本发明涉及变压器绝缘故障实时在线预警装置及预警方法，装置为局部放电超高频传感器安装在变压器检查孔或事故放油阀处，局部放电超高频传感器通过同轴电缆与局部放电超高频信号调理器相连，局部放电超高频信号调理器通过同轴电缆与工控机内部A/D采集卡相连；铁芯接地电流传感器安装在变压器铁芯引出线与接地网处，铁芯接地电流传感器通过屏蔽信号线与铁芯接地电流信号调理器相连，铁芯接地电流信号调理器通过屏蔽信号线与工控机内部A/D采集卡相连，工控机CAN通讯卡与CAN网络相连。本发明实时在线完成原始采样数据显示、存储及绝缘故障信号分析与计算，结合通过CAN通讯卡获取的变压器工况信息，及时提供变压器绝缘故障预警信息，故障潜伏时间小于1秒。