Šiluminės perkrovos relė yra elektros apsaugos įtaisas, skirtas atjungti mašiną, prietaisą ar įrenginį nuo maitinimo šaltinio, jei įvyktų pažeidimas ar perkrova. Ši apsauga pasiekiama įtraukiant įvairių tipų karščiui jautrius elementus, kad būtų nutrauktas maitinimas perkrovos sąlygomis. Šie šiluminiai elementai reaguoja į srovę, kurią ima saugomas komponentas veikimo metu. Jei sudedamoji dalis pernelyg padidės apkrova, fiziškai nusidėvi arba bus pažeista, atitinkamai padidės vartojama srovė. Tai sukels šilumos išjungimą ir atjungs pagrindinį tiekimą nuo apsaugoto komponento.
Srovės srautas per elektros prietaisą yra elektros tiekimo dinamikos dalis, kuri generuoja šilumą. Srovės srauto padidėjimas sukelia proporcingą generuojamos šilumos kiekio padidėjimą. Srovės srautas per elektros prietaisą yra apkrovos, kurią veikia prietaisas, sandauga. Vėlgi, padidėjus apkrovai, didėja srovė ir generuojama šiluma. Jei ši apkrova padidės iki taško, kuris viršija įrenginio konstrukcines specifikacijas, jis perkais ir galiausiai bus sunaikintas.
Šiluminės perkrovos relės yra skirtos išvengti elektros mašinų pažeidimo ar sunaikinimo, reaguojant į srovės sukeliamos temperatūros padidėjimą. Jei temperatūra pakils virš relės nominalios vertės, ji įjungs ir atjungs pirminį maitinimą ir apsaugo nuo įrangos sugadinimo. Šis išjungimas pasiekiamas naudojant mechaninį arba elektrinį blokavimą tarp relės ir pagrindinio maitinimo šaltinio. Temperatūrai jautrus šiluminės perkrovos relės komponentas gali būti paprasta bimetalinė juostelė arba sudėtingesnis elektroninis jutiklis ar zondas.
Šiluminės perkrovos relės dvimetalinė juostelė sudaryta iš dviejų skirtingų metalų, sujungtų kartu. Skirtingos metalo charakteristikos reiškia, kad jie įkaista skirtingu greičiu, todėl juostelė lenkiasi. Šis lenkimo judesys tada suaktyvina išjungimo įtaisą. Elektroninė šiluminės perkrovos relė naudoja jutiklį arba zondą, kad nuskaitytų esamą generuojamą temperatūrą. Tada mikroprocesorius diktuoja, kada grandinė atsidarys ir nutraukia pagrindinį maitinimą, priklausomai nuo iš anksto nustatytų parametrų.
Apsaugos nuo perkrovos relės įrengiamos didelių mašinų valdymo grandinėse arba kaip tiesioginis mažesnių prietaisų tiekimo ryšys. Valdymo grandinės relės susideda iš karščiui jautraus elemento ir kontaktinių taškų rinkinio. Apsaugotos mašinos valdymo grandinė eina per relės kontaktinius taškus. Jei mašina pasiekia perkrovos srovės lygį, relės šilumos jutiklis išjungia šiluminę perkrovos relę, kuri savo ruožtu nutraukia pagrindinį mašinos tiekimą. Mažesni prietaisai paprastai maitinami tiesiai per karščiui jautrų elementą, kuris perkrovos sąlygomis pasilenkia ir išjungia mašiną.