Você está pensando demais
Tudo o que você precisa aqui é de alguns meios isolantes para separar o circuito de 120V do circuito de 12V - enquanto eles não fazem barreiras de caixa na configuração desejada, uma placa de cobertura não metálica do tamanho apropriado fará tão bem quanto você pode rotear o cabo em torno dele. Você precisará usar parafusos ligeiramente mais longos do que os que vieram na caixa, pois você terá que montar a base do detector de fumaça pelos orifícios da placa de cobertura e nos furos de montagem da caixa.