本发明公开了一种具有负热膨胀效应的保险装置及其设计方法,包括负热膨胀结构及其外面设置的外部圆管;所述负热膨胀结构由负热膨胀平面结构卷曲形成圆管状,并且在负热膨胀结构上斜杆连接的位置设置有卡扣,所述负热膨胀平面结构由多个负热膨胀胞元在平面上进行空间平移并相互连接得到,所述负热膨胀胞元由两个相同的微结构共用一条底边相对连接而成,所述微结构为由一个底边和两个斜边构成的等腰三角形;所述外部圆管的管壁设置有卡槽,在电子元器件或者机器正常工作时所述负热膨胀结构的卡扣设在卡槽内。本发明能够在达到所需防控的温度之前,断开电路,防止机器设备被高温破坏。