在分断时可靠度与各构件参数的灵敏度评估值，得出了可以通过改变脱扣杆扭簧的材料性能和各作用力的力臂来提高操作机构的动作可靠性。针对操作机构运动阶段运动精度可靠性及灵敏度求解时复杂的过程，提出利用Kriging模型来代替极限状态方程求解操作机构运动阶段运动精度可靠性及灵敏度的方法，得出了可通过改变操作机构各构件的尺寸参数来提高操作机构在运动阶段的运动精度可靠性。