Kai įtampos viršįtampis įsiskverbia į elektros grandinę, SPD užbaigia visą apsaugos atsako, laidumo, iškrovimo, įtampos fiksavimo ir atstatymo procesą mikrosekundėmis, atlikdamas konkretų darbo procesą taip:
Pirma, realiuoju laiku{0}}sujuntamas viršįtampis. Kai grandinėje atsiranda trumpalaikis įtampos šuoliai, grandinės įtampa akimirksniu pakyla gerokai virš vardinės darbinės įtampos. SPD vidiniai netiesiniai komponentai nuolat stebi grandinės įtampą realiu laiku ir iškart užfiksuoja viršįtampio nenormalų signalą tuo metu, kai atsiranda viršįtampis.
JDZ-3Q įtampos transformatorius
Antra, greitas varžos konvertavimas. Veikiami viršįtampio, pagrindiniai SPD komponentai (varistoriai, išlydžio vamzdžiai) patiria momentinius fizikinių charakteristikų pokyčius. Įrenginys greitai persijungia iš didelės-varžos izoliacijos būsenos normaliai veikiant į itin-mažos varžos-laidią būseną, sudarydamas stabilų mažos-priešinės varžos iškrovos kanalą tarp grandinės srovės linijos ir įžeminimo sistemos.
Trečia, viršįtampio srovės nukreipimas ir energijos išleidimas. Didelės-energijos momentinė viršįtampio srovė, kurią sukuria įtampos viršįtampis, pirmiausia tekės per mažos{2}}varžos SPD kanalą. Visa nenormali viršįtampio energija greitai nukreipiama į žemę ir išleidžiama, vengiant viršįtampio srovės, einančios per apsaugotą elektros įrangą.
Ketvirta, įtampos suspaudimo stabilizavimas. Iškraunant viršįtampio srovę, SPD apriboja didžiausią grandinės įtampą iki fiksuotos saugios liekamosios įtampos vertės. Tai pašalina viršįtampio poveikį elektros įrangai, išlaiko įrangos gnybtų įtampą saugaus atsparumo diapazone ir apsaugo nuo izoliacijos gedimo bei komponentų pažeidimų.
Penkta, automatinis atstatymas ir budėjimo režimo atkūrimas. Visiškai išleidus viršįtampio energiją, grandinės įtampa greitai grįžta į normalų vardinį lygį. SPD vidiniai komponentai automatiškai atkuria pradines didelio-priešingumo charakteristikas, nutraukia įžeminimo iškrovos kanalą ir grįžta į įprastą budėjimo režimo apsaugos būseną, pasiruošusią reaguoti į kitą įtampos viršįtampio poveikį.