Устройствата за защита от пренапрежение защитават електрическото оборудване чрез набор от прецизни, бързи и автоматични механизми за физическа защита, базирани на свързване на паралелни вериги и характеристики на нелинейни компоненти, образувайки пълна верига за защита от пренапрежение за електрическо оборудване.
Първо, SPD се инсталира паралелно в предния край на цялото защитено електрическо оборудване и се свързва към заземяващия проводник на системата, образувайки защитна верига в режим на готовност. При работа с нормално номинално напрежение на оборудването SPD е в изолирано състояние с висок-импеданс. Той не шунтира нормалния работен ток, не предизвиква загуба на напрежение и няма да пречи на нормалното захранване и работата на електрическото оборудване.
Когато необичаен скок на напрежение нахлуе във веригата и действа върху електрическото оборудване, вътрешните нелинейни чувствителни компоненти на SPD веднага възприемат сигнала за пренапрежение и завършват превключването на импеданса за микросекунди. Устройството преминава незабавно от високо съпротивление към ниско съпротивление, образувайки високо{1}}канал за разреждане между живия проводник и заземяващия проводник.
Впоследствие огромният мигновен ударен ток, генериран от пренапрежението, се отклонява напълно към заземителната система през канала с ниско-съпротивление на SPD, вместо да преминава през вътрешните вериги, чипове и компоненти на електрическото оборудване. В същото време SPD ограничава ненормалното напрежение на удар до фиксирана безопасна стойност на ниско напрежение, елиминирайки въздействието на пренапрежение върху оборудването.
След като енергията от удар се разреди напълно и напрежението на веригата се върне към стандартната номинална стойност, SPD автоматично се възстановява в състояние на готовност с високо-съпротивление, като прекъсва заземяващия разряден канал. Този-еднократен процес на бърза защита избягва повреда от повреда на изолацията на оборудването, изгаряне на електронни компоненти и повреди на късо{3}}вериги, причинени от пренапрежение. За чести малки-амплитудни колебания на напрежението и пренапрежения, SPD може да постигне непрекъсната циклична защита, ефективно намалявайки стареенето на оборудването и рисковете от повреда, причинени от дългосрочно-въздействие на напрежението.
