当单级浪涌保护器（SPD）不能将入侵的冲击过电压抑制到规定保护电平以下时，就要采用含有二级、三级，甚至更多级非线性抑制元件的浪涌保护器（SPD）。

非线性元件RV2和 RV2都是压敏电阻，实用中RV1也可以使气体放电管，RV2也可以是稳压管或浪涌抑制二极管（TVS管）。两级之间的隔离元件Z_S可以是电感L_S或电阻R_S，若RV1和RV2的导通电压分别是Un1和Un2，所选用的元件总是Un2＞Un1。

很多人认为，当入侵冲击波加在X-E端子上时，总是第一级RV1先导通，然后才是第二级。实际上，第一级或第二级先导通都是有可能的，这取决于如下因素：

1.入侵冲击波的波型，主要时电流波前的升速（di/dt）；

2.非线性元件RV1和RV2的导通电压的相对大小；

3.隔离阻抗的性质时电阻还是电感，以及它们的大小。

当Z_S为电阻R_S时，多数情况是第二级先导通。第二级导通后，当冲击电流I上升到iRS+Un2≥Un1时，第一级才导通。第一级导通后，由于在大电流下第一级的等效阻抗比R_S加第二级的等效阻抗之和小得多。因而大部冲击电流I经第一级泄放，而经第二级泄放的电流则要小得多。若第一级为气体放电管，它导通后的残压通常低于第二级的导通电压Un2，于是第二级截止，剩余冲击电流全部经第一级气体放电管泄放。

若Z_S为电感L_S，且侵入电流一开始的上升速度相当快，条件L_S（di/dt）+Un2＞Un1得到满足，则第一级先导通。若第一级导通时的限制电压为Uc1(1)，则以后随着入侵冲击电流升速的下降，当条件Uc1(1)＞LS(di/dt)+Un2得到满足时，第二级才导通。第二级导通后，将输出端Y的电压抑制在一个较低的电平上。