Uređaji za zaštitu od prenapona štite električnu opremu skupom preciznih, brzih i automatskih mehanizama fizičke zaštite koji se temelje na spoju paralelnog strujnog kruga i karakteristikama nelinearnih komponenti, tvoreći potpunu petlju zaštite od prenapona za električnu opremu.
Prvo, SPD je instaliran paralelno na prednjem kraju sve zaštićene električne opreme i spojen na žicu za uzemljenje sustava, tvoreći zaštitnu petlju u stanju pripravnosti. Pod normalnim radnim naponom opreme, SPD je u izoliranom stanju visoke-impedancije. Ne ranžira normalnu radnu struju, ne proizvodi gubitak napona i neće ometati normalno napajanje i rad električne opreme.
Kada abnormalni val napona uđe u krug i djeluje na električnu opremu, interne nelinearne osjetljive komponente SPD-a odmah percipiraju signal prenapona i dovrše promjenu impedancije u mikrosekundama. Uređaj se trenutno mijenja s visokog otpora na niski otpor, stvarajući -kanal za pražnjenje velike brzine između žice pod naponom i žice za uzemljenje.
Nakon toga, ogromna trenutna udarna struja koju stvara prenapon potpuno se preusmjerava na sustav uzemljenja kroz SPD-ov kanal niskog -otpora, umjesto da prolazi kroz unutarnje krugove, čipove i komponente električne opreme. U isto vrijeme, SPD steže abnormalni udarni napon na fiksnu sigurnu vrijednost niskog napona, eliminirajući utjecaj prenapona na opremu.
Nakon što se udarna energija potpuno isprazni i napon kruga vrati na standardnu nazivnu vrijednost, SPD se automatski vraća u stanje pripravnosti visokog-otpora, prekidajući kanal za pražnjenje uzemljenja. Ovaj -jednokratni brzi postupak zaštite izbjegava oštećenje izolacije opreme zbog kvara, pregorijevanje elektroničkih komponenti i kvarove kratkog-spoja uzrokovane prenaponom. Za česte male-amplitudske fluktuacije napona i prenapone, SPD može postići kontinuiranu cikličku zaštitu, učinkovito smanjujući starenje opreme i rizik od kvara uzrokovan-dugotrajnim utjecajem napona.