Kun jännitepiippu tunkeutuu sähköpiiriin, SPD suorittaa koko suojausprosessin, joka koskee vastetta, johtumista, purkausta, jännitteen kiinnittämistä ja nollausta mikrosekunneissa, ja työprosessi suoritetaan seuraavasti:

Ensinnäkin reaaliaikainen ylijännitetunnistin. Kun piirissä esiintyy ohimenevää jännitepiikkiä, piirin jännite nousee välittömästi huomattavasti nimelliskäyttöjännitteen yläpuolelle. SPD:n sisäiset epälineaariset komponentit valvovat jatkuvasti piirin jännitettä reaaliajassa ja sieppaavat välittömästi ylijännitteen epänormaalin signaalin, kun ylijännite saapuu.​

JDZ-3Q jännitemuuntaja

Toiseksi nopea impedanssimuunnos. Ylijännitteen ohjaamana SPD:n ydinkomponentit (varistorit, purkausputket) käyvät läpi hetkellisiä fyysisiä ominaisuuksien muutoksia. Laite vaihtaa nopeasti suuren-resistanssin eristetystä tilasta normaalikäytön aikana ultra-pienen-resistanssin johtavaan tilaan muodostaen vakaan matalan-impedanssin purkauskanavan piirin jännitteisen johdon ja maadoitusjärjestelmän välille.​

Kolmanneksi aaltovirran ohjaaminen ja energian vapautuminen. Jännitepiikkien synnyttämä suuri-energinen hetkellinen aaltovirta virtaa ensisijaisesti SPD:n matalan-vastuksen kanavan läpi. Kaikki epänormaali aaltoenergia ohjataan nopeasti maahan ja vapautetaan välttäen ylijännitevirran kulkeutumista suojattujen sähkölaitteiden läpi.​

Neljänneksi jännitteen kiinnityksen stabilointi. Purkaessaan ylijännitevirtaa SPD rajoittaa piirin huippujännitteen kiinteään turvalliseen jäännösjännitteen arvoon. Tämä eliminoi ylijännitevaikutuksen sähkölaitteisiin, pitää laitteen liitinjännitteen turvallisella kestoalueella ja estää eristeen rikkoutumisen ja komponenttien vaurioitumisen.​

Viidenneksi, automaattinen nollaus ja valmiustilan palautus. Kun ylijännite on täysin vapautettu, piirin jännite palaa nopeasti normaalille nimellisarvolle. SPD:n sisäiset komponentit palauttavat automaattisesti alkuperäiset korkean resistanssin{2}}ominaisuudet, katkaisevat maadoituspurkauskanavan ja palaavat normaaliin valmiustilan suojaustilaan valmiina reagoimaan seuraavaan jännitepiikkiin.