Разрез трубчатого разрядника показан на рисунке ниже:
Для разгрузки изоляционного материала разрядника от электрического поля при нормальной работе электроустановки он отделяется от линии воздушным зазором S2. Второй электрод разрядника заземляется. При появлении перенапряжений происходит пробой промежутка S1 и S2 и импульсный ток уходит в землю. После прохода импульсного тока течет сопровождающий ток промышленной частоты. Между электродами 2 и 3 в промежутке S1 дуга загорается в узком канале обоймы 1 из газогенерирующего материала – фибры или винипласта. Внутри трубки происходит повышение давления. Газы могут отводиться через отверстие в кольцевом электроде 3.
При прохождении тока через нуль происходит гашение дуги под воздействием газов, выходящих из разрядника на промежуток S1.
Для улучшения условий гашения электрической дуги в заземленном электроде разрядника 4 имеется буферный объем 5, где энергия накапливается в виде потенциальной энергии сжатого газа. При проходе тока через нуль создается дутье из буферного объема, что способствует гашению электрической дуги.
Механическая прочность трубки определяет величину отключаемого тока промышленной частоты (для упрочненной стеклотканью на эпоксидной смоле винипластовой трубки 20 кА, для фибробакелитовой трубки – 10 кА).
Минимальный ток определяет гасящая способность трубки. Чем меньше диаметр выхлопного канала, чем больше его длина, тем меньше нижний предел отключаемого тока. В случае протекания большого тока в трубке возникает большое давление. В случае недостаточной механической прочности наступает разрушение разрядника. Поэтому решающую роль для трубчатого разрядника играет его механическая прочность. В качестве материала для разрядников применялась фибра до появления винипласта. В бумажно-бакелитовой среде размещалась фибровая трубка. Она увеличивала механическую прочность. Однако на открытом воздухе бакелит работает плохо, что требует тщательной окраски бакелитовой трубки специальным лаком, защищающим трубки от воздействия атмосферных явлений.
Маркировка разрядника расшифровывается следующим образом – в числителе указывается номинальное напряжение, а в знаменателе отключаемые токи. Например, разрядник РТ 
расшифровывается как разрядник трубчатый фибровый напряжением 35 кВ, а его отключаемые токи лежат в пределах 800 – 5000 А.
Наглядно защитное действие разрядника демонстрируется на рисунке ниже:
В момент пересечения вольт-секундной характеристики разрядника 2 с кривой 4 наступает пробой промежутка и через него протекает импульсный ток I, который создает падение напряжения на IR3 на сопротивлении заземления R3.
К более совершенным можно отнести разрядники РТВ (разрядник трубчатый винипластовый). Винипласт обладает высокой механической прочностью, имеет высокую газогенерирующую способность и хорошо работает без всяких покрытий на открытом воздухе. Наибольший отключаемый ток для этого разрядника доведен до 20 кА.
Работа трубчатого разрядника сопровождается выбросом газов и сильным звуковым эффектом. У разрядника РТВ-110 зона выброса представлена в виде конуса с высотой 2,2 м и диаметром 3,5. При установке разрядников нужно предусмотреть, чтобы в зону выброса не попали элементы электроустановки, находящиеся под высоким потенциалом.
От вольт-секундной характеристики в значительной степени зависит защитная характеристика промежутка между электродами. В трубчатом разряднике данный промежуток образовывается стержневыми электродами, которые имеют довольно крутую вольт-секундную характеристику из-за довольно большой неоднородности электрического поля. В электрических аппаратах и электрооборудовании электрическое поле стремятся сделать равномерным, так как в этом случае удается более полно использовать особенности изоляционных материалов и уменьшить габариты и массу электрооборудования. Вольт-секундная характеристика получается пологой при равномерном поле, и практически мало зависимой от времени. Поэтому трубчатые разрядники не подходят для защиты подстанционного электрооборудования из-за крутой вольт-секундной характеристики. Обычно с их помощью производят защиту только линейной изоляции. Необходимо рассчитать возможный минимальный и максимальный ток короткого замыкания и на основании этих расчетов произвести выбор соответствующего разрядника. Номинальное напряжение сети должно соответствовать номинальному напряжению разрядника. Размеры внешнего S2 и внутреннего S1 промежутков выбираются из специальных таблиц.
