本发明涉及沿面闪络实验样品更换装置、实验装置和样品更换方法，旨在解决现有绝缘材料沿面闪络实验样品更换耗时长、操作复杂的问题，同时减少了样品更换过程中气体泄漏引起的环境污染。其中，沿面闪络实验样品更换装置包括控制器、样品更换和电极压紧结构，样品更换和电极压紧结构由位移步进电机和旋转步进电机驱动，实现了样品托台与电极的压紧，及样品的更换。本发明基于自动控制技术，实现真空或者高气压绝缘环境中实验样品的自动更换，不打开实验腔体，节省时间，提高了实验效率，减少了绝缘气体泄漏引起的污染，具有结构简单、操作方便、节约成本、可重复性好等优点。