מרכיב הליבה של רצועת מתח מוגנת-הוא התקן ההגנה מפני נחשולים (SPD), המשתמש ברכיבים לא-לינארים כגון Varistors של תחמוצת מתכת (MOV) וצינורות פריקת גז (GDT). כאשר מתח יתר חולף (כגון גל ברק) מתרחש במעגל, רכיבים אלו מוליכים במהירות, מגבילים את מתח היתר לטווח בטוח או מרחיקים את זרם היתר לקרקע.
אם ניקח את ורייסטור תחמוצת האבץ כדוגמה: הוא מפגין עכבה גבוהה במהלך פעולה רגילה אך עובר במהירות לעכבה נמוכה כאשר המתח מגיע לסף התמוטטות, ויוצר נתיב פריקה; הוא חוזר למצב עכבה-גבוהה ברגע שהמצב החריג שוכך.
חלק מרצועות החשמל המוגנים-משלבים מספר רב של וריסטורי תחמוצת אבץ-המתאימים לקווים הנייטרליים, החיים והקרקע-יחד עם נתיכים תרמיים וצינורות פריקת גז קרמיים (GDTs) כדי לספק הגנה רב-שכבתית. GDTs קרמיים מאופיינים בקיבול בין-אלקטרודות נמוך, קיבולת זרם נחשול גבוהה ותכונות בידוד מצוינות.
מוצרים מסוימים משתמשים בגישה טכנולוגית כפולה- המשלבת וריסטור עם נתיך תרמי: הווריסטור מטפל בהגבלת המתח, בעוד שהנתיך התרמי מתפוצץ אוטומטית בתנאים חריגים כדי לספק הגנה מקיפה על המעגל.
שלוש תצורות טיפוסיות של -הגנת מתח חוטים כוללות מצבי הגנה L-N (חי-Neutral), L-G (חי-קרקע) ו-N-G (Neutral-Ground).