هنگامی که یک نوسان ولتاژ به مدار الکتریکی حمله می کند، SPD کل فرآیند حفاظتی پاسخ، هدایت، تخلیه، بستن ولتاژ و تنظیم مجدد را در میکروثانیه با فرآیند کاری خاص به شرح زیر تکمیل می کند:

اول،-حسگر زمان واقعی. هنگامی که یک موج ولتاژ گذرا در مدار رخ می دهد، ولتاژ مدار فوراً بسیار فراتر از ولتاژ کاری نامی افزایش می یابد. اجزای داخلی غیرخطی SPD به طور مداوم ولتاژ مدار را در زمان واقعی نظارت می کنند و بلافاصله سیگنال غیرعادی اضافه ولتاژ را در لحظه رسیدن نوسان دریافت می کنند.

ترانسفورماتور ولتاژ JDZ-3Q

دوم، تبدیل امپدانس سریع. اجزای اصلی SPD (واریستورها، لوله‌های تخلیه) که توسط اضافه ولتاژ هدایت می‌شوند، دچار تغییرات مشخصه فیزیکی آنی می‌شوند. دستگاه به سرعت از حالت عایق شده با مقاومت بالا در حین کارکرد عادی به حالت رسانایی فوق العاده-کم-مقاومت تبدیل می‌شود و یک کانال تخلیه با امپدانس پایین{5} پایدار بین خط مستقیم مدار و سیستم اتصال به زمین تشکیل می‌دهد.​

سوم، انحراف جریان موج و آزاد شدن انرژی. جریان جهش لحظه ای با انرژی بالا-تولید شده توسط نوسان ولتاژ ترجیحاً از طریق کانال مقاومت پایین-SPD جریان می یابد. تمام انرژی موج غیرعادی به سرعت به زمین منحرف شده و آزاد می شود و از عبور جریان موج از تجهیزات الکتریکی محافظت شده جلوگیری می کند.

چهارم، تثبیت گیره ولتاژ. در حین تخلیه جریان موج، SPD پیک ولتاژ مدار را به مقدار ولتاژ باقیمانده ایمن ثابت محدود می کند. این امر تاثیر اضافه ولتاژ بر تجهیزات الکتریکی را از بین می برد، ولتاژ پایانه تجهیزات را در محدوده مقاومت ایمن نگه می دارد و از خرابی عایق و آسیب قطعات جلوگیری می کند.

پنجم، تنظیم مجدد خودکار و بازیابی آماده به کار. پس از آزاد شدن کامل انرژی موج، ولتاژ مدار به سرعت به سطح نامی نرمال باز می گردد. اجزای داخلی SPD به طور خودکار ویژگی‌های مقاومت بالا- اولیه خود را بازیابی می‌کنند، کانال تخلیه زمین را قطع می‌کنند، و به حالت حفاظتی عادی آماده به کار برمی‌گردند و آماده پاسخگویی به ضربه افزایش ولتاژ بعدی هستند.