Cho dù cầu chì hạn chế-điện áp cao{1}}được bảo vệ bằng loại cầu chì nào thì nó cũng hoạt động theo cùng một cách: nó đặt một cách giả tạo bộ phận làm nóng yếu nhất trong mạch, được gọi là dây nóng chảy hoặc cầu chì.
Nói chung, cầu chì hạn chế dòng điện cao áp thường chọn bạc làm nóng chảy, bạc có điểm nóng chảy và độ dẫn nhiệt tốt hơn, không dễ bị oxy hóa. Khi dòng điện ngắn mạch hoặc dòng điện quá tải đi qua chất tan chảy, bạc tan chảy nóng lên và tan chảy, sau đó bốc hơi.
Do độ dẫn điện của hơi kim loại thấp hơn nhiều so với kim loại rắn và lỏng, điện trở của chất nóng chảy tăng đột ngột và dòng điện trong mạch giảm đột ngột, điều này sẽ tạo ra điện áp cao ở cả hai đầu của chất nóng chảy, dẫn đến đánh thủng khe hở và hồ quang. Dưới tác dụng của hồ quang, một lượng lớn khí được tạo ra, tạo thành hiệu ứng phân ly mạnh. Hồ quang bị dập tắt hoặc hồ quang buộc phải nguội đi khi tiếp xúc gần với môi trường rắn xung quanh để dập tắt hồ quang.
Thông thường, vật liệu dập hồ quang của cầu chì hạn chế dòng điện cao áp là cát thạch anh. Điều này là do cát thạch anh có tính dẫn nhiệt và hiệu suất cách nhiệt cao, đồng thời có diện tích tiếp xúc lớn với hồ quang, thuận tiện cho việc hấp thụ năng lượng hồ quang.
Cát thạch anh được đổ vào ống nóng chảy tạo thành một số lượng lớn rãnh khe trung bình rắn mịn, hồ quang có sự phân chia, làm mát và hấp phụ bề mặt (các hạt tích điện), trong khi khe hở trong áp suất khí cũng có tác dụng phân ly mạnh lên hồ quang, do đó hồ quang nhanh chóng bị dập tắt.
Trong giai đoạn làm việc bình thường, dòng điện qua tan chảy nhỏ hơn dòng điện định mức của nó và cầu chì có thể hoạt động đáng tin cậy trong thời gian dài mà không hoạt động sai.
Cầu chì hạn chế dòng điện cao áp bảo vệ nhiều vật thể, chẳng hạn như máy biến áp, động cơ, máy biến điện áp, tụ điện hoặc đường dây phân phối.