目前，電力系統可靠性的研究越來越受到世界範圍的普遍關注。開關設備做為電力系統中的控制與保護設備，其一項或多項基本功能的失效將加劇電力系統可靠性運行風險。引起開關設備及其控制設備重失效的主要因素包括：絕緣老化、機械部件疲勞、密封部件型變或老化等。國際大電網會議SC A3工作組對世界範圍內掛網運行的60 kV以上開關設備進行了可靠性調查，結果顯示造成SF6斷路器拒分或拒合的因素中，機械失效佔75%以上。Smeets對掛網運行中的氣體斷路器(GCB)及真空斷路器(VCB)可靠性調查結果顯示真空斷路器62.5%的初始失效為機械失效，但對氣體斷路器而言，造成其初始失效的因素100%為機械失效。
中國設備製造業正面臨由製造大國到製造強國的轉變，未來世界範圍內產品競爭在於可靠性的競爭。對於真空斷路器產品機械可靠性而言，國內外專家學者已進行了部分相關研究，但皆止步於系統可靠性的數學評估層面，對產品整體機械可靠性的提高而言，尚未形成系統的可靠性設計理論。石飛採用失效模式、影響分析(FMECA)方法，對彈簧操動機構整機可靠性建立了故障樹(FTA)分析模型；胡亮從真空斷路器製造商和使用者的角度，對其可靠性預測、判定及控制方法進行了討論；高鵬以12 kV永磁操動機構真空斷路器為對象，依據斷路器機械壽命試驗標準確定了該種斷路器的3種失效判定準則。總之，目前關於真空斷路器可靠性設計的研究，目前皆止步於整機可靠性模型的討論及依據應力——強度幹涉法或安全係數法進行的個別零部件的可靠性設計，尚未形成系統的真空斷路器可靠性物理或提升其機械可靠性的研究理論。
真空斷路器「失效物理(physics of failure，PoF)」研究區別於「失效分析(failure analysis，FA)」和「根本原因分析(root cause analysis)」，其目標在於研究真空斷路器整個壽命期間內零部件材料、結構及整機系統的最根本失效機理和失效過程的確定，即建立真空斷路器不同運行條件下可引發斷路器零部件材料、結構及整機系統失效的各種不同失效機理的知識綱要。FA及RCA方法用於對斷路器產品已有失效部件進行分析，通常會受到產品質量、可靠性及壽命研發進程的目標、計劃、人力及資源等條件的限制。真空斷路器可靠性物理(RP)旨在研究對於PoF的應用，即在真空斷路器新產品的開發過程中，設計者依據PoF知識綱要避免潛在失效零部件的產生，以達到可靠性設計的目的，實現真空斷路器產品的高可靠性、高壽命及高魯棒性設計要求。
文中目標旨在分析討論傳統機械可靠性設計方法在真空斷路器機械可靠性設計應用中存在的局限性基礎上，提出基於PoF/RP的真空斷路器操動機構及其零部件可靠性設計方法，對126 kV真空斷路器用彈簧操動機構、分離磁路永磁操動機構和快速斥力機構內部易損傳動部件的衝擊疲勞壽命進行了分析。
1 操動機構可靠性設計方法
1 傳統機械可靠性設計方法的局限性分析
2 基於PoF/RP的真空斷路器機械可靠性設計
2 彈簧操動機構可靠性研究
2.1 126 kV單斷口真空斷路器及其彈簧操動機構
2.2 彈簧操動機構金屬部件的衝擊疲勞壽命計算
2.3 合分閘聯鎖摯子失效模式及衝擊疲勞分析
3 永磁操動機構可靠性研究
3.1 126 kV單斷口真空斷路器用分離磁路永磁操動機構
3.2 分離磁路永磁操動機構鐵心衝擊應力計算
3.3 分離磁路永磁操動機構鐵心衝擊疲勞壽命計算
4 快速斥力操動機構可靠性研究