當單級SPD不能將入侵的衝擊過電壓抑製到規定保（bǎo）護電平以下時，就要采（cǎi）用含有（yǒu）二級、三級或更多級（jí）非（fēi）線性抑製元件的SPD。
　 非線性元件Rv2和Rv2都是壓敏電阻，實用中RV1也可以使氣體放電管，RV2也（yě）可以（yǐ）是穩壓管或浪（làng）湧抑製（zhì）二極管（TVS管）。兩極之間的隔離元件Zs可以是電（diàn）感（gǎn）Ls或電阻Rs，若RV1和RV2的導通電壓分別是Un1和Un2，所選用的元件總是Un2>Un1。繼電保（bǎo）護測試儀是總（zǒng）結目前國內（nèi）同類產品優缺點，充分（fèn）使用現（xiàn）代先進的微電子技術和器件實現的一種新型小型化微機繼電保護測試儀。相位伏安表是具（jù）有（yǒu）多種電量測量功能的儀表。
　 有人認為，當入侵（qīn）衝擊波加（jiā）在X-E端子上時，總是（shì）一級RV1先導銅，然後才是第二級。實際上，一級（jí）或第二級先導通都是可能的，這取決於以下因素：
　 (1)入侵衝擊波的波形，主（zhǔ）要是電流波前的聲速（di/dt）；
　 (2)非線（xiàn）性元件Rv1和RV2的導通電壓Un1和Un2的相對大小；
　 (3)隔離阻抗Zs的性質是電阻還是電感，以及它們的大小。
　 當Zs為電阻Rs時，多數情況是（shì）第二級先導（dǎo）通。第二級導通後，當衝（chōng）擊電流I上升到iRs＋Un2≥Un1是一級（jí）才導（dǎo）通（tōng）。一級導通後，由於在大電流下（xià）一級（jí）的等效阻（zǔ）抗比Rs加第二級的等效阻抗之和小（xiǎo）得多。因而大部分衝擊電流經一級泄放（fàng），而經第二級泄放的電流則要小得多。若一級為氣體放（fàng）電管，它導通後的殘（cán）壓（yā）通（tōng）常低於（yú）第二級的導通電壓Un2，於是第（dì）二級截止，剩餘衝擊電流全（quán）部經一級氣體放電管泄放。
　 若（ruò）Zs為電感Ls，且侵入電流一開始的上升速（sù）度相當快，條件Ls(di/dt)＋Un2>Un1得到滿足,則一級先導（dǎo）通。若一級（jí）導通時的限製（zhì）電壓為Uc1(1),則以後隨著入（rù）侵衝擊電流升速(di/dt)的下降，當（dāng）條件UC1(1)≥Ls(di/dt)＋Un2得（dé）到滿足時（shí），第二級才導通（tōng）。第二級導通後，將輸出端Y的電壓，抑製（zhì）在一個較低的電（diàn）平上。