Когато скок на напрежение нахлуе в електрическа верига, SPD завършва целия процес на защита на реакция, проводимост, разреждане, фиксиране на напрежението и нулиране за микросекунди, със специфичния работен процес, както следва:

Първо,-отчитане на пренапрежение в реално време. Когато във веригата възникне преходен скок на напрежението, напрежението на веригата незабавно се повишава далеч над номиналното работно напрежение. Вътрешните нелинейни компоненти на SPD непрекъснато наблюдават напрежението на веригата в реално време и незабавно улавят необичайния сигнал за пренапрежение в момента, в който пристигне пренапрежението.

Трансформатор на напрежение JDZ-3Q

Второ, бързо преобразуване на импеданса. Задвижвани от пренапрежението, основните компоненти на SPD (варистори, разрядни тръби) претърпяват мигновени промени във физическите характеристики. Устройството бързо превключва от изолирано състояние с високо-съпротивление по време на нормална работа към проводящо състояние с ултра-ниско-съпротивление, образувайки стабилен разряден канал с нисък-импеданс между захранващата линия на веригата и заземителната система.​

Трето, отклоняване на ударен ток и освобождаване на енергия. Моментният ударен ток с висока-енергия, генериран от напрежението, за предпочитане ще тече през канала с ниско-съпротивление на SPD. Цялата необичайна енергия от удар бързо се отклонява към земята и се освобождава, като се избягва преминаването на ударния ток през защитеното електрическо оборудване.​

Четвърто, стабилизиране на напрежението. Докато разрежда ударния ток, SPD ограничава пиковото напрежение на веригата до фиксирана безопасна стойност на остатъчното напрежение. Това елиминира влиянието на пренапрежението върху електрическото оборудване, поддържа напрежението на клемите на оборудването в рамките на безопасния диапазон на издръжливост и предотвратява повреда на изолацията и повреда на компонентите.​

Пето, автоматично нулиране и възстановяване в режим на готовност. След като енергията от удар се освободи напълно, напрежението на веригата бързо се връща към нормалното номинално ниво. Вътрешните компоненти на SPD автоматично възстановяват оригиналните си високо-резистентни характеристики, прекъсват заземителния разряден канал и се връщат към нормалното състояние на защита в режим на готовност, готови да реагират на следващото въздействие на напрежението.