Ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης είναι μια ηλεκτρική συσκευή προστασίας που έχει σχεδιαστεί για να αποσυνδέει ένα μηχάνημα, μια συσκευή ή μια εγκατάσταση από την τροφοδοσία του σε περίπτωση βλάβης ή υπερφόρτωσης. Αυτή η προστασία επιτυγχάνεται με τη συμπερίληψη διαφόρων τύπων θερμοευαίσθητων στοιχείων για τη διακοπή της παροχής ρεύματος σε συνθήκες υπερφόρτωσης. Αυτά τα θερμικά στοιχεία αντιδρούν στο ρεύμα που αντλεί το προστατευμένο εξάρτημα κατά τη λειτουργία του. Εάν το εξάρτημα παρουσιάσει υπερβολικές αυξήσεις στο φορτίο, φυσική φθορά ή ζημιά, η ποσότητα του ρεύματος που αντλείται θα αυξηθεί αντίστοιχα. Αυτό θα προκαλέσει θερμική διακοπή και θα αποσυνδέσει την κύρια τροφοδοσία στο προστατευμένο εξάρτημα.
Η ροή του ρεύματος μέσω μιας ηλεκτρικής συσκευής είναι το μέρος της δυναμικής ηλεκτρικής παροχής που παράγει θερμότητα. Η αύξηση της ροής του ρεύματος προκαλεί αναλογική αύξηση στην ποσότητα της παραγόμενης θερμότητας. Η ροή ρεύματος μέσω μιας ηλεκτρικής συσκευής είναι προϊόν του φορτίου στο οποίο υποβάλλεται η συσκευή. Και πάλι, μια αύξηση στο φορτίο οδηγεί σε αύξηση του ρεύματος και της παραγόμενης θερμότητας. Εάν αυτό το φορτίο αυξηθεί σε σημείο που υπερβαίνει τις προδιαγραφές σχεδιασμού της συσκευής, θα υπερθερμανθεί και τελικά θα καταστραφεί.
Τα ρελέ θερμικής υπερφόρτισης έχουν σχεδιαστεί για να αποτρέπουν τη ζημιά ή την καταστροφή των ηλεκτρικών μηχανημάτων αντιδρώντας σε αυξήσεις στις θερμοκρασίες που προκαλούνται από το ρεύμα. Εάν η θερμοκρασία αυξηθεί πάνω από την ονομαστική τιμή του ρελέ, θα ενεργοποιήσει και θα αποσυνδέσει την κύρια παροχή και θα αποτρέψει τη ζημιά του εξοπλισμού. Αυτή η απενεργοποίηση επιτυγχάνεται είτε μέσω μηχανικής είτε ηλεκτρικής ασφάλισης μεταξύ του ρελέ και της κύριας παροχής ρεύματος. Το ευαίσθητο στη θερμοκρασία εξάρτημα ενός ρελέ θερμικής υπερφόρτωσης μπορεί να είναι μια απλή διμεταλλική λωρίδα ή ένας πιο εξελιγμένος ηλεκτρονικός αισθητήρας ή καθετήρας.
Η διμεταλλική ταινία σε ένα ρελέ θερμικής υπερφόρτωσης αποτελείται από δύο ανόμοια μέταλλα συντηγμένα μεταξύ τους. Τα διαφορετικά μεταλλικά χαρακτηριστικά σημαίνουν ότι θερμαίνονται με διαφορετικούς ρυθμούς προκαλώντας την κάμψη της λωρίδας. Αυτή η κίνηση κάμψης ενεργοποιεί στη συνέχεια μια συσκευή αποκοπής. Το ηλεκτρονικό ρελέ θερμικής υπερφόρτωσης χρησιμοποιεί έναν αισθητήρα ή καθετήρα για να διαβάσει την τρέχουσα παραγόμενη θερμοκρασία. Στη συνέχεια, ένας μικροεπεξεργαστής υπαγορεύει πότε θα ανοίξει το κύκλωμα και θα διακόψει την κύρια παροχή ανάλογα με τις προκαθορισμένες παραμέτρους.
Τα ρελέ προστασίας υπερφόρτωσης είτε εγκαθίστανται στα κυκλώματα ελέγχου μεγάλων μηχανών είτε ως άμεσος σύνδεσμος στην τροφοδοσία μικρότερων συσκευών. Τα ρελέ κυκλώματος ελέγχου αποτελούνται από ένα ευαίσθητο στη θερμότητα στοιχείο και ένα σύνολο σημείων επαφής. Το κύκλωμα ελέγχου για το προστατευμένο μηχάνημα διέρχεται από τα σημεία επαφής του ρελέ. Εάν το μηχάνημα φτάσει σε επίπεδα ρεύματος υπερφόρτωσης, ο αισθητήρας θερμότητας του ρελέ απενεργοποιεί το ρελέ θερμικής υπερφόρτωσης, το οποίο, με τη σειρά του, διακόπτει την κύρια παροχή στο μηχάνημα. Οι μικρότερες συσκευές έχουν γενικά το τροφοδοτικό τους να διέρχεται απευθείας από το ευαίσθητο στη θερμότητα στοιχείο το οποίο λυγίζει υπό συνθήκες υπερφόρτωσης και απενεργοποιεί το μηχάνημα.