非线性绝缘介质是指其电导率或(和)相对介电常数随电场变化而变化的绝缘介质。本文以研究非线性绝缘介质低频响应特性为背景,对低频电压激励下非线性绝缘介质测试方法及测试系统设计等问题进行了探讨,并开发了基于虚拟仪器的测试系统。论文首先对具有普遍意义的非线性绝缘电介质在交流电压作用下进行电路建模,推导出由电压控制型非线性电阻和电压控制型非线性电容组成的非线性电路在交流电压激励下的响应电流方程。对于低频下非线性绝缘介质的响应电流测试系统的硬件部分而言,设计了基于可编程任意波形发生器和Trek20/20C的高压线性放大器构成低频激励电压信号源;而后分别以DC-2型电子管和集成运算放大器ZF310K设计微电流放大器,并对两种微电流放大器的性能进行了比较分析。从性能来看,基于ZF310K微电流放大器的性能优于基于DC-2微电流放大器;同时设计了测试回路以及PC+DAQ模式的信号采集系统。软件部分则利用LabVIEW软件平台开发了集信号发生、同步采集、记录、滤波和波形发生等功能于一体的测试系统软件。本文所开发的硬件系统和软件系统组成一套非线性绝缘介质梯形波、三角波和正弦波激励下响应特性测试系统。最后,对整套测试系统进行了验证性实验,实验结果表明,该测试系统能满足非线性绝缘介质在低频电压激励下响应电流特性测试的要求。与此同时完成了对SiC颗粒掺杂的LLDPE片状试样以及电场应力控制片在梯形波激励下的响应电流的测试,并对测试结果进行了初步分析。