冰灾严重威胁着电网的安全运行。冰灾可造成绝缘子冰闪、金具损坏、杆塔倒塌、导线断裂等,对电网造成巨大的经济损失。开展输电线路覆冰监测和预警,实时、准确获取输电线路覆冰厚度等数据,有利于提高电网安全运行水平,保障电力系统的可靠性。以称重法为原理的线路等值覆冰厚度计算模型因其原理、方法的简单,广泛运用于国内架空线路的直线塔上。然而用于计算模型的垂直档距求解时仅考虑线路最低点位于档距内的情况,尚未对大高差、大档差等特殊工况下线路最低点在档距外,出现“虚拟最低点”的情况进行分析;该计算模型缺乏对架空地线上均匀覆冰和不均匀覆冰时冰厚计算结果的有效性,及不均匀覆冰对地线悬垂串偏斜的影响进行研究;该模型没有考虑覆冰前后线路张力状态变化对冰厚计算结果的影响。首先,本文对大高差、大档差等特殊工况造成的线路最低点在档距外这种情况进行研究。基于有限元仿真方法建立三塔两档型线路的仿真模型,在仿真模型中设置由大高差、大档差等特殊工况造成的线路最低点处于档距外,出现“虚拟最低点”的情况。在仿真模型中施加均匀覆冰,获取主杆塔的垂直荷载,并分析其组成成分。其次,本文采取有限元仿真方法,分析在大高差大档差、大高差、大档差及非大高差非大档差四种工况下,均匀覆冰和相邻档线路不均匀覆冰时地线悬垂串的受力、偏斜角大小及南方地区覆冰在线监测计算模型冰厚计算的误差。并对原有模型进行改进,提出考虑悬垂串偏斜的直线塔地线覆冰厚度计算模型。最后,提出特殊工况下基于线路状态方程的直线塔架空线路等值覆冰厚度计算模型。该模型通过线路设计资料、线路覆冰前后温度和拉力等参数建立线路状态方程,运用迭代法计算线路等值覆冰厚度大小。本文选取某500k V交流线路两个地线终端和某±800k V直流线路的导线终端进行案例分析,这些案例均为大高差下的特殊工况。本文结合2022年2月和2018年底至2019年初的人工观冰数据、2022年2月覆冰期的在线监测数据及有限元仿真数据,验证了本文模型的正确性。