Ένα ρελέ Buchholz είναι ένα χαρακτηριστικό ασφαλείας ορισμένων ηλεκτρικών μετασχηματιστών, πηνίων τσοκ ή ηλεκτρικών πυκνωτών και αντιδραστήρων υψηλής τάσης. Έχει σχεδιαστεί για να αποτρέπει την εξάπλωση της ζημιάς σε περίπτωση βραχυκυκλώματος, τόξου ή άλλων επικίνδυνων ηλεκτρικών βλαβών, όπως έκρηξη ή επιδείνωση της κατάστασης υπερθέρμανσης. Η ιδέα για το ρελέ εφευρέθηκε από τον Max Buchholz, έναν μηχανικό και εφευρέτη του 20ου αιώνα του οποίου οι πρόγονοι μετανάστευσαν στις ΗΠΑ από τη Γερμανία το 1800. Ανέπτυξε για πρώτη φορά το ρελέ Buchholz το 1921, αλλά τέθηκε σε ευρεία χρήση στις ΗΠΑ μέχρι τη δεκαετία του 1940.
Κάθε ρελέ Buchholz λειτουργεί ως ένα είδος διακόπτη κυκλώματος, πιο συχνά προσαρτημένος στην κορυφή ηλεκτρικών μετασχηματιστών που είναι γεμάτοι με λάδι, όπου βρίσκεται μια δεξαμενή δεξαμενής λαδιού γνωστή ως συντηρητής. Ο κύριος ρόλος της συσκευής είναι να διατηρεί μια διηλεκτρική σταθερά ή μονωτική ιδιότητα για τον μετασχηματιστή, και μπορεί να το κάνει ελέγχοντας την παροχή κυκλοφορούντος λαδιού από τον συντηρητή, καθώς και ανιχνεύοντας διαρροές αέρα στο σύστημα. Οι διακόπτες ασφαλείας όπως το ρελέ Buchholz αποτελούν βασικό στοιχείο των σύγχρονων δικτύων διανομής ισχύος. Έχουν σχεδιαστεί για να ελαχιστοποιούν τη ζημιά σε ευρύτερες περιοχές του συστήματος σε περίπτωση εντοπισμένου σφάλματος, το οποίο διαφορετικά θα μπορούσε να διαδοθεί και να υπερφορτώσει άλλους μετασχηματιστές πιο κάτω από τη γραμμή.
Η κατασκευή τέτοιων συσκευών είναι βαρέως τύπου, ώστε να αντέχουν υψηλά ηλεκτρικά ρεύματα και ποικίλες κλιματικές συνθήκες. Το περίβλημα έχει σχήμα θόλου και είναι κατασκευασμένο από αδιάβροχο περίβλημα αλουμινίου με ενσωματωμένα μηχανικά χειριστήρια κυκλώματος δοκιμής και διακοπής, καθώς και παράθυρο επιθεώρησης από σκληρυμένο γυαλί για οπτική παρακολούθηση της στάθμης του μονωτικού λαδιού. Οι διακόπτες σε ένα ρελέ Buchholz είναι ικανοί να χειρίζονται τάσεις από 24 έως 250 βολτ είτε εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) είτε συνεχούς ρεύματος (DC) και η μόνωση του ρελέ μπορεί να χειριστεί φορτίσεις 2,000 βολτ. Το ίδιο το μονωτικό λάδι είναι μια μορφή ορυκτελαίου σταθερού σε υψηλές θερμοκρασίες ή ενώσεων φθοριούχων υδρογονανθράκων με βάση το πυρίτιο, οι οποίες συνήθως έχουν λειτουργικό εύρος θερμοκρασίας μεταξύ 77° και 239° Fahrenheit (25° έως 115° Κελσίου).
Μια σειρά από πλωτήρες λαδιού σε ένα ρελέ Buchholz χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των επιπέδων σφάλματος στον μετασχηματιστή. Μικρά ηλεκτρικά σφάλματα θα δημιουργήσουν μια μικρή ποσότητα αερίου στο λάδι, η οποία θα μετακινήσει έναν άνω πλωτήρα και θα προκαλέσει το ρελέ να ενεργοποιήσει έναν εξωτερικό συναγερμό. Βλάβες μεγάλης κλίμακας θα απελευθερώσουν αρκετό αέριο ώστε ένας διακόπτης ενεργοποίησης στο ρελέ Buchholz ενεργοποιείται όταν ένα πτερύγιο στον μεγαλύτερο, κάτω πλωτήρα περιστρέφεται από το ανερχόμενο αέριο και το ρελέ διακόπτει την ισχύ του μετασχηματιστή. Ένα εξωτερικό κουμπί στη συσκευή παρέχεται για επαναφορά του συστήματος όταν έχει προσδιοριστεί και διορθωθεί η αιτία της βλάβης. Εάν ο μετασχηματιστής έχει μια μικρή διαρροή λαδιού ή μια μικρή ποσότητα αέρα εισέλθει στη μονάδα, το συγκρότημα δευτερεύοντος πλωτήρα ενεργοποιεί τον συναγερμό. Όταν οι διαρροές γίνονται σημαντικές, ο διακόπτης ενεργοποίησης εκτινάσσεται από το μεγαλύτερο πλωτήρα και το σύστημα κλείνει.
Οι παραλλαγές στη σχεδίαση μπορεί να περιλαμβάνουν έναν διακόπτη υδραργύρου συνδεδεμένο στο περιστρεφόμενο πτερύγιο για το κάτω συγκρότημα αντί για μια συσκευή πλωτήρα. Ορισμένες μονάδες διαθέτουν επίσης στρόφιγγες δοκιμής για να ελέγξουν εάν οι πλωτήρες και οι διακόπτες υδραργύρου λειτουργούν σωστά διοχετεύοντας αέρα μέσω του συστήματος και παρακολουθώντας την απόκρισή τους. Το συγκρότημα ρελέ είναι συχνά τοποθετημένο σε μια πλάκα από χυτοσίδηρο βαρέως τύπου και οι ακροδέκτες είναι μονωμένοι με κεραμικά για να δώσουν στο ρελέ Buchholz πρόσθετη αντοχή και ανθεκτικότητα.