Overspændingsbeskyttelsesanordninger beskytter elektrisk udstyr gennem et sæt præcise, hurtige og automatiske fysiske beskyttelsesmekanismer baseret på parallelkredsløbsforbindelse og ikke-lineære komponentkarakteristika, der danner en komplet overspændingsbeskyttelsesløkke for elektrisk udstyr.
Først installeres SPD'en parallelt i forenden af alt beskyttet elektrisk udstyr og forbindes til systemets jordledning, der danner en standby-beskyttelsesløkke. Under normal nominel spændingsdrift af udstyret er SPD'en i en høj-isoleret tilstand. Det shunter ikke normal driftsstrøm, producerer ikke spændingsfaldstab og vil ikke forstyrre den normale strømforsyning og drift af elektrisk udstyr.
Når en unormal spændingsstigning invaderer kredsløbet og virker på det elektriske udstyr, opfatter SPD'ens interne ikke-lineære følsomme komponenter straks overspændingssignalet og fuldfører impedanskontakten på mikrosekunder. Enheden skifter øjeblikkeligt fra høj modstand til lav modstand og danner en høj-udledningskanal mellem den strømførende ledning og jordledningen.
Efterfølgende bliver den enorme øjeblikkelige overspændingsstrøm genereret af overspændingen fuldstændigt omdirigeret til jordingssystemet gennem SPD'ens lav-modstandskanal i stedet for at passere gennem de interne kredsløb, chips og komponenter i det elektriske udstyr. Samtidig fastspænder SPD den unormale overspænding til en fast sikker lavspændingsværdi, hvilket eliminerer overspændingspåvirkningen på udstyret.
Når overspændingsenergien er fuldstændigt afladet, og kredsløbsspændingen vender tilbage til standardværdien, gendannes SPD automatisk til standbytilstand med høj-modstand, hvorved jordafladningskanalen afbrydes. Denne engangs-hurtige beskyttelsesproces undgår nedbrudsskader på udstyrsisolering, udbrænding af elektroniske komponenter og kredsløbskort-fejl forårsaget af overspænding. Til hyppige små-amplitudespændingsudsving og stigninger kan SPD'en opnå kontinuerlig cyklisk beskyttelse, hvilket effektivt reducerer udstyrs ældning og fejlrisici forårsaget af langvarig-spændingspåvirkning.
