Термиялық реле кез келген электр құрылғысының электр қозғалтқышын сыни температуралардан қорғайтын электр құрылғысы болып табылады. Жүктеменің жоғарылауы жағдайында электр машинасының немесе электр құрылғысының кез келген механизмдерін қозғалысқа келтіретін қозғалтқыш электр энергиясын көбірек тұтынады. Бұл энергия қозғалтқыш үшін белгіленген нормадан бірнеше есе жоғары болуы мүмкін. Шамадан тыс жүктеме процесінің нәтижесінде электр тізбегінің ішіндегі температура тез көтеріле бастайды. Бұл, әрине, осы электр құрылғысының бұзылуына әкелуі мүмкін. Бұған жол бермеу үшін кез келген апаттық жағдайларда (электр желілеріндегі өтпелі процестер, шамадан тыс жүктемелер және т.б.) электр қуатын беруді тоқтатуға арналған электр тізбектеріне қосымша арнайы құрылғылар енгізіледі. Мұндай қорғаныс құрылғысы термиялық реле деп аталады (кейде әдебиетте «жылу реле» атауын табуға болады). Жылулық реленің негізгі міндеті - электр құрылғысының жұмыс режимін және оның жалпы өнімділігін сақтау.
Термиялық релесі ішкі бөлігінде барарнайы биметалдық пластинаны жобалайды. Электр желісіндегі шамадан тыс жүктемелер мен кернеудің жоғарылауы әсерінен мұндай пластина майысады (деформацияланады), ал қалыпты күйінде ол жеткілікті тегіс бетке ие болады. Бұл биметалл пластина электр контактілерін мықтап жабады, сондықтан ток электр тізбегі арқылы еркін ағып кетуі мүмкін.
Тізбектегі электр тогының шамадан тыс кернеуі және жоғарылауы температураны жылдам арттыра бастағанда. Бұл термиялық реленің негізгі элементін - екі қабатты металл пластинаны жылытуға ықпал етеді. Соңғысы майыса бастайды және электр тогының ағынын бұзады, өйткені жылу релесі электр желісі шамадан тыс жүктелген кезде жүктеме мен кернеуді өшіруге арналған.
Алайда биметалл пластина баяу иіледі. Егер контакт жылжымалы және оған тікелей қосылған болса, онда төмен ауытқу жылдамдығы тізбек үзілген кезде пайда болатын доғаның сөнуін қамтамасыз етпейді. Сондықтан жылу релесі конструкциясы «секіру контактісі» деп аталатын үдеткіш құрылғыны қарастырады. Бұдан шығатыны, жылу релесін таңдау жауап беру уақытының электр тогының шамасына тәуелділігі сияқты сипаттамаға негізделген.
Осындай бос орынға байланысты машинаның жұмысы тоқтатылады. Біраз уақыттан кейін (әдетте жарты сағат - бір сағат) пластина салқындап, электр тізбегінің жұмысын қалпына келтіретін бұрынғы күйіне оралады. Құрылғы жұмыс күйіне оралады.
Термиялық реленің бірнеше түрі бар. TRP релесі (бір фазалы жүктеме үшін), TRN релесі (екі фазалы жүктеме үшін), PTT термиялық релесі (үш фазалы тізбектегі ұзақ мерзімді шамадан тыс жүктеме үшін) және RTL термиялық релесі (электр қуатын қорғау) ұзақ уақыт шамадан тыс жүктелуден болатын қозғалтқыштар) кең таралған.
