Termilise ülekoormusrelee on elektriline kaitseseade, mis on ette nähtud masina, seadme või paigaldise toiteallikast lahtiühendamiseks, kui tekib kahju või ülekoormus. See kaitse saavutatakse erinevat tüüpi kuumustundlike elementide lisamisega, et katkestada toiteallikas ülekoormuse tingimustes. Need soojuselemendid reageerivad voolule, mida kaitstud komponent oma töötamise ajal võtab. Kui komponent kogeb liigset koormuse suurenemist, füüsilist kulumist või kahjustusi, suureneb vooluhulk vastavalt. See põhjustab termilise katkestuse ja katkestab kaitstud komponendi põhitoite.
Vooluvool läbi elektriseadme on elektrivarustuse dünaamika osa, mis tekitab soojust. Vooluvoolu suurenemine põhjustab proportsionaalselt tekkiva soojushulga suurenemist. Elektriseadet läbiv vool on seadmele mõjuva koormuse korrutis. Jällegi tähendab koormuse suurenemine voolu ja genereeritud soojuse suurenemist. Kui see koormus suureneb punktini, mis ületab seadme tehnilisi andmeid, kuumeneb see üle ja lõpuks hävib.
Termilise ülekoormusreleed on loodud selleks, et vältida elektrimasinate kahjustamist või hävimist, reageerides voolu põhjustatud temperatuuride tõusule. Kui temperatuur tõuseb üle relee nimiväärtuse, siis see aktiveerib ja katkestab primaartoite ning hoiab ära seadmete kahjustamise. See deaktiveerimine saavutatakse relee ja põhitoiteallika vahelise mehaanilise või elektrilise blokeeringu kaudu. Termilise ülekoormusrelee temperatuuritundlik komponent võib olla lihtne bimetallriba või keerukam elektrooniline andur või sond.
Termilise ülekoormusrelee bimetallriba koosneb kahest erinevast metallist, mis on kokku sulatatud. Erinevad metalliomadused tähendavad, et need kuumenevad erineva kiirusega, põhjustades riba paindumist. See painutusliigutus aktiveerib seejärel väljalülitusseadme. Elektrooniline termilise ülekoormuse relee kasutab hetke genereeritud temperatuuri lugemiseks andurit või sondi. Seejärel määrab mikroprotsessor, millal vooluahel avaneb, ja katkestab põhitoite sõltuvalt eelseadistatud parameetritest.
Ülekoormuskaitsereleed paigaldatakse kas suurte masinate juhtahelatesse või väiksemate seadmete toite otselülina. Juhtahela releed koosnevad kuumustundlikust elemendist ja kontaktpunktide komplektist. Kaitstud masina juhtimisahel läbib relee kontaktpunkte. Kui masin saavutab ülekoormusvoolu taseme, lülitab relee soojusandur termilise ülekoormusrelee välja, mis omakorda katkestab masina peatoite. Väiksemate seadmete toiteallikas läheb tavaliselt otse läbi kuumustundliku elemendi, mis paindub ülekoormuse tingimustes ja lülitab masina välja.