Prinsip kerja relai arus lebih penghantar adalah berdasarkan pengukuran arus, yaitu relai akan bekerja apabila merasakan arus diatas nilai settingnya.Relai arus lebih diset lebih besar dari kemampuan arus nominal peralatan yang terkecil (110 – 120% dari nominal), namun harus dipastikan bahwa setting arus relai masih tetap bekerja pada arus hubung singkat 2 fasa minimum.Waktu kerja relai arus lebih diset +/- 1 (satu) detik pada arus hubung singkat 2 fasa maksimum di lokal bus.
Relai ini digunakan untuk mendeteksi gangguan fasa – fasa, mempunyai karakteristik inverse (waktu kerja relai akan semakin cepat apabila arus gangguan yang dirasakannya semakin besar) atau definite (waktu kerja tetap untuk setiap besaran gangguan).Selain itu pada relai arus lebih tersedia fungsi high set yang bekerja seketika (moment/instantaneous).
Untuk karakteristik inverse mengacu kepada standar IEC atau ANSI/IEEE. Relai ini digunakan sebagai proteksi cadangan karena tidak dapat menentukan titik gangguan secara tepat, dan juga ditujukan untuk keamanan peralatan apabila proteksi utama gagal kerja.
Agar dapat dikoordinasikan dengan baik terhadap relai arus lebih disisi yang lain (bukan relai arus lebih yang terpasang di penghantar), maka karakteristik untuk proteksi penghantar yang dipilih adalah kurva yang sama yaitu standard inverse (IEC) / normal inverse (ANSI/IEEE). Untuk selektifitas dengan proteksi utama fungsi high set tidak diaktifkan.
