电气系统控制式结构相比气瓶控制式更为复杂，造价相对昂贵，需要外接电源，其结构型式如下图所示。电气系统控制式氮气水击泄压阀可实现自动切换氮气瓶，温差自动修正补偿，超压报警，气源低压报警，一套控制系统可为多台阀门供气等功能，适用于管线自动化程度较高，人烟稀少地区。
氮气式水击泄压阀主阀是轴流式结构。整体分为三部分：主阀入口与上游管线相连、主阀内腔气室与气室管路及控制仪表相连，主阀出口与泄放管路相连。
高压氮气源通过气室管路及控制仪表后对水击阀内腔气室填充与设定压力相当的系统压力，主阀阀瓣在系统压力的作用下与密封元件接触，从而保持关闭状态。当管道中产生水击时，上游管线压力超过阀门设定压力，阀瓣被推动并向左移动，水击阀内腔体积变小，
但由于水击阀内腔体积的变化相对于温差平抑瓶的体积微乎其微，故水击阀内腔会始终保持系统压力不变。此时主阀开启，管线中部分介质被迅速泄放到泄压罐中，从而消减水击压力峰，而起到保护管路与设备的作用。随着水击泄放阀的开启，水击波的能量得到释放。当管道压力降至水击泄压阀设定值以下，在系统压力作用下，主阀阀瓣重新与密封元件接触，实现阀门的关闭过程，恢复到正常工作状态。