כאשר נחשול מתח פולש למעגל חשמלי, ה-SPD משלים את כל תהליך ההגנה של תגובה, הולכה, פריקה, הידוק מתח ואיפוס תוך מיקרו-שניות, עם תהליך העבודה הספציפי כדלקמן:
ראשית, חישת גל-בזמן אמת. כאשר מתרחש נחשול מתח חולף במעגל, מתח המעגל עולה באופן מיידי הרבה מעבר למתח ההפעלה המדורג. הרכיבים הלא ליניאריים הפנימיים של ה-SPD עוקבים באופן רציף אחר מתח המעגל בזמן אמת ולוכדים מיד את האות החריג של מתח היתר ברגע שהנחשול מגיע.
שנאי מתח JDZ-3Q
שנית, המרת עכבה מהירה. מונעים על ידי מתח היתר, מרכיבי הליבה של ה-SPD (וריסטורים, צינורות פריקה) עוברים שינויים מאפיינים פיזיים מיידיים. המכשיר עובר במהירות ממצב מבודד התנגדות-גבוהה במהלך פעולה רגילה למצב מוליך התנגדות-נמוכה- במיוחד, ויוצר ערוץ פריקה יציב עם עכבה נמוכה- בין הקו החי במעגל לבין מערכת ההארקה.
שלישית, הטיית זרם גל ושחרור אנרגיה. זרם הנחשולים המיידיים-הגבוהים הנוצרים על ידי נחשולי המתח יזרום בעדיפות דרך ערוץ ההתנגדות-הנמוך של ה-SPD. כל אנרגיית הנחשולים החריגה מופנית במהירות לקרקע ומשתחררת, תוך הימנעות מזרם הנחשולים העובר דרך הציוד החשמלי המוגן.
רביעית, ייצוב הידוק מתח. בזמן פריקת זרם הנחשול, ה-SPD מגביל את מתח השיא של המעגל לערך קבוע של מתח שיורי בטוח. זה מבטל את השפעת מתח היתר על ציוד חשמלי, שומר על מתח המסוף של הציוד בטווח העמידות הבטוחה ומונע התמוטטות בידוד ונזקים לרכיבים.
חמישית, איפוס אוטומטי ושחזור המתנה. לאחר שחרור מלא של אנרגיית הנחשול, מתח המעגל חוזר במהירות לרמה המדורגת הרגילה. הרכיבים הפנימיים של ה-SPD משחזרים אוטומטית את מאפייני ההתנגדות-הגבוהים המקוריים שלהם, מנתקים את ערוץ פריקת ההארקה וחוזרים למצב הגנת המתנה רגיל, מוכנים להגיב להשפעת המתח הבאה.