La distinzione tra porta singola e porta doppia dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) è essenzialmente una classificazione professionale basata sulla topologia circuitale e sul metodo di connessione all'interno del circuito. Un SPD a porta singola presenta una struttura di connessione parallela nella sua configurazione elettrica, con tutti i suoi terminali esterni collegati direttamente in parallelo alle linee di alimentazione o di segnale protette. I componenti di protezione interni dell'SPD (come i varistori a ossido metallico (MOV) o i tubi a scarica di gas (GDT)) sono collegati tra i conduttori di linea (L1/L2/L3, N) e il conduttore di terra di protezione (PE). Il suo principio di funzionamento si basa sulla variazione a gradino delle sue caratteristiche di impedenza: in condizioni di normale funzionamento, presenta un'impedenza elevata, senza praticamente alcun effetto sul sistema; quando sottoposto a sovratensione di picco, la sua impedenza diventa istantaneamente estremamente bassa, formando un percorso di scarica e bypassando l'enorme energia transitoria verso terra. Le prestazioni di questa struttura sono in gran parte influenzate dall'induttanza aggiuntiva generata dalla lunghezza dei suoi fili di collegamento. Questa induttanza causa un'ulteriore caduta di tensione durante la scarica (U = L*di/dt), aumentando così la tensione residua e richiedendo quindi procedure di installazione estremamente rigorose.

Gli SPD a due porte utilizzano una configurazione in serie, con morsetti di ingresso e uscita elettricamente isolati, che forzano la linea protetta (alimentazione o segnale) a passare attraverso l'SPD in serie. Internamente, non solo contengono componenti principali per la dissipazione dell'energia, ma integrano anche reti di filtraggio o disaccoppiamento composte da induttori, condensatori, ecc. Il loro meccanismo di protezione è duplice: in primo luogo, possono dissipare la corrente di picco principale come un SPD a porta singola; in secondo luogo, il loro circuito di filtraggio interno blocca, modella e filtra efficacemente la forma d'onda di tensione che attraversa l'SPD, sopprimendo così in modo più efficace le onde di risonanza e vari picchi di tensione residui, fornendo una tensione più pulita alle apparecchiature a valle. Grazie alla loro caratteristica in serie, la caduta di tensione generata sui cavi di collegamento in ingresso a causa della corrente di picco non viene trasmessa al terminale di uscita, riducendo significativamente la loro dipendenza dal cablaggio di installazione e garantendo prestazioni di protezione superiori e più stabili.

Questa distinzione è cruciale nelle applicazioni ingegneristiche. Gli SPD a porta singola, grazie alla loro elevata capacità di sopportare correnti di picco e al loro rapporto costo-efficacia, sono spesso utilizzati per la protezione primaria nei sistemi di alimentazione (come la sala di distribuzione principale di un edificio). Gli SPD a due porte, invece, con le loro superiori capacità di soppressione e filtraggio della tensione residua, sono più adatti per livelli di protezione a grana fine che richiedono un'elevata qualità dell'alimentazione (come le sale con apparecchiature informatiche critiche e i front-end delle apparecchiature di imaging medicale), nonché per quasi tutti gli scenari di protezione delle linee di segnale. Nelle linee di segnale, la struttura a due porte è la soluzione più diffusa, non solo per la necessità di scaricare le sovratensioni, ma anche per soddisfare rigorosi requisiti tecnici come l'adattamento di impedenza, la minima perdita di inserzione e il mantenimento dell'integrità del segnale durante la trasmissione.