本发明属于电气绝缘设备故障诊断技术领域，公开了一种多功能故障模拟实验装置及方法。本装置主要包括高压电源系统、实验罐体、阻容分压器、充气系统和抽气系统；实验罐体包括注射器、气体端口、母线、盆式绝缘子和针板电极；注射器设在实验罐体顶端，用于注射金属微粒模拟沿面闪络实验；气体端口通过四通阀分别连接充气系统和抽气系统，充气系统用于提供混合气体，抽气系统用于抽真空以及清理回收实验气体；实验罐体内设有母线、针电极和板电极，针板电极用于模拟电晕放电或火花放电实验。本发明采用一套实验设备能同时模拟真实电晕放电、火花放电及沿面闪络多功能故障实验，节约时间、提高效率，结构简单、操作便捷，一机多用，降低成本。