本发明公开了基于非线性宽频模型的暂态过电压测量装置与方法，涉及暂态电压测量技术领域，解决了CVT无法满足暂态过电压的测量需求的问题。本发明包括在CVT的电容单元的电阻R1与电容C2之间的连接点后接电磁单元模型，电磁单元模型包括稳态模块和高频模块，所述稳态模块与高频模块连接，稳态模块包括补偿电抗器、变压器和谐振阻尼器，高频模块左边两端口分别接在CVT的中压点或电容单元的高频电压输入端和地，右边两端口分别连接电磁单元模型输出和地，电磁单元模型输出也为整体CVT模型的输出端。通过本发明，CVT可获得测量具有高频电压的能力，满足对暂态过电压的测量需求。