在潮湿低温的环境下输电线路很容易产生覆冰现象，输电线路覆冰会导致断线、金具损坏、绝缘子串冰闪、基础下沉或倾斜，甚至杆塔倒塌、导线接地等事故，严重威胁了电力系统的正常运行，影响了人们正常的生产和生活。因此，加强对输电线路覆冰厚度监测技术的研究，实时掌握输电线路的覆冰状态对于电力系统的安全稳定运行具有十分重要的现实意义。本文提出了一种输电线路覆冰在线监测系统总体方案设计，利用张力传感器、角度传感器、工业摄像机、温度湿度传感器以及风速风向传感器采集现场数据，通过GPRS网络和Internet网络将现场采集到的数据传送到电力系统监控中心主站，最终经输电线路覆冰厚度计算软件得出输电线路的覆冰厚度。在总体方案设计的基础上，对张力传感器、角度传感器、GPRS传输模块、电源的选择原则进行了总结，并且给出了具体的选型方案。针对输电线路覆冰在线监测方案中的核心模块——输电线路覆冰厚度计算模块，本文提出了一种基于力学测量的输电线路覆冰厚度计算模型。该模型考虑了有风与无风两种情况，以耐张段轴向导线张力、悬挂点倾角和悬垂绝缘子串张力等数据为模型的基本特征参数计算输电线路覆冰厚度。通过模拟试验的方法对本文提出的输电线路覆冰厚度计算模型进行了验证，利用铝线模拟实际输电线路，利用小型拉力传感器与悬挂吊环模拟绝缘子串，在输电线路上均匀涂抹面团来模拟输电线路覆冰。对单独耐张段以及三档连续导线的试验结果显示本文提出的输电线路覆冰厚度计算模型计算误差较小，能够满足计算精度的要求。