绝缘介质的介电机理研究和电力设备绝缘诊断始终是高电压与绝缘技术学科领域的研究重点,电流时域谱、电位时域谱等介电谱测试技术是常用且有效的测试手段。然而,当使用电位时域谱研究非线性绝缘介质的极化问题时发现,传统电位时域谱测试系统在表面电位测试过程中存在电荷沿被测试样表面泄露造成测试结果无法真实反映被测试样介电响应特性的问题。本文为解决传统二电极测量电位时域谱存在的电荷沿被测试样表面泄露的问题,提出了一种含有高压驱动保护电极的三电极结构。以该三电极为基础,利用电压跟随技术,设计了含有高压驱动保护的电位时域谱测试系统。为了提高测试系统的操作性、降低测试系统的成本,对测试系统进行改进,提出基于高压电源复用的电位时域谱测试系统,该测试系统通过程控继电器模块可实现测试系统的自动控制。为了使测试系统能够获得被测绝缘介质更多的信息,根据电流时域谱和电位时域谱的测试方法提出了一种对称四电极结构,并在高压电源复用的电位时域谱测试系统基础上增加电流测量模块,设计了一种电位和电流时域谱联合测量测试系统,该测试系统可以进行极化电流/去极化电位的测量。针对本文提出的测试系统,其软件部分均使用Lab VIEW进行控制部分的程序编辑,配合硬件实现测试系统功能。经过本文研究发现,相比于传统二电极结构,含有高压驱动保护电极的三电极结构配合电压跟随技术可以有效阻断电位测量电极处电荷沿被测试样表面泄露的路径;对称四电极结构可以达到电位时域谱和电流时域谱联合测量的目的,为极化电流/去极化电位法研究绝缘介质介电机理提供测试手段。