Beim Auftreten einer Überspannung spricht die Suppressordiode als schnellstes Bauelement zuerst an. Der Ableitstrom fließt durch die Suppressordiode und den vorgeschalteten Entkopplungswiderstand. Über dem Entkopplungswiderstand fällt eine Spannung ab, die dem Differenzwert zwischen den unterschiedlichen Ansprechspannungen von Suppressordiode und gasgefülltem Überspannungsableiter entspricht. So wird die Ansprechspannung des Gasableiters erreicht, bevor der Stoßstrom die Suppressordiode überlastet.

Das heißt, wenn der gasgefüllte Überspannungsableiter angesprochen hat, fließt der Ableitstrom fast vollständig durch den Gasableiter. Die Restspannung über dem Gasableiter beträgt max. 20 V, sodass die Suppressordiode entlastet ist. Bei einem kleinen Ableitstrom, der die Suppressordiode nicht überlastet, spricht der gasgefüllte Überspannungsableiter nicht an.

Bild: Spannungsverteilung in einer zweistufigen Schutzschaltung

UG = UD + UW

UG Ansprechspannung gasgefüllter Überspannungsableiter
UD Begrenzungsspannung Suppressordiode
UW Differenzspannung über dem Entkopplungswiderstand

Diese Schaltung bietet die Vorteile des schnellen Ansprechens bei niedriger Spannungsbegrenzung sowie gleichzeitig ein hohes Ableitvermögen. Eine dreistufige Schutzschaltung mit induktiver Entkopplung arbeitet nach dem gleichen Prinzip. Allerdings erfolgt die Kommutierung in zwei Schritten, zuerst von der Suppressordiode auf den Varistor und dann weiter auf den gasgefüllten Überspannungsableiter.